Penyimpanan elektrik dan tenaga

Sumber: Dunia - nuklear.org

Memandangkan sumber tenaga boleh diperbaharui semakin penting, sistem penyimpanan tenaga yang cekap (ESS) adalah penting untuk menguruskan sifat angin dan tenaga suria yang terputus -putus. Penyelesaian penyimpanan tenaga untuk aplikasi grid menjadi semakin biasa di kalangan pemilik grid, pengendali sistem, dan pengguna akhir. Sistem penyimpanan tenaga membolehkan pelbagai kemungkinan dan boleh menawarkan penyelesaian yang berkesan untuk mengimbangi tenaga, perkhidmatan sampingan, dan penangguhan pelaburan infrastruktur.

Elektrik itu sendiri tidak boleh disimpan secara besar -besaran, tetapi ia boleh ditukar kepada bentuk tenaga lain, yang boleh disimpan dan kemudian ditukar kembali ke dalam elektrik seperti yang diperlukan. Sistem penyimpanan elektrik termasuk bateri, flywheels, udara termampat, dan hidro yang dipam. Jumlah tenaga yang boleh disimpan dalam mana -mana sistem adalah terhad. Kapasiti tenaganya dinyatakan dalam megawatt - jam (MWh), dan kuasanya dinyatakan dalam megawatt (MW atau MWE). Sistem penyimpanan elektrik boleh direka untuk menyediakan perkhidmatan sampingan kepada sistem penghantaran, termasuk kawalan kekerapan, yang merupakan peranan utama bateri skala grid - hari ini. Mari kita lihat dengan lebih dekat pada pilihan storan yang berbeza di bawah.

Penyimpanan air yang dipam

Penyimpanan yang dipam melibatkan mengepam air menanjak ke takungan yang boleh dikeluarkan atas permintaan untuk menjana hidroelektrik. Kecekapan proses berganda adalah kira -kira 70%. Penyimpanan yang dipam terdiri daripada 95% daripada penyimpanan elektrik skala besar- di pertengahan - 2016, dan 72% daripada kapasiti penyimpanan yang ditambah pada tahun 2014. Penyimpanan bateri, bagaimanapun, sedang digunakan secara meluas, dan mencapai kira -kira 15.5 GW yang disambungkan ke rangkaian elektrik pada akhir tahun 2020, menurut IEA. Bangunan - Penyimpanan kuasa skala muncul pada tahun 2014 sebagai trend teknologi tenaga yang menentukan. Pasaran ini telah berkembang sebanyak 50% tahun - pada - tahun, dengan lithium - bateri ion yang menonjol tetapi bateri sel aliran redoks menunjukkan janji. Penyimpanan sedemikian mungkin untuk mengurangkan permintaan pada grid, sebagai back-up, atau untuk arbitraj harga.

Projek dan peralatan penyimpanan yang dipam mempunyai jangka hayat yang panjang - secara nominal 50 tahun tetapi berpotensi lebih, berbanding dengan bateri - 8 hingga 15 tahun. Penyimpanan hidro yang dipam paling sesuai untuk menyediakan kuasa beban puncak - untuk sistem yang terdiri daripada kebanyakan bahan bakar fosil dan/atau generasi nuklear. Ia tidak begitu baik - sesuai untuk mengisi untuk generasi berselang, tidak berjadual dan tidak dapat diramalkan.

Laporan Majlis Tenaga Dunia pada bulan Januari 2016 memproyeksikan penurunan kos yang signifikan untuk majoriti teknologi penyimpanan tenaga dari tahun 2015 hingga 2030. Teknologi bateri menunjukkan pengurangan kos terbesar, diikuti oleh terma termal dan supercapacitor yang masuk akal. Teknologi bateri menunjukkan pengurangan dari pelbagai € 100 - 700/MWh pada tahun 2015 hingga € 50 - 190/MWh pada tahun 2030 - pengurangan lebih dari 70% dalam had kos atas dalam 15 tahun akan datang. Natrium sulfur, asid plumbum dan litium - teknologi ion memimpin jalan mengikut WEC. Penyimpanan model laporan yang berkaitan dengan kedua -dua loji angin dan solar, menilai kos penyimpanan yang dihasilkan (LCOs) di tumbuhan tertentu. Ia menyatakan bahawa faktor beban dan masa pelepasan purata pada kuasa yang dinilai adalah penentu penting LCOS, dengan kekerapan kitaran menjadi parameter sekunder. Untuk solar - Penyimpanan yang berkaitan, kes permohonan adalah penyimpanan harian, dengan enam - jam pelepasan jam pada kuasa yang dinilai. Untuk penyimpanan yang berkaitan dengan angin, kes permohonan adalah untuk penyimpanan dua hari dengan pelepasan 24 jam pada kuasa yang diberi nilai. Dalam kes bekas teknologi penyimpanan yang paling kompetitif mempunyai LCOS sebanyak € 50-200/MWh. Dalam kes yang kedua, kos yang diselaraskan adalah lebih tinggi dan sensitif terhadap bilangan kitaran pelepasan setiap tahun, dan "beberapa teknologi kelihatan menarik."

Berikutan kajian tahun dua - oleh Suruhanjaya Kemudahan Awam California, negara pada tahun 2010 meluluskan undang -undang yang memerlukan 1325 MWE penyimpanan elektrik (tidak termasuk penyimpanan skala besar - pada tahun 2013. Undang -undang ini menentukan kuasa, bukan kapasiti penyimpanan (MWH), menunjukkan bahawa tujuan utama adalah kawalan kekerapan. Tujuan undang -undang yang dinyatakan adalah untuk meningkatkan kebolehpercayaan grid dengan menyediakan kuasa yang boleh dikeluarkan dari peningkatan bahagian input solar dan angin, menggantikan rizab berputar, menyediakan kawalan kekerapan dan mengurangkan keperluan kapasiti puncak (pencukur puncak). Sistem penyimpanan boleh dihubungkan dengan sistem penghantaran atau pengedaran, atau berada di belakang meter. Tumpuan utama adalah pada Sistem Penyimpanan Tenaga Bateri (BESS). Arbitraj tenaga boleh meningkatkan pendapatan, membeli - puncak dan menjual untuk permintaan puncak. Southern California Edison pada tahun 2014 mengumumkan rancangan untuk penyimpanan elektrik 260 MW untuk mengimbangi penutupan loji nuklear 2150 MWe San Onofre. Walaupun 1.3 GW dalam konteks permintaan 50 GW negeri tidak akan memberikan banyak kuasa yang boleh dikeluarkan, ia merupakan insentif utama bagi utiliti.

Oregon mengikuti California, dan pada tahun 2015 menetapkan keperluan untuk utiliti yang lebih besar (PGE dan Pacificorp) untuk mendapatkan sekurang -kurangnya 5 MWh penyimpanan menjelang 2020, dan PGE mencadangkan 39 GW di beberapa lokasi, berharga $ 50 hingga $ 100 juta. Pada bulan Jun 2017 Massachusetts mengeluarkan sasaran 200 MWh penyimpanan menjelang 2020. Pada bulan November 2017 New York memutuskan untuk menetapkan sasaran penyimpanan untuk 2030.

Di sesetengah tempat penyimpanan yang dipam digunakan untuk mengeluarkan beban penjanaan harian dengan mengepam air ke empangan penyimpanan yang tinggi semasa waktu puncak - dan hujung minggu, menggunakan kapasiti beban yang berlebihan - dari arang batu rendah -. Semasa jam puncak air ini boleh dikeluarkan melalui turbin ke takungan yang lebih rendah untuk penjanaan elektrik hidro -, menukar tenaga berpotensi ke dalam elektrik. Pam terbalik - Turbin/Motor - Perhimpunan penjana boleh bertindak sebagai pam dan turbin*. Sistem penyimpanan yang dipam boleh berkesan dalam memenuhi perubahan permintaan puncak disebabkan oleh jalan cepat - ke atas atau ramp - ke bawah, dan menguntungkan kerana perbezaan antara puncak dan off - harga borong puncak. Isu utama selain dari air dan ketinggian adalah kecekapan perjalanan -, iaitu sekitar 70%, jadi bagi setiap MWh input hanya 0.7 MWh pulih. Di samping itu, agak sedikit tempat mempunyai skop untuk empangan penyimpanan yang dipam dekat dengan mana kuasa diperlukan.

