Słoneczne wypychanie na Hawajach obciąża sieć

Perspektywa tańszej, wolnej od ropy naftowej energii zwabiła Spółdzielnia użyteczności publicznej na wyspie Kauai (KIUC) pięciokrotnie zwiększył moc słoneczną na skalę przemysłową w ciągu ostatniego roku, budując dwa 12-megawatowe układy fotowoltaiczne. Obiekty te są największym i znaczącym źródłem 78-megawatowej mocy szczytowej wyspy. Kiedy latem tego roku uruchomiona zostanie druga elektrownia, szczytowa produkcja energii słonecznej na Kauai zbliży się w niektóre dni do 80 procent produkcji energii, według Brada Rockwella, kierownika ds. dostaw energii w tym przedsiębiorstwie.

Kontenery transportowe pełne baterii litowych ustabilizują sieć Kauai, gdy przechodzące chmury zakłócą przepływ energii z najnowszej farmy słonecznej na wyspie.

To stawia Kauai w czołówce penetracji energii słonecznej, a KIUC ma na to dowody. Wahania mocy z pierwszej dużej elektrowni zainstalowanej w 2012 r. już w dużej mierze wypaliły duże baterie zainstalowane, aby powstrzymać energię słoneczną przed destabilizacją sieci na wyspie.

Teraz KIUC podejmuje drugą próbę z bateriami i ma nadzieję, że technologia magazynowania energii rozwinęła się na tyle, aby zapobiec powtarzaniu się tych samych problemów. Nowy system, zainstalowany obok prawie ukończonej farmy słonecznej na północno-wschodnim wybrzeżu Kauai, jest jedną z pierwszych komercyjnych instalacji akumulatorów litowo-jonowych w skali sieciowej produkowanych przez francuskiego giganta baterii SOK .

Przerywany charakter odnawialnych źródeł energii, takich jak energia słoneczna, stanowi szereg wyzwań dla przedsiębiorstw użyteczności publicznej, w zależności od rozmiaru i konstrukcji ich sieci. Trudność Kauai jest najbardziej dotkliwa, gdy chmury dryfują nad elektrownią słoneczną. To może obniżyć moc wyjściową elektrowni o 70 do 80 procent w mniej niż minutę. Jeśli elektrownia zapewnia znaczną część mocy sieci, ta szybka utrata mocy może spowodować spadek częstotliwości prądu przemiennego sieci znacznie poniżej 60 Hz, uszkadzając sprzęt klienta, a nawet powodując awarię.

Pierwszy system magazynowania energii Kauai, w sześciomegawatowej elektrowni fotowoltaicznej w Port Allen po zachodniej stronie Kauai, został zaprojektowany w celu złagodzenia takich spadków częstotliwości poprzez uwalnianie zmagazynowanej energii w przypadku awarii wyjściowej. Ale kiedy fabryka została uruchomiona w grudniu 2012 r., Rockwell i jego inżynierowie szybko odkryli, że, jak to ujął Rockwell, bateria po prostu nie jest tym, czym była.

Dobiega końca budowa elektrowni słonecznej w Anahola.

System o wartości 2 milionów dolarów, zaprojektowany i wyprodukowany przez Niezwykła moc Lyle w Teksasie ma mnóstwo mięśni, uwalniając do 4,5 megawata w szybkich seriach. Brakuje mu wytrzymałości. Spadki częstotliwości zdarzały się częściej, niż oczekiwał KIUC, aw częściowo pochmurne dni bateria szybko się rozładowywała.

W międzyczasie wyczerpywanie się dzień po dniu obniżało pojemność energetyczną akumulatorów. Podczas gdy Xtreme Power nazwał je zaawansowanymi akumulatorami kwasowo-ołowiowymi, ponieważ początkowo pakowały więcej energii i mocy niż ich poprzednicy, cierpią na tę samą wrażliwość na powtarzające się długie cykle, co akumulatory kwasowo-ołowiowe. System Xtreme Power został zaprojektowany tak, aby wytrzymać osiem lat, ale według KIUC po dwóch latach pozostało bardzo niewiele pojemności.

