211service.com
Magnesy nadprzewodzące do przechowywania w skali sieci
Nadprzewodnikowe magazynowanie energii magnetycznej (SMES) jest od dawna poszukiwane jako technologia na dużą skalę, ponieważ oferuje natychmiastowe wyładowanie energii i teoretycznie nieskończoną liczbę cykli ładowania. Jednak do niedawna koszty materiałów na urządzenia MŚP były zaporowo wysokie w przypadku wszystkich zastosowań poza bardzo małymi. Teraz projekt finansowany przez Departament Energii USA (DOE) może utorować drogę technologii MŚP, która oferuje megawatogodziny magazynowania energii. Taka moc staje się coraz bardziej potrzebna dla sieci elektroenergetycznych, które muszą równoważyć nieciągłość odnawialnych źródeł energii.
W DOE Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych ds. Energii (ARPA-E) 2 marca w Waszyngtonie, szwajcarska firma inżynierska FIGA przedstawił plany prototypu MŚP o mocy 3,3 kilowatogodziny. Urządzenie będzie magazynować energię elektryczną w postaci pola magnetycznego generowanego przez prąd stały krążący w przewodach nadprzewodzących. Geometria cewek nadprzewodzących wytwarza silnie zamknięte pole elektromagnetyczne, ale do jego utrzymania potrzeba stosunkowo mało energii. Energia jest uwalniana przez rozładowanie cewek.
ABB współpracuje z producentem drutu nadprzewodzącego Supermoc , Narodowe Laboratorium Brookhaven oraz University of Houston w ramach grantu ARPA-E o wartości 4,2 miliona dolarów. Ostatecznym celem grupy jest opracowanie urządzenia na skalę komercyjną o mocy od 1 do 2 megawatogodzin, które jest konkurencyjne pod względem kosztów w przypadku akumulatorów kwasowo-ołowiowych, mówi kierownik projektu ABB, V.R. Ramanana.
Zgodnie z ostatnim badaniem przeprowadzonym przez Instytut Badawczy Energetyki . Pompowane elektrownie wodne, które przechowują energię poprzez pompowanie wody pod górę, oraz sprężone powietrze, które przechowuje energię w postaci powietrza sprężonego w podziemnych jaskiniach, to obecnie dwie wiodące metody magazynowania energii na dużą skalę. Podejścia te są jednak ograniczone do obszarów z jeziorami lub innymi zbiornikami na dużych wysokościach lub z podziemnymi jaskiniami.
Kluczową przewagą MŚP nad innymi technologiami magazynowania energii jest zdolność do szybkiego uwalniania zmagazynowanej energii. Może przejść od pełnego naładowania do pełnego rozładowania — żadna inna technologia tego nie potrafi, mówi Cesar Luongo, starszy koordynator działu magnesów w Międzynarodowy eksperymentalny reaktor termojądrowy projektu w Cadarache we Francji, która nie jest zaangażowana w projekt.
Szybkie rozładowanie sprawia, że MŚP są atrakcyjne do szybkiej stabilizacji linii przesyłowych wysokiego napięcia w okresach intensywnego użytkowania. Co najważniejsze, ABB opracowuje przełączniki elektryczne, które umożliwią systemom MŚP stopniowe uwalnianie energii, w czasie do godziny, aby pomóc zrekompensować spadki wydajności z odnawialnych źródeł energii, takich jak wiatr i słońce.
Luongo twierdzi, że aby konkurować z akumulatorami kwasowo-ołowiowymi i innymi technologiami, systemy MŚP mogą wymagać znacznie większych rozmiarów niż urządzenia o mocy od 1 do 2 megawatogodzin przewidziane przez ABB. Być może będą musieli zaoferować dziesiątki megawatogodzin pamięci, mówi Luongo, a im tańsze są inne technologie, tym dalej znajduje się punkt podziału.
Steven Minnihan, analityk w Badania Lux , mówi, że urządzenia MŚP powinny działać dłużej niż koła zamachowe lub akumulatory, ponieważ nie mają ruchomych części. Ale, jak mówi, koszty materiałów pozostają wysokie. Prawdziwą korzyścią jest jego żywotność w porównaniu z bateriami i kołami zamachowymi, ale nie sądzę, że jest to najbardziej opłacalna technologia, mówi Minnihan.
Systemy MŚP mają mniej więcej taką samą oczekiwaną żywotność jak systemy pompowane wodą i sprężonym powietrzem: 10-20 lat, w przeciwieństwie do 1-10 lat w przypadku akumulatorów i 8-12 lat w przypadku kół zamachowych, mówi Minnihan. Ma zastrzeżenia co do podejścia ABB, ponieważ wymaga ono dużych ilości wysokotemperaturowych przewodów nadprzewodzących, które przy dzisiejszych cenach sprawiłyby, że systemy MŚP w skali sieciowej byłyby zaporowo drogie.
Chociaż koszt drutu nadprzewodzącego znacznie spadł w ostatnich latach, Ramanan przyznaje, że musiałby spaść o kolejne 300 procent, aby MŚP były konkurencyjne w stosunku do innych technologii magazynowania energii na skalę sieciową. Twierdzi, że obniżenie kosztów drutu jest poważnym wyzwaniem technicznym, ale dodaje, że podjęcie takich wyzwań jest celem projektów finansowanych przez ARPA-E. Gdybyśmy nie sądzili, że to ma potencjał, nie poszlibyśmy za tym, mówi.