Turbin Francis secara meluas - digunakan untuk penyimpanan yang dipam tetapi mempunyai had kepala hidraulik kira -kira 600 m.

Kebanyakan kapasiti penyimpanan yang dipam dikaitkan dengan empangan elektrik hidro - di sungai, di mana air dipam kembali ke empangan penyimpanan yang tinggi. Skim hidro dammed sedemikian boleh dilengkapi dengan off - sungai yang dipam hidro. Ini memerlukan pasangan takungan kecil di kawasan berbukit dan disertai dengan paip dengan pam dan turbin.

Skema projek Gordon Butte ini adalah tipikal dari storan yang dipam sungai - (Gordon Butte)

Persatuan Kuasa Antarabangsa mempunyai alat penjejakan, yang memetakan lokasi dan kapasiti kuasa untuk projek penyimpanan yang sedia ada dan dirancang.

Penyimpanan yang dipam telah digunakan sejak tahun 1920 -an dan hari ini kira -kira 160 GW storan dipam dipasang di seluruh dunia, termasuk 31 GW di Amerika Syarikat, 53 GW di Eropah dan Scandinavia, 27 GW di Jepun dan 23 GW di China. Ini berjumlah kira-kira 500 GWh yang dapat disimpan-kira-kira 95% daripada penyimpanan elektrik skala besar di dunia pada pertengahan 2016, dan 72% daripada kapasiti yang ditambah pada tahun 2014.Tinjauan Tenaga Dunia 2016Projek 27 GW kapasiti penyimpanan yang dipam ditambah pada tahun 2040, terutamanya di China, Amerika Syarikat dan Eropah.

Untuk off - sungai yang dipam hidro takungan berpasangan biasanya perlu mempunyai perbezaan ketinggian sekurang -kurangnya 300 meter. Tambang bawah tanah yang ditinggalkan mempunyai potensi sebagai tapak. Di rantau Leon di Sepanyol Navaleo merancang sistem hidro yang dipam di lombong arang batu bekas dengan kepala 710m dan output 548 MW, memberi makan 1 TWh setahun kembali ke grid.

Tidak seperti input angin dan solar ke sistem grid, penjanaan hidro adalah segerak dan oleh itu menyediakan perkhidmatan sampingan dalam rangkaian penghantaran seperti kawalan kekerapan dan penyediaan kuasa reaktif. Projek penyimpanan yang dipam biasanya mempunyai penyimpanan takungan hidraulik 6 hingga 20 jam untuk operasi, berbanding dengan bateri yang kurang. Sistem penyimpanan yang dipam biasanya melebihi 100 MWh yang disimpan tenaga.

Penyimpanan hidro yang dipam paling sesuai untuk menyediakan kuasa beban puncak - untuk sistem yang terdiri daripada kebanyakan bahan bakar fosil dan/atau generasi nuklear dengan kos rendah. Ia kurang sesuai untuk mengisi untuk generasi yang berselang -seli, tidak berjadual seperti angin, di mana ketersediaan kuasa lebihan adalah tidak teratur dan tidak dapat diramalkan.

Kemudahan penyimpanan yang dipam terbesar di Virginia, Amerika Syarikat, dengan kapasiti 3 GW dan 30 GWh tenaga yang disimpan. Walau bagaimanapun, kemudahan berguna boleh menjadi agak kecil. Mereka juga tidak perlu menjadi tambahan kepada skim hidroelektrik utama, tetapi boleh menggunakan apa -apa perbezaan ketinggian antara takungan atas dan bawah lebih dari 100 meter jika tidak terlalu jauh. Dalam air laut Okinawa dipam ke tebing - takungan atas. Di Australia, lombong bawah tanah yang tidak digunakan dianggap sebagai takungan yang lebih rendah. Israel merancang 344 MW Kokhav Hayarden dua - sistem reservoir.

Di Montana, Amerika Syarikat, $ 1 bilion, 4 x 100 MW Gordon Butte memompa projek hidro penyimpanan di bahagian tengah negara akan menggunakan kuasa berlebihan dari 665 MWE turbin angin, walaupun ini kurang diramal daripada OFF - kuasa puncak yang direka untuk membekalkan asas - beban. Energy Absaroka akan membina takungan tinggi di Mesa 312 meter di atas takungan yang lebih rendah dari 2018. Ia menjangkakan untuk membekalkan 1300 GWh setahun untuk menambah angin, dengan perkhidmatan sampingan.

Di Jerman projek Gaildorf Wind dan Hydro berhampiran Münster dijangka beroperasi pada tahun 2018. Ia terdiri daripada 13.6 MWe turbin angin dan kapasiti hidro 16 MWe dari penyimpanan yang dipam.

Sistem Penyimpanan Tenaga Bateri

Bateri menyimpan dan melepaskan tenaga secara elektrokimia. Keperluan untuk penyimpanan bateri adalah ketumpatan tenaga yang tinggi, kuasa tinggi, jangka hayat (caj - kitaran pelepasan), pusingan tinggi - kecekapan perjalanan, keselamatan, dan kos kompetitif. Pembolehubah lain adalah tempoh pelepasan dan kadar caj. Pelbagai kompromi dibuat di antara kriteria ini, yang menggariskan batasan sistem penyimpanan tenaga bateri (BESS) berbanding dengan sumber generasi yang boleh diketepikan. Persoalan pulangan tenaga ke atas tenaga yang dilaburkan (EROI) juga timbul, yang berkaitan dengan berapa lama bateri dalam perkhidmatan dan bagaimana pusingan - kecekapan perjalanan memegang sepanjang tempoh itu.

Bateri memerlukan sistem penukaran kuasa (PCS) termasuk penyongsang untuk menghubungkan ke dalam sistem AC biasa. Ini menambah kira -kira 15% kepada kos bateri asas.

Pelbagai projek skala megawatt - telah membuktikan bahawa bateri adalah baik - sesuai untuk melicinkan kebolehubahan kuasa dari sistem angin dan suria selama beberapa minit dan bahkan jam, untuk integrasi jangka pendek - Mereka juga menunjukkan bahawa bateri boleh bertindak balas dengan lebih cepat dan tepat daripada sumber konvensional seperti rizab berputar dan tumbuh -tumbuhan puncak. Akibatnya, susunan bateri yang besar menjadi teknologi penstabilan pilihan untuk integrasi jangka pendek -. Ini adalah fungsi kuasa, bukan penyimpanan tenaga terutamanya. Permintaan untuknya jauh lebih rendah daripada penyimpanan tenaga - California ISO menganggarkan permintaan peraturan frekuensi puncaknya untuk 2018 pada 2000 MW dari semua sumber.

Sesetengah pemasangan bateri menggantikan rizab berputar untuk jangka pendek - kembali -, jadi beroperasi sebagai mesin segerak maya menggunakan inverters membentuk grid.

Grid pintar banyak perbincangan mengenai penyimpanan bateri berkaitan dengan grid pintar. Grid pintar adalah grid kuasa yang mengoptimumkan bekalan kuasa dengan menggunakan maklumat mengenai bekalan dan permintaan. Ia melakukan ini dengan fungsi kawalan rangkaian peranti dengan keupayaan komunikasi seperti meter pintar.

Lithium - penyimpanan bateri ion

Lithium - bateri ionPada tahun 2015 menyumbang 51% daripada sistem penyimpanan tenaga yang baru - yang diumumkan (ESS) dan 86% daripada kapasiti kuasa ESS yang digunakan. Dianggarkan 1,653 MW kapasiti ESS baru diumumkan di seluruh dunia pada tahun 2015, dengan lebih dari satu - ketiga datang dari Amerika Utara. Lithium - bateri ion adalah teknologi yang paling popular untuk sistem penyimpanan tenaga yang diedarkan (penyelidikan navigant). Lithium - bateri ion mempunyai 95% pusingan perjalanan langsung kecekapan semasa, jatuh ke 85% apabila arus ditukar kepada arus berselang untuk grid. Mereka mempunyai kitaran 2000-4000 dan jangka hayat 10-20 tahun, bergantung kepada penggunaan.

