211service.com
Supravodivé magnety pro ukládání v mřížkovém měřítku
Supravodivé magnetické ukládání energie (SMES) je již dlouho využíváno jako rozsáhlá technologie, protože nabízí okamžité vybití energie a teoreticky nekonečný počet cyklů dobíjení. Až donedávna však byly materiálové náklady na zařízení pro malé a střední podniky neúnosně vysoké pro všechny aplikace kromě velmi malých. Nyní projekt financovaný z Ministerstvo energetiky USA (DOE) by mohla připravit cestu pro technologii SMES, která nabízí megawatthodiny skladování energie. Taková kapacita se stává stále potřebnější pro elektrické sítě, které potřebují vyrovnat přerušovanost obnovitelných zdrojů energie.
U DOE Agentura pro pokročilé výzkumné projekty pro energetiku (ARPA-E) konference ve Washingtonu, D.C. dne 2. března, švýcarská strojírenská firma Obr nastínil plány na prototyp MSP s výkonem 3,3 kilowatthodiny pro ověření koncepce. Zařízení bude ukládat elektřinu ve formě magnetického pole generovaného stejnosměrným proudem cirkulujícím přes supravodivé dráty. Geometrie supravodivých cívek vytváří vysoce uzavřené elektromagnetické pole, ale k udržení pole je potřeba relativně málo energie. Energie se uvolňuje vybíjením cívek.
ABB spolupracuje s výrobcem supravodivých drátů Supervelmoc , Brookhaven National Laboratory a University of Houston jako součást grantu ARPA-E ve výši 4,2 milionu dolarů. Konečným cílem skupiny je vyvinout 1 až 2 megawatthodinové zařízení v komerčním měřítku, které bude cenově konkurenceschopné s olověnými bateriemi, říká projektový manažer ABB V.R. Ramanan.
Vyrovnání ceny olověných baterií by podle nedávné studie učinilo systémy malých a středních podniků levnějšími než setrvačníky, ale dražší než čerpací vodní nebo stlačený vzduch. Výzkumný ústav elektrické energie . Čerpací vodní elektrárny, které ukládají energii čerpáním vody do kopce, a stlačený vzduch, který ukládá energii ve formě vzduchu stlačeného v podzemních jeskyních, jsou dnes dvě hlavní metody skladování energie ve velkém měřítku. Tyto přístupy jsou však omezeny na oblasti s jezery nebo jinými nádržemi ve vysokých nadmořských výškách nebo s podzemními jeskyněmi.
Klíčovou výhodou malých a středních podniků oproti jiným technologiím skladování energie je jejich schopnost rychle uvolňovat uloženou energii. Dokáže přejít od úplného nabití k úplnému vybití – žádná jiná technologie to nedokáže, říká Cesar Luongo, hlavní koordinátor magnetické divize pro Mezinárodní termonukleární experimentální reaktor projekt v Cadarache ve Francii, který se na projektu nepodílí.
Rychlé vybíjení činí SMES atraktivní pro rychlou stabilizaci vysokonapěťových přenosových vedení během období intenzivního používání. Zásadní je, že ABB vyvíjí elektrické spínače, které by malým a středním podnikům umožnily uvolňovat energii postupně, až po dobu jedné hodiny, aby pomohly kompenzovat poklesy výkonu z obnovitelných zdrojů energie, jako je vítr a slunce.
Luongo říká, že aby mohly konkurovat olověným bateriím a dalším technologiím, systémy malých a středních podniků budou možná muset být výrazně větší než zařízení s výkonem 1 až 2 megawatthodiny, která si představuje ABB. Možná budou muset nabídnout desítky megawatthodin úložiště, říká Luongo, a čím levnější jsou ostatní technologie, tím dále se tento přechodový bod dostane.
Steven Minnihan, analytik společnosti Lux výzkum , říká, že zařízení SMES by měla vydržet déle než setrvačníky nebo baterie, protože nemají žádné pohyblivé části. Ale říká, že materiálové náklady zůstávají vysoké. Skutečnou výhodou je jeho značná životnost oproti bateriím a setrvačníkům, ale nemyslím si, že je to cenově nejefektivnější technologie, říká Minnihan.
Systémy pro malé a střední podniky mají přibližně stejnou životnost jako systémy s přečerpávací vodou a stlačeným vzduchem: 10–20 let, na rozdíl od 1–10 let u baterií a 8–12 let u setrvačníků, říká Minnihan. Má výhrady k přístupu ABB, protože vyžaduje velké množství vysokoteplotních supravodivých drátů, které by při dnešních cenách učinily systémy malých a středních podniků v síti neúnosně drahé.
Přestože náklady na supravodivý drát v posledních letech výrazně klesly, Ramanan připouští, že by musely klesnout o dalších 300 procent, aby byly malé a střední podniky konkurenceschopné s jinými technologiemi skladování energie v síti. Říká, že snížení nákladů na drát je významnou technickou výzvou, ale dodává, že čelit takovým výzvám je účelem projektů financovaných ARPA-E. Kdybychom si nemysleli, že to má potenciál, nešli bychom po tom, říká.