W rezultacie KIUC musiała prosić o więcej swoich generatorów zasilanych olejem napędowym i benzyną, poprawiając ich zdolność do przyspieszania podczas spadków częstotliwości. Ciężkie rampy powodują zużycie maszyn, zwiększają zanieczyszczenie powietrza i negują niektóre oszczędności ropy naftowej obiecane przez elektrownie słoneczne. Myślę, że w ciągu ostatniego roku straciliśmy kilka punktów procentowych na wydajności, mówi Rockwell. Skutki konserwacji są jeszcze widoczne.

Większy akumulator i lepsza kontrola oprogramowania mogły zapewnić lepsze wyniki z akumulatorów kwasowo-ołowiowych Xtreme Power, mówi John Jung, dyrektor generalny Zielnik , dostawca systemów pamięci masowej z siedzibą w Emeryville w Kalifornii. Ale problemy, które napotkała KIUC, podzielili inni klienci Xtreme Power, a Xtreme Power ogłosiło upadłość w styczniu 2014 r. Berlińska firma magazynująca energię Younicos kupiła firmę trzy miesiące później, bez aktywów do produkcji akumulatorów.

Akumulatory litowo-jonowe, na które KIUC ma teraz nadzieję, lepiej znoszą jazdę na rowerze niż akumulatory kwasowo-ołowiowe. John Cox, kierownik ds. inżynierii w KIUC, mówi, że akumulatory litowo-jonowe firmy SAFT wytrzymują cztery do sześciu razy więcej cykli pełnego ładowania i rozładowania niż akumulatory Xtreme Power.

Plamy chmur dryfowały nad Anaholą na początku tego miesiąca, kiedy odwiedziłem miejsce następnej elektrowni słonecznej KIUC, gdzie obok ponad 57 000 paneli fotowoltaicznych elektrowni znajdowało się już osiem 22-metrowych kontenerów transportowych wypełnionych bateriami SAFT.

System SAFT o wartości 7 milionów dolarów może dostarczać sześć megawatów mocy w sposób ciągły i do 12 megawatów w krótkich seriach — tyle samo, co szczytowa moc wyjściowa macierzy Anahola. SAFT twierdzi, że może pochłaniać do 4,5 megawatów w sposób ciągły.

Według Jima McDowalla, kierownika ds. rozwoju biznesu w SAFT America, filia SAFT w Connecticut, ładowanie powinno być wystarczająco szybkie, aby utrzymać baterię w działaniu przez cały dzień przy wahaniach mocy nie większych niż 1,2 megawata na minutę.

McDowall jest szczególnie przekonany o instalacji Anahola, która dzięki naciskom KIUC ma dodatkowe możliwości magazynowania energii. Ta dodatkowa pojemność raczej się nie zmarnuje, mówią on i Rockwell. Umożliwi to baterii Anahola zatrzymanie niektórych spadków częstotliwości spowodowanych przez inne farmy słoneczne na Kauai, odciążając konwencjonalne generatory KIUC. Dodatkowa pojemność magazynowa w Anahola może również pomóc Rockwellowi w rozwiązaniu nowego problemu, z którym spodziewa się zmierzyć przed końcem tego roku: nadmiernej produkcji energii słonecznej.

Po tym, jak Anahola pojawia się w Internecie, Rockwell spodziewa się, że Kauai zobaczy dni, w których bezchmurne niebo będzie generować energię słoneczną poza zasięgiem sieci KIUC. Zamiast wyrzucać nadmiar, mówi McDowall, KIUC może użyć systemu przechowywania baterii Anahola, aby go wchłonąć, a następnie uwolnić tę moc po zachodzie słońca.

ukryć