Di peringkat isi rumah, di belakang meter*, penyimpanan bateri sedang dipromosikan. Terdapat keserasian yang jelas antara PV solar dan bateri, kerana mereka menjadi DC. Di Jerman, di mana solar PV mempunyai faktor kapasiti purata 10.7%, 41% daripada pemasangan PV solar baru pada tahun 2015 dilengkapi dengan belakang - sehingga penyimpanan bateri, berbanding dengan 14% pada tahun 2014. sehingga 25% daripada pengeluaran pelaburan yang diperlukan. KFW memerlukan elektrik PV yang mencukupi digunakan untuk penggunaan dan penyimpanan di tapak supaya tidak lebih daripada separuh daripada output mencapai rangkaian penghantaran. Dengan cara ini, ia mendakwa bahawa 1.7 hingga 2.5 kali kapasiti solar biasa boleh diterima oleh grid tanpa beban. Pada tahun 2016, 200 MWh keupayaan penyimpanan dipasang dilaporkan untuk Jerman.

PV perniagaan isi rumah dan kecil bukan sebahagian daripada sistem pengedaran tetapi pada dasarnya domestik ke premis, dengan kuasa yang banyak digunakan di sana dan beberapa mungkin dieksport ke sistem melalui meter yang pada asalnya mengukur kuasa yang diambil dari grid yang akan dikenakan.

Lebih satu - ketiga daripada penyimpanan bateri 1.5 GW pada tahun 2015 adalah bateri ion lithium -, dan 22% adalah bateri sulfur -. Agensi Tenaga Boleh Diperbaharui Antarabangsa (IRENA) menganggarkan bahawa dunia memerlukan 150 GW penyimpanan bateri untuk memenuhi sasaran Irena yang dikehendaki sebanyak 45% kuasa yang dihasilkan daripada sumber yang boleh diperbaharui pada tahun 2030. Di UK kira -kira 2 GW diperlukan untuk kawalan frekuensi pesat dalam sistem 45 GWE, dan grid kebangsaan membelanjakan £ 160 hingga £ 170 juta setahun pada ini. Di Jerman, utiliti dipasang - storan bateri skala meningkat dari kira -kira 120 MW pada 2016 kepada kira -kira 225 MW pada tahun 2017.

Bess besar adalah sistem ion 40 mW/20 mWh Toshiba lithium - di Tohoku Electric Power Company's Nishi - Sendation Sendation di Jepun, ditugaskan pada awal tahun 2015, dan San Diego Gas & Electric mempunyai 30 mW Juga Steag Energy Services telah memulakan program penyimpanan ion lithium - di Jerman (lihat di bawah), dan Edison sedang menubuhkan kemudahan 100 MW di Long Beach, California.

Di Australia Selatan Tesla 100 MW/129 MWh lithium - sistem ion dipasang di sebelah Neoen's 309 MWe Hornsdale Wind Farm berhampiran Jamestown - Hornsdale Power Reserve (HPR). Kira -kira 70 MW kapasiti dikontrak kepada kerajaan negeri untuk menyediakan kestabilan grid dan keselamatan sistem, termasuk perkhidmatan kawalan sampingan kawalan kekerapan (FCAs) melalui platform autobidder Tesla dalam tempoh masa enam saat hingga lima minit. Kapasiti 30 MW yang lain mempunyai tiga jam penyimpanan, dan digunakan sebagai peralihan beban oleh Neoen untuk ladang angin bersebelahan. Ia telah membuktikan mampu memberi respons yang sangat pesat untuk FCA, membekalkan sehingga 8 MW selama 4 saat sebelum FCA yang dikontrak lebih perlahan dipotong apabila kekerapan jatuh di bawah 49.8 Hz. Pada tahun 2020, projek itu diperluas sebanyak 50 MW/64.5 MWh untuk $ 79 juta sehingga kini menyediakan kira -kira separuh inersia maya yang diperlukan di negeri ini untuk FCA.

Terdapat beberapa jenis bateri ion lithium -, beberapa dengan ketumpatan tenaga yang tinggi dan pengecasan cepat untuk menyesuaikan kenderaan bermotor (EVs), yang lain seperti lithium besi fosfat (LIFEPO₄, disingkat sebagai LFP), lebih berat, kurang tenaga - padat dan dengan kehidupan kitaran yang lebih panjang. Konsep untuk Penyimpanan Tempoh Long - Termasuk Repurposing Bateri EV yang Digunakan - Kedua - Bateri Kehidupan.

Sodium - sulfur (nas) penyimpanan bateri

Natrium - bateri sulfur (NAS)telah digunakan selama 25 tahun dan mantap, walaupun mahal. Mereka juga perlu beroperasi pada kira -kira 300 darjah, yang bermaksud beberapa penggunaan elektrik apabila terbiar. PG & E's 2 MW/14 MWh Vaca - Dixon Nas Bess System berharga kira -kira $ 11 juta ($ 5500/kW, berbanding dengan kira -kira $ 200/kW yang PG & E dianggarkan akan pecah - walaupun kos pada tahun 2015). Hayat perkhidmatan adalah kira -kira 4500 kitaran. Pusingan - Kecekapan perjalanan dalam percubaan 18- bulan adalah 75%. Unit 4.4 mW/20 MWh sedang dibina oleh EWE di Varel di Lower Saxony, Jerman Utara untuk pentauliahan lewat pada 2018. (Ia adalah sebahagian daripada set - dengan bateri lithium-ion 7.5 MW/2.5 MWh, keseluruhan loji yang berharga € 24 juta.)

Penyimpanan bateri sel aliran redoks

Bateri sel aliran redoks(RFB) yang dibangunkan pada tahun 1970 -an mempunyai dua elektrolit cecair yang dipisahkan oleh membran untuk memberikan sel positif dan negatif -, masing -masing dengan elektrod, biasanya karbon. Pembezaan voltan adalah antara 0.5 dan 1.6 volt dalam sistem berair. Mereka dikenakan dan dilepaskan oleh reaksi pengoksidaan - di seluruh membran. Semasa proses pengecasan, ion dioksidakan pada elektrod positif (pelepasan elektron) dan dikurangkan pada elektrod negatif (pengambilan elektron). Ini bermakna bahawa elektron bergerak dari bahan aktif (elektrolit) elektrod positif ke bahan aktif elektrod negatif. Apabila melepaskan, proses membalikkan dan tenaga dikeluarkan. Bahan aktif adalah pasangan redoks,i.e.Sebatian kimia yang boleh menyerap dan melepaskan elektron.

Bateri aliran redoks vanadium (VRFB atau V - aliran) Gunakan pelbagai keadaan pengoksidaan vanadium untuk menyimpan dan melepaskan caj. Mereka sesuai dengan aplikasi pegun yang besar, dengan Long Life (kira -kira . 15, 000 kitaran, atau 'tak terhingga'), pelepasan penuh, dan kos rendah per kWh berbanding dengan lithium - ion apabila harian atau lebih kerap. V - bateri aliran menjadi lebih kos - berkesan semakin lama tempoh penyimpanan - selalunya kira -kira empat jam - dan semakin besar keperluan kuasa dan tenaga. Skala ekonomi crossover dikatakan kira -kira 400 kWh kapasiti, di mana mereka lebih ekonomi daripada litium - ion. Juga mereka beroperasi pada suhu ambien, jadi kurang terdedah kepada kebakaran daripada litium - ion. Pada kos dan skala, VRFB mempunyai grid utama dan aplikasi industri - sehingga projek GWH dan bukannya MWH.

Dengan tenaga dan kuasa RFBS boleh diperkuat secara berasingan. Kuasa menentukan saiz sel atau bilangan sel, dan tenaga ditentukan oleh jumlah medium penyimpanan tenaga. Modul adalah sehingga 250 kW dan boleh dipasang sehingga 100 mW. Ini membolehkan bateri aliran redoks lebih baik disesuaikan dengan keperluan tertentu daripada teknologi lain. Secara teorinya, tidak ada batasan jumlah tenaga, dan selalunya kos pelaburan tertentu berkurangan dengan peningkatan nisbah tenaga/kuasa, kerana medium penyimpanan tenaga biasanya mempunyai kos yang agak rendah.

Model 'Peaker' loji di China mempunyai 100 MWe Solar PV dengan 100 MW/500 MWh VRFB.

Temuan umum dari percubaan PG & E adalah bahawa jika bateri digunakan untuk arbitraj tenaga, mereka harus Co - terletak dengan angin atau ladang solar - sering jauh dari pusat beban utama. Walau bagaimanapun, jika mereka digunakan untuk peraturan kekerapan, mereka lebih baik terletak berhampiran dengan pusat beban bandar atau perindustrian. Oleh kerana aliran pendapatan kawalan kekerapan jauh lebih baik daripada arbitraj, utiliti biasanya lebih suka di pusat bandar dan bukannya lokasi terpencil untuk aset yang mereka miliki.

Kos bateri ion litium - telah menurun sebanyak dua - pertiga antara 2000 dan 2015, kepada kira -kira $ 700/kWh, didorong oleh pasaran kenderaan dan kos selanjutnya dijangkakan kepada 2025.

Lithium - bateri ion boleh dikategorikan oleh kimia katod mereka. Gabungan mineral yang berbeza menimbulkan ciri -ciri bateri yang berbeza:

Lithium Nickel Cobalt Aluminium Oxide (NCA) Bateri-Julat Tenaga Khusus (200-250 WH/kg), kuasa khusus yang tinggi, seumur hidup 1000 hingga 1500 kitaran penuh. Disukai dalam beberapa premium EVS (e.g.Tesla), tetapi lebih mahal daripada kimia lain.

Lithium Nickel Mangan Cobalt Oxide (NMC) Bateri-Julat Tenaga Khusus (140 - 200 Wh/kg), seumur hidup 1000-2000 kitaran penuh. Bateri yang paling biasa digunakan dalam kenderaan elektrik hibrid elektrik dan plug-in. Ketumpatan tenaga yang lebih rendah daripada NCA, tetapi jangka hayat yang lebih lama.

Lithium Iron Phosphate (LFP) Bateri - Julat Tenaga Khusus (90 - 140 WH/KG), Hayat 2000 Kitaran penuh. Tenaga spesifik yang rendah adalah batasan untuk digunakan dalam EV jarak jauh. Boleh disukai untuk aplikasi penyimpanan tenaga pegun, atau kenderaan di mana saiz dan berat bateri kurang penting. Dilaporkan kurang terdedah kepada pelarian haba dan kebakaran.

Lithium Mangan Oxide (LMO) Bateri-Julat Tenaga Khusus (100 - 140 WH/KG), seumur hidup 1000-1500 kitaran. Kimia bebas kobalt dilihat sebagai kelebihan. Digunakan dalam basikal elektrik dan beberapa kenderaan komersial.

Penyimpanan Supercapacitors

Kapasitor menyimpan tenaga dengan menggunakan caj statik berbanding dengan tindak balas elektrokimia. Supercapacitors sangat besar dan digunakan untuk penyimpanan tenaga yang menjalani kitaran caj dan pelepasan yang kerap pada tempoh arus yang tinggi dan pendek. Mereka telah berkembang, dan menyeberang ke teknologi bateri dengan menggunakan elektrod khas dan elektrolit. Mereka beroperasi pada 2.5 - 2.7 volt dan caj di bawah sepuluh saat. Pelepasan adalah di bawah 60 saat, dan voltan turun secara progresif. Tenaga spesifik supercapacitors berkisar sehingga 30WH/kg, sangat kurang daripada bateri lithium-ion.

Berputar penstabil segerak

Untuk mengimbangi kekurangan inersia segerak dalam menjana tumbuhan apabila terdapat pergantungan yang tinggi terhadap sumber angin dan solar, kondensor segerak (syncon), yang juga dikenali sebagai penstabil berputar, boleh ditambah ke sistem. Ia digunakan untuk kawalan kekerapan dan voltan di mana kestabilan grid perlu dipertingkatkan kerana sebahagian besar input boleh diperbaharui yang berubah -ubah. Mereka menyediakan inersia segerak yang boleh dipercayai dan dapat membantu menstabilkan penyimpangan kekerapan dengan menghasilkan dan menyerap kuasa reaktif. Ini bukan penyimpanan tenaga dalam erti kata biasa, dan diterangkan dalam halaman maklumat mengenai tenaga boleh diperbaharui dan elektrik.

Sistem bateri di seluruh dunia

Eropah

Jumlah kapasiti penyimpanan hidro yang dipasang bukan - di Eropah mencapai 2.7 GWh pada akhir tahun 2018 dan dijangka menjadi 5.5 GWh menjelang akhir tahun 2020, menurut Persatuan Penyimpanan Tenaga Eropah. Ini termasuk sistem isi rumah, yang terdiri daripada lebih daripada satu - ketiga tahun 2019 - 20 tambahan. EDF merancang untuk mempunyai 10 GW penyimpanan bateri di seluruh Eropah menjelang 2035. Pada bulan Mac 2020 jumlah melancarkan projek bateri lithium-ion 25 MW/25 MWh di Mardyck berhampiran Dunkirk, menjadi "yang terbesar di Perancis".

Yang pertama dari enam unit ion Steag yang dirancang 15 mW - dalam program € 100 juta, 90 MW telah bertenaga pada bulan Jun 2016 di Lünen Coal - tapak dipecat di Jerman. Untuk memenuhi syarat untuk operasi komersil, bateri perlu bertindak balas terhadap panggilan automatik dalam masa 30 saat dan mampu memberi makan - dalam sekurang -kurangnya 30 minit.

Di Jerman, RWE telah melabur € 6 juta dalam sistem bateri ion litium 7.8 mW/7 mWh di tapak bateri ion di tapak stesen kuasa Herdecke berhampiran Dortmund, di mana utiliti mengendalikan loji penyimpanan yang dipam. Ia telah beroperasi sejak 2018.

Di Jerman, sistem penyimpanan bateri ion 10 mW/10.8 MWh - telah ditugaskan pada tahun 2015 di Feldheim, Brandenburg. Ia mempunyai modul ion 3360 lithium - dari LG Chem di Korea Selatan. Kuasa unit bateri € 13 juta yang dihasilkan oleh ladang angin 72 MW tempatan dan dibina untuk menstabilkan grid transmisi TSO 50Hertz. Ia juga mengambil bahagian dalam tender mingguan untuk rizab kawalan utama.

RWE merancang bateri ion 45 mW lithium - pada lingennya dan 72 MW satu di loji kuasa Werne Gerstein menjelang akhir tahun 2022, terutamanya untuk FCAs. Siemens merancang bateri 200 MW/200 MWh di Wunsiedel di Bavaria untuk penyimpanan tenaga dan pengurusan puncak.

Utiliti Belanda Eneco dan Mitsubishi, sebagai Enspireme, telah memasang bateri ion 48 mW/50 MWh - di Jardelund, Jerman Utara. Bateri adalah untuk membekalkan rizab utama ke grid dan meningkatkan kestabilan grid di rantau dengan banyak turbin angin dan masalah kesesakan grid.

Pengendali sistem bateri Jerman yang dibida ke pasaran rizab kawalan utama setiap minggu dilaporkan telah menerima harga purata € 17.8/MWh selama 18 bulan hingga November 2016.

Di Sepanyol Acciona menugaskan loji angin dengan Bess pada bulan Mei 2017. Loji Acciona dilengkapi dengan dua sistem bateri ion Samsung -, satu yang menyediakan 1 mW/390 kWh dan yang lain menghasilkan 0.7 mW/700 kWh, yang disambungkan ke turbin angin 3 mW dan pada grid. Kedua -duanya kelihatan mempunyai tindak balas frekuensi sebagai sebahagian daripada peranan mereka.

Pada bulan Mei 2016 Fortum di Finland mengontrak syarikat bateri Perancis SAFT untuk membekalkan € 2 juta megawatt - lithium skala - sistem penyimpanan tenaga bateri ion untuk loji kuasa Suomenoja sebagai sebahagian daripada projek perintis Bess terbesar di negara -negara Nordik. Ia akan mempunyai output nominal 2 MW dan dapat menyimpan 1 MWh elektrik, yang ditawarkan kepada TSO untuk peraturan frekuensi dan pelicinan output. Ia sama dengan sistem yang beroperasi di rantau Aube Perancis, menghubungkan dua ladang angin, jumlah 18 MW. SAFT telah mengerahkan lebih dari 80 MW bateri sejak 2012.

Di UK, penyimpanan bateri 475 MW dilaporkan sebagai beroperasi pada bulan Ogos 2019. Dalam ini, 11 projek berkisar antara 10 hingga 87 MW, kebanyakannya dengan kontrak tindak balas frekuensi yang dipertingkatkan.

REVELES ENERGY COMPANY RES menyediakan 55 MW tindak balas kekerapan dinamik dari lithium - penyimpanan bateri ion, ke grid kebangsaan. RES sudah mempunyai lebih daripada 100 MW/60 MWh penyimpanan bateri yang beroperasi, kebanyakannya di Amerika Utara.

Di UK, di Kepulauan Orkney, sistem penyimpanan bateri ion 2 mW/500 kWh - beroperasi. Stesen kuasa Kirkwall ini menggunakan bateri Mitsubishi dalam dua bekas penghantaran 12.2m, dan menyimpan kuasa dari turbin angin.

Di Somerset, penyimpanan tenaga cranborne mempunyai sistem penyimpanan ion ion 250 kW/500 kWh Tesla - yang dikaitkan dengan set 500 kW solar pv -. Tesla mendakwa bahawa powerpack boleh dikonfigurasikan untuk menyediakan kapasiti kuasa dan tenaga ke grid sebagai aset mandiri, menawarkan peraturan kekerapan, kawalan voltan, dan perkhidmatan rizab berputar. Unit Powerpack Industri Tesla Standard adalah 50 kW/210 kWh, dengan 88% pusingan - kecekapan perjalanan.

Di UK, Statoil telah menugaskan reka bentuk sistem bateri ion 1 MWh lithium -, Batwind, sebagai penyimpanan darat untuk Projek Hywind 30 MW di Peterhead, Scotland. Dari 2018 ia adalah untuk menyimpan pengeluaran yang berlebihan, mengurangkan kos mengimbangi, dan membenarkan projek itu mengawal bekalan kuasa sendiri dan menangkap harga puncak melalui arbitraj.

Amerika Utara

Pada bulan November 2016 Pacific Gas & Electricity Co (PG & E) melaporkan pada projek demonstrasi teknologi 18- untuk meneroka prestasi sistem penyimpanan bateri yang menyertai pasaran elektrik California. Projek ini bermula pada tahun 2014 dan menggunakan PG & E's 2 MW/14 MWh Vaca - Dixon dan 4 MW Yerba Buena Sodium - Sistem Penyimpanan Bateri Sulfur untuk menyediakan perkhidmatan tenaga dan sampingan di Caiso. Projek perintis $ 18 juta Yerba Buena Bess ditubuhkan oleh PG & E pada tahun 2013 dengan sokongan $ 3.3 juta dari Suruhanjaya Tenaga California. Vaca-Dixon Bess dikaitkan dengan loji solar PG & E di Solano County.

Pada tahun 2017, PG & E akan menggunakan bateri Yerba Buena untuk demonstrasi teknologi lain yang melibatkan koordinasi sumber tenaga (DERS) yang diedarkan (DERS).

Pada bulan Ogos 2015 GE dikontrak untuk membina sistem penyimpanan bateri lithium Ion 30 MW/20 MWh untuk Rakan Penyimpanan Tenaga Coachella (CESP) di California, 160 km timur San Diego. Kemudahan 33 MW telah disiapkan oleh ZGLOBAL pada bulan November 2016 dan akan membantu fleksibiliti grid dan meningkatkan kebolehpercayaan pada rangkaian Daerah Pengairan Imperial dengan menyediakan ramping solar, peraturan kekerapan, pengimbangan kuasa dan kemampuan mula hitam untuk turbin gas bersebelahan.

San Diego Gas & Electric mempunyai 30 mW/120 MWh lithium - ion Bess di Escondido, yang dibina oleh penyimpanan tenaga AES dan terdiri daripada 24 bekas perumahan 400,000 bateri Samsung dalam hampir 20,000 modul. Ia akan membekalkan permintaan puncak petang, dan sebahagiannya menggantikan penyimpanan gas Aliso Canyon 200 km ke utara yang harus ditinggalkan pada awal tahun 2016 disebabkan kebocoran besar -besaran. (Ia digunakan untuk puncak - beban generasi gas.)

Kemudahan Penyimpanan Bateri 30MW SDG & E di Escondido, California. (Foto: San Diego Gas & Electric)

Southern California Edison sedang membina pemasangan bateri 100 mW/400 MWh untuk komisen pada tahun 2021, yang terdiri daripada 80,000 lithium - bateri ion dalam bekas. Satu lagi projek SCE besar yang dicadangkan ialah penyimpanan 20 MW/80 MWh untuk Altagas Pomona Energy di San Gabriel Natural Gas - loji yang dipecat.

Projek besar ialah $ 50 juta Tehachapi 8 MW/32 MWh Lithium - projek penyimpanan bateri ion bersempena dengan ladang angin 4500 MWe, menggunakan modul 10,872 sel 56 sel dari LG Chem, yang dapat membekalkan 8 mW selama empat jam. Pada tahun 2016, Tesla berkontrak untuk membekalkan sistem penyimpanan bateri ion 20 mW/80 MWh - untuk pencawang Mira Loma Southern California Edison, untuk membantu memenuhi permintaan puncak harian.

Sistem bateri yang sangat besar telah diluluskan untuk gas Vistra's Gas - menembak loji janakuasa Moss Landing di Monterey County, California. Ini akhirnya boleh menjadi 1500 MW/ 6000 MWh, bermula dengan 182.5 MW/ 730 MWh pada tahun 2021. Ia akan menggunakan 256 unit megapack Tesla'3 MWh. Selain itu, rancangan adalah tentatif. Vistra merancang 300 MW/1200 MWh di tempat lain.

Tesla dilaporkan sebagai bertujuan untuk mempunyai 50 GWh dalam talian pada awal 2020 -an.

Ladang angin gunung 98 MW Laurel di West Virginia menggunakan multi - menggunakan 32 mw/8 mwh grid - Bess Connected. Kilang ini bertanggungjawab untuk peraturan frekuensi dan kestabilan grid di pasaran PJM serta arbitraj. Bateri ion litium - dibuat oleh sistem A123, dan apabila ditugaskan pada tahun 2011 ia adalah lithium terbesar - ion Bess di dunia.

Pada bulan Disember 2015 EDF Renewable Energy menugaskan projek BESS pertamanya di Amerika Utara, dengan kapasiti 40 MW fleksibel (20 MW nameplate) pada rangkaian grid PJM di Illinois untuk mengambil bahagian dalam pasaran peraturan dan kapasiti. Bateri lithium - dan elektronik kuasa dibekalkan oleh BYD America, dan terdiri daripada 11 unit kontena berjumlah 20 mW. Syarikat ini mempunyai lebih daripada 100 MW projek penyimpanan yang sedang dibangunkan di Amerika Utara.

E.on North America memasang dua 9.9 mW pendek - tempoh sistem bateri lithium ion untuk Pyron dan Inadale Wind Farms sebagai Texas Waves Storage Projects di West Texas. Tujuannya adalah untuk perkhidmatan sampingan. Projek ini mengikuti 10 MW Iron Horse berhampiran Tucson, Arizona, bersebelahan dengan array solar 2 MWe.

