Elektrárny vybavené bateriemi: realita 21. století

Jan Veselý - 16 Listopad 2017

Když přišly koncem 90. let na trh první automobily s hybridním pohonem, mělo přidání elektromotoru a baterie do pohonného systému aut své technické opodstatnění. Dnes nacházejí násobně větší baterie využití přímo v elektrárnách.solární elektrárna Tesla doplněná o velké bateriové úložiště na ostrově Americká Samoa

Elektrický pohon dokáže zvýšit účinnost pohonu, protože pomáhá spalovacímu motoru v situacích, kdy je jeho provoz málo efektivní - například při rozjíždění a akceleraci. Dokáže také šetřit brzdy a rekuperovat energii při brzdění.

O 20 let později se stále častěji začíná objevovat podobný přístup i u elektráren všech možných druhů. Myšlenka je podobná jako byla kdysi u vozu Toyota Prius. Pomocí bateriové akumulace a invertorů je totiž možné zvýšit účinnost stávajících elektráren a zajistit jim zároveň takové funkce, jakých dříve nebyly ani schopné.

Slunce a baterky

Asi nejznámější kombinací zdroje elektřiny a baterií je ta s fotovoltaickými systémy. Umožňuje vyhlazovat produkci FV panelů, prodávat ve výhodnější čas a mít přístup k velmi lukrativnímu trhu síťových služeb (regulační výkon, start do tmy