SolarCity menggunakan 272 Tesla PowerPacks (lithium - sistem penyimpanan ion) untuk projek PV solar pulau 13 MW/ 52 MWh Kaua'i di Hawaii, untuk memenuhi permintaan puncak malam. Kuasa dibekalkan ke Koperasi Utiliti Pulau Kauai (KIUC) pada 13.9 sen/kWh selama 20 tahun. KIUC juga menugaskan projek dengan sistem bateri solar 28 MWE dan sistem bateri 20 mW/100 MWh.

Toshiba telah membekalkan Bess besar untuk Hamilton, Ohio, yang terdiri daripada pelbagai bateri ion 6 mW/ 2 MWh -. Sepanjang hayat lebih daripada 10,000 caj - kitaran pelepasan dituntut.

Powin Energy dan Hecate Energy membina dua projek berjumlah 12.8 MW/52.8 MWh di Ontario, untuk pengendali sistem elektrik bebas. Powin's Stack 140 bateri 2 MWh akan terdiri daripada sistem, di Kitchener (20 array) dan Stratford (6 array).

Utiliti besar - penyimpanan elektrik skala adalah 4 mwSodium - bateri sulfur (NAS)Sistem untuk menyediakan kebolehpercayaan dan kualiti kuasa yang lebih baik untuk City of Presidio di Texas. Ia bertenaga pada awal tahun 2010 untuk menyediakan belakang cepat - untuk kapasiti angin di grid Ercot tempatan. Natrium - bateri sulfur digunakan secara meluas di tempat lain untuk peranan yang sama.

Di Anchorage, Alaska, sistem bateri 2 mw/0.5 MWh dilengkapi dengan roda tenaga, untuk membantu menggunakan kuasa angin.

Avista Corp di Washington State, Northwest USA, membeli 3.6 mwBateri Aliran Redoks Vanadium (VRFB)Untuk memuatkan keseimbangan dengan tenaga boleh diperbaharui.

ISO Ontario telah mengikat 2 mwzink - bateri aliran redoks besidari sistem tenaga Vizn.

Asia Timur

Suruhanjaya Pembangunan dan Pembaharuan Negara China (NDRC) telah meminta beberapa 100 MWBateri Aliran Redoks Vanadium (VRFB)Pemasangan menjelang akhir tahun 2020 (serta sistem penyimpanan tenaga udara termampat superkritikal 10 mW/100 MWh, unit penyimpanan tenaga storan tenaga gulung 10 mW/1000 mJ, 100 mW lithium - sistem penyimpanan tenaga bateri ion yang besar.

Rongke Power memasang 200 MW/800 MWh VRFB di Dalian, China, mendakwa ia menjadi yang terbesar di dunia. Ia adalah untuk memenuhi permintaan puncak, mengurangkan pengurangan dari ladang angin berdekatan, meningkatkan kestabilan grid dan menyediakan kapasiti permulaan hitam dari pertengahan - 2019. Rongke merancang output kilang 2 GW/yr pada tahun 2020 -an. Pu Neng di Beijing merancang pengeluaran besar-besaran VRFBS, dan dianugerahkan kontrak pada November 2017 untuk membina unit 400 MWh. Sumitomo membekalkan 15MW/60 MWh VRFB untuk Hepco di Jepun, yang ditugaskan pada tahun 2015.

Tenaga VRB China sedang membangunkan beberapa projek bateri sel aliran: Wilayah Qinghai, 2 MW/10 MWh untuk integrasi angin; Wilayah Hubei, integrasi PV 10 mW/50 MWh berkembang menjadi 100 mW/500 MWh; Wilayah Lianlong, 200 MW/800 MWh integrasi diperbaharui; Jiangsu 200 MW/1000 MWh Integrasi Angin Luar Pesisir.

Hokkaido Electric Power telah mengontrak Sumitomo Electric Industries untuk membekalkan grid - sistem penyimpanan tenaga bateri aliran skala untuk ladang angin di utara Jepun. Ini akan menjadi bateri aliran redoks vanadium 17 mW/51 MWh (VRFB) yang mampu disimpan selama tiga jam, kerana dalam talian pada tahun 2022 di Abira, dengan kehidupan reka bentuk 20 tahun. Hokkaido sudah mengendalikan 15 MW/60 MWh VRFB juga dibina oleh Sumitomo Electric, pada tahun 2015.

Australia

Di Australia Selatan, Rizab Kuasa Hornsdale adalah sistem ion Tesla 150 MW/194 MWh - di sebelah Neoen's 309 MWE Hornsdale Wind Farm berhampiran Jamestown. Kira -kira 70 MW kapasiti dikontrak kepada kerajaan negeri untuk menyediakan kestabilan grid dan keselamatan sistem, termasuk perkhidmatan sampingan kawalan kekerapan (FCAs). Butiran penuh diSistem Penyimpanan Tenaga Bateribahagian di atas.

Di Victoria, Neoen sedang membina bateri besar 300 MW/450 MWh berhampiran Geelong. Neoen mempunyai kontrak perkhidmatan grid 250 MW dengan pengendali pasaran tenaga Australia (AEMO) untuk membantu kestabilan grid dan "membuka lebih banyak tenaga boleh diperbaharui" dengan FCA. Tesla telah dikontrak untuk membekalkan dan mengendalikan sistem, yang terdiri daripada 210 Tesla Megapacks, dijangka dalam talian pada tahun 2022. Semasa ujian awal pada akhir bulan Julai 2021, salah satu Tesla Megapacks terbakar.

Neoen telah membina bateri 20 MW/34 MWh menambah ladang angin 196 MWe di Stawell di Victoria, untuk Hub Power Green Bulgana.

Di Victoria bateri 30 mW/30 MWh yang dibekalkan oleh Fluence adalah berhampiran Ballarat, dan di Gannawarra berhampiran Kerang sejak 2018, bateri Tesla Powerpack 25 MW/50 MWh disepadukan dengan ladang solar 50 MWe.

Di Australia Selatan loji PV solar 330 MWE dicadangkan oleh Lyon Group, skim penyimpanan solar Riverland di Morgan, yang akan disokong oleh bateri 100 MW/400 MWh, dengan anggaran kos pada $ 700 juta dan $ 300 juta masing -masing. Berhampiran lombong empangan Olimpik di utara negeri ini, Projek Kingfisher Bateri 100 MW PV PV 120 MW/200 MWh dicadangkan oleh Lyon Group, kemungkinan kos masing -masing $ 250 juta dan $ 150 juta.

AGL telah mengontrak Wärtsilä untuk membekalkan bateri litium fosfat litium 250 mW/250 MWh di Torrens Island Gas - loji kuasa yang dipecat berhampiran Adelaide untuk digunakan dari 2023.

Bateri Big Playford 100 MW/100 MWH dirancang di Australia Selatan bersempena dengan projek PV Solar Cultana 280 MWE untuk melayani Arrium's Whyalla Steelworks.

Utiliti pertama Australia - bateri aliran skala akan dibina di Neuroodla, 430 km utara Adelaide. Ia akan dibekalkan oleh Invinity dan mempunyai kapasiti 2 mW/8 MWh untuk menyediakan suplemen puncak petang dan perkhidmatan sampingan, yang dikenakan oleh pelbagai solar 6 MW. Modul VRFB individu adalah 40 kW.

Di Queensland di Wandoan Selatan, bateri 100 MW/150 MWh sedang dipasang untuk Vena Energy.

Di Queensland, berhampiran Lakeland, selatan Cooktown, loji PV solar 10.4 mW akan ditambah dengan 1.4 mW/5.3 MWh lithium - bateri ion sebagai kelebihan grid set -, dengan mod pulau pada waktu petang. Ia akan menggunakan loji penyelesaian penyimpanan tenaga Conergy Hybrid, dan dijangka dalam talian pada tahun 2017. Projek A $ 42.5 juta akan mengurangkan keperluan untuk menaik taraf grid. BHP Billiton terlibat dengan projek yang mungkin prototaip untuk tapak lombong terpencil. Lain -lain sistem sedemikian adalah di lombong DeGrussa dan Weipa.

Di Northwest Australia, bateri ion 35 MW/11.4 MWh Kokam - telah beroperasi sejak September 2017 pada lombong yang berkhidmat di grid swasta, bersama dengan gas 178 MWE - dengan tindak balas yang perlahan. Ia telah membantu dengan kawalan kekerapan dan menstabilkan grid kecil. Dengan penambahan 60 MWe kapasiti solar, bateri kedua dijangka.

Di Tom Price di Pilbara A 45 MW/12 MWh Battery berfungsi sebagai mesin segerak maya, menggantikan rizab berputar dalam turbin gas. Bateri Hitachi 50 MW/75 MWh juga dipasang. Bateri 35 MW/12 MWh sudah beroperasi berdekatan di Gunung Newman.

Negara lain

Di Rwanda, 2.68 MWh penyimpanan bateri dari Tesvolt Jerman dikontrak untuk menyediakan kembali kuasa - untuk pengairan pertanian, di luar - grid, menggunakan sel ion samsung lithium - dalam modul 4.8 kWh. Tesvolt mendakwa 6000 kitaran caj penuh dengan kedalaman pelepasan 100% lebih dari 30 tahun hayat perkhidmatan.

Teknologi bateri lain (daripada lithium - ion)

Bateri aliran vanadium NB dan natrium - bateri sulfur diterangkan dalam bahagian Sistem Penyimpanan Tenaga Bateri di atas.

Redflow mempunyai pelbagai modul bateri aliran bromida zink (ZBM) yang boleh dipasang berkaitan dengan bekalan sekejap dan mampu melakukan pelepasan dan caj setiap hari. Mereka lebih tahan lama daripada jenis lithium -, dan jangkaan tenaga tenaga untuk unit ZBM yang lebih kecil berkisar hingga 44 MWh. Bateri skala besar - Bateri (LSB) terdiri daripada bateri 60 ZBM-3 yang menyampaikan puncak 300 kW, berterusan 240 kW, pada 400-800 volt dan bekalan 660 kWh.

Penyimpanan Tenaga EOS di Amerika Syarikat menggunakan znythnyaBateri zink berairdengan katod hibrid zink, dan dioptimumkan untuk sokongan grid utiliti, menyediakan 4 hingga 6 jam pelepasan berterusan. Ia terdiri daripada 4 kWh unit yang membentuk subsistem 250 kW/1 MWh dan sistem penuh 1 mW/4 MWh. Pada bulan September 2019 EOS dan Holtec International mengumumkan pembentukan kuasa Hi -, usaha sama untuk menghasilkan bateri zink berair untuk perindustrian - storan tenaga skala, termasuk penyimpanan kuasa lebihan dari Holtec's SMR-160 kecil modular reaktor, untuk menyampaikan kuasa kepada grid semasa permintaan pangkuan semasa grid.

Duke Energy sedang menguji aUltracapacitor hibrid - Penyimpanan bateriSistem (Hess) di North Carolina, dekat dengan pemasangan solar 1.2 MW. Bateri 100 kW/300 kWh menggunakan kimia ion hibrid berair dengan elektrolit air garam dan pemisah kapas sintetik. Respon - respons ultracapacitors melicinkan turun naik beban.

Lebih rendah - kosLead - bateri asidjuga digunakan secara meluas pada skala utiliti kecil, dengan bank sehingga 1 MW digunakan untuk menstabilkan penjanaan kuasa ladang angin. Ini jauh lebih murah daripada lithium - ion, ada yang mampu sehingga 4000 kitaran pelepasan dalam, dan mereka boleh dikitar semula sepenuhnya pada akhir hayat. UltraBattery ECOULT menggabungkan injap - bateri yang dikawal selia - asid (vrla) dengan ultracapacitor dalam sel tunggal, memberikan tinggi - kadar curah - Sistem ultrabattery 250 kW/1000 kWh dengan 1280 bateri ECHOULT telah ditugaskan pada September 2011 di Projek Penyimpanan Tenaga Kemakmuran PNM di Albuquerque, New Mexico, oleh S & C Electric berkaitan dengan sistem photovoltaic solar 500 kW, terutamanya untuk peraturan voltan. Sistem penyimpanan bateri asid terbesar di Australia adalah 3 mW/1.5 MWh di Pulau King.

Universiti Stanford sedang membangunkanAluminium - bateri ion, menuntut kos rendah, mudah terbakar dan tinggi - kapasiti penyimpanan caj lebih daripada 7500 kitaran. Ia mempunyai anod aluminium dan katod grafit, dengan elektrolit garam, tetapi hanya menghasilkan voltan rendah.

Isi rumah - skala bess

Pada bulan Mei 2015 Tesla mengumumkan unit penyimpanan bateri isi rumah sebanyak 7 atau 10 kWh untuk menyimpan elektrik dari tenaga boleh diperbaharui, menggunakan bateri litium - yang serupa dengan kereta Tesla. Ia akan menyampaikan 2 kW dan berfungsi pada 350 - 450 volt. Sistem Powerwall akan dijual kepada pemasang pada $ 3000 untuk unit 7 kWh atau $ 3500 untuk 10 kWh, walaupun pilihan terakhir segera dihentikan dan bekas penyimpanan 6.4 kWh dan kuasa 3.3 kW. Walaupun ini jelas skala domestik, jika diambil secara meluas, ia akan mempunyai implikasi grid. Tesla mendakwa 15 c/kWh untuk menggunakan storan, ditambah dengan kos tenaga boleh diperbaharui pada mulanya, dengan jaminan 10 tahun, 3650 kitaran yang meliputi output berkurangan kepada 3.8 kWh pada tahun lima, 18,000 kWh total.

Di UK, PowerVault membekalkan bateri yang pelbagai untuk kegunaan isi rumah, terutamanya dengan PV solar tetapi juga dengan tujuan untuk simpanan dengan meter pintar. Bateri asid 4 kWh - adalah produk yang paling popular pada £ 2900 yang dipasang, walaupun bateri sebenar perlu menggantikan setiap lima tahun. A 4 kWh lithium - unit ion kos £ 3900 dipasang, dan produk lain berkisar antara 2 hingga 6 kWh, dengan kos sehingga £ 5000 dipasang.

Pada bulan April 2017 LG Chem menawarkan pelbagai bateri di Amerika Utara, kedua -dua rendah - dan tinggi - voltan. Ia mempunyai bateri 48 volt dengan bateri 3.3, 6.5 dan 9.8 kWh, dan 400 volt dengan 7.0 dan 9.8 kWh.

Domestik - lithium lithium - ion bess mungkin tertakluk kepada sekatan kebakaran yang tidak membenarkan unit yang dilampirkan ke dinding kediaman.

Penyimpanan Tenaga Udara Mampat

Penyimpanan tenaga dengan udara termampat (CAES) di gua geologi atau lombong lama sedang diuji sebagai teknologi penyimpanan skala yang agak besar -, menggunakan gas - dipecat atau pemampat elektrik, haba adiabatik dibuang (ini adalah sistem diabatik). Apabila dibebaskan (dengan pemanasan untuk mengimbangi penyejukan adiabatik) ia menguasai turbin gas dengan pembakaran bahan api tambahan, ekzos yang digunakan untuk memanaskan badan. Jika haba adiabatik dari mampatan disimpan dan digunakan kemudian untuk memanaskan badan, sistem ini adalah adiabatik caes (a - caes).

Pemasangan CAES boleh sehingga 300 MW, dengan keseluruhan kecekapan 70%. Kapasiti CAES juga boleh mengeluarkan pengeluaran dari ladang angin atau 5-10 MW kapasiti PV solar dan menjadikannya sebahagiannya boleh dihantar. Dua sistem Caes diabatic sedang beroperasi, di Alabama (110 MW, 2860 MWh) dan Jerman (290 MW, 580 MWh), dan yang lain diuji atau dibangunkan di tempat lain di Amerika Syarikat.

Bateri mempunyai kecekapan yang lebih baik daripada CAES (output sebagai perkadaran elektrik input) tetapi mereka lebih mahal bagi setiap unit kapasiti, dan sistem CAES boleh menjadi lebih besar.

Duke Energy dan tiga syarikat lain sedang membangunkan projek 1200 MW, $ 1.5 bilion di Utah, sampingan ke ladang angin 2100 MW dan sumber -sumber yang boleh diperbaharui. Ini adalah Projek Penyimpanan Tenaga Intermountain, menggunakan gua garam. Ia mensasarkan tempoh 48 jam untuk pelepasan untuk menjembatani jurang intermittency, oleh itu nampaknya lebih dari 50 GWh. Laman ini juga boleh menyimpan lebihan tenaga solar yang dihantar dari California Selatan. Ia akan dibina dalam empat peringkat 300 MW.

Penyimpanan Tenaga Gaelektrik merancang projek 550 GWH/YR CAES di Larne, Ireland Utara.

Di Amerika Syarikat, projek Gill Ranch Caes sedang disesuaikan untuk menjadi loji penyimpanan tenaga gas termampat (CGES), dengan gas asli dan bukannya udara disimpan di bawah tekanan. Gas disimpan pada kira -kira 2500 psi dan 38 darjah. Pengembangan kepada tekanan saluran paip 900 psi memerlukan pemanasan untuk mengelakkan air cair dan pembentukan hidrat.

Toronto Hydro dengan Hydrostor mempunyai projek perintis menggunakan udara termampat dalam pundi kencing 55m bawah air di Lake Ontario untuk menghasilkan 0.66 MW lebih satu jam.

Penyimpanan Cryogenic

Teknologi ini berfungsi dengan menyejukkan udara ke - 196 darjah, di mana titik ia bertukar menjadi cecair untuk penyimpanan dalam tangki tekanan rendah -. Pendedahan kepada suhu ambien menyebabkan Rapid Re - gasifikasi dan pengembangan 700 kali ganda dalam jumlah, digunakan untuk memacu turbin dan membuat elektrik tanpa pembakaran. Highview Power di UK merancang kemudahan 50 MW/250 MWh 'cecair' di tapak loji janakuasa yang tidak digunakan, berdasarkan kilang perintis di Slough dan loji demonstrasi berhampiran Manchester. Tenaga boleh disimpan selama berminggu-minggu (bukan jam untuk bateri) pada kos yang diunjurkan £ 110/MWh ($ 142/MWh) untuk sistem 10 jam, 200 mW/2 GWh.

Penyimpanan Thermal

Seperti yang diterangkan dalam subseksyen terma solar kertas tenaga boleh diperbaharui WNA, beberapa tumbuhan CSP menggunakangaram cairuntuk menyimpan tenaga semalaman. Tuntutan Gemasar 20 MWe Gemasar Sepanyol menjadi asas pertama di dunia - memuatkan kilang CSP, dengan faktor kapasiti 63%. Loji Andasol 200 MWe Sepanyol juga menggunakan penyimpanan haba garam cair, seperti juga 280 MWe Solana California.

Pemaju Reaktor Garam Cair (MSR), Moltex, telah mengemukakan konsep penyimpanan haba garam cair (Gridreserve) untuk menambah pembaharuan sekejap. Moltex mencadangkan reaktor garam stabil 1000 MWe yang berjalan secara berterusan, mengalihkan haba pada kira -kira 600 darjah dalam tempoh permintaan yang rendah untuk penyimpanan garam nitrat (seperti yang digunakan dalam tumbuhan CSP solar). Semasa tempoh permintaan yang tinggi, output kuasa boleh dua kali ganda hingga 2000 MWe menggunakan haba yang disimpan sehingga lapan jam. Ia mendakwa bahawa kedai haba menambah hanya £ 3/MWh kepada kos elektrik yang ditingkat.

Satu lagi bentuk penyimpanan haba sedang dibangunkan di Australia Selatan, di mana syarikat 1414 (14D) menggunakansilikon cair. Proses ini boleh menyimpan 500 kWh dalam kiub 70 cm silikon cair, kira -kira 36 kali lebih banyak daripada Powerwall Tesla di ruang yang sama. Ia melepaskan peranti pertukaran haba - seperti enjin Stirling atau turbin dan mengitar semula haba. Unit 10 MWh akan menelan kos kira -kira $ 700,000. (1414 darjah adalah titik lebur silikon.) Demonstrasi Tess berada di Aurora Solar Energy Project berhampiran Port Augusta, Australia Selatan.

Juga di Australia, bahan campuran yang dipanggilaloi jurang yang salah (MGA)menyimpan tenaga dalam bentuk haba. MGA terdiri daripada blok kecil logam campuran, yang menerima tenaga yang dihasilkan oleh pembaharuan seperti solar dan angin yang lebihan untuk permintaan grid dan menyimpannya sehingga seminggu. Kos $ 35/kWh dipetik, lebih kurang daripada bateri litium -, tetapi ia mempunyai masa tindak balas yang lebih perlahan daripada bateri - 15 minit. Haba dilepaskan untuk menjana stim, berpotensi dalam arang batu - tumbuhan yang dipecat. Syarikat MGA Thermal diputar dari University of Newcastle dan menggunakan geran persekutuan sedang membina kilang pembuatan perintis. Ia mempunyai beberapa sistem yang dibangunkan untuk suhu dari 200 darjah hingga 1400 darjah.

Satu lagi bentuk penyimpanan tenaga ialah ais.Tenaga aismempunyai kontrak dari Southern California Edison untuk menyediakan 25.6 MW penyimpanan tenaga terma menggunakan sistem beruang aisnya, yang dilampirkan pada unit penghawa dingin yang besar. Ini menjadikan ais pada waktu malam apabila permintaan kuasa rendah, kemudian menggunakannya untuk menyediakan penyejukan pada siang hari dan bukannya pemampat penghawa dingin, sehingga mengurangkan permintaan puncak.

Penyimpanan hidrogen

Di Jerman Siemens telah menugaskan loji penyimpanan hidrogen 6 MW menggunakanMembran Pertukaran Proton (PEM)Teknologi untuk menukar kuasa angin berlebihan kepada hidrogen, untuk digunakan dalam sel bahan bakar atau ditambah kepada bekalan gas asli. Kilang di Mainz adalah pemasangan PEM terbesar di dunia. Di Ontario, hidrogenik bekerjasama dengan utiliti Jerman E.ON untuk mewujudkan kemudahan 2 MW PEM yang datang pada bulan Ogos 2014, menjadikan air menjadi hidrogen melalui elektrolisis.

Kecekapan elektrolisis untuk bahan api sel kepada elektrik adalah sekitar 50%.

San Diego Gas & Electric bekerja dengan Israel Gencell untuk memasang 30 Gencell G5Rx Back - sehingga sel bahan bakar pada pencawangnya. Ini adalah sel bahan bakar alkali hidrogen - dengan output 5 kW. Mereka dibuat di Israel, dan digunakan di sana oleh Israel Electric Corporation.

Penyimpanan kinetik

FlywheelsSimpan tenaga kinetik dan mampu berpuluh -puluh ribu kitaran pengisian semula.

ISO Ontario telah berkontrak untuk sistem penyimpanan roda roda 2 MW dari NRSTOR Inc. Hawaiian Electric Co sedang memasang sistem roda roda 80 kW/320 kWh dari Amber Kinetics untuk grid Oahu, ini menjadi satu modul yang berpotensi. Biasanya flywheels, menyimpan tenaga kinetik yang sedia untuk kembali ke elektrik, digunakan untuk kawalan kekerapan dan bukannya penyimpanan tenaga, mereka memberikan tenaga dalam tempoh yang agak singkat dan masing -masing dapat membekalkan sehingga 150 kWh. Kinetik Amber mendakwa empat - keupayaan pelepasan jam.

Jerman Stornetic mengeluarkan unit Durastor yang mempunyai kapasiti dari puluhan kilowatt sehingga kira -kira megawatt. Aplikasi terdiri daripada brek regeneratif untuk kereta api ke perkhidmatan sampingan ladang angin.

Penggunaan utama flywheels berada di diesel Rotary Power Supply (DRUPS) set - ups, dengan 7 - 11 menunggang kedua - melalui fungsi synchronous semasa permulaan penjana diesel bersepadu berikutan kegagalan bekalan sesalur. Ini memberi masa -e.g.30 saat - untuk diesel biasa kembali - sehingga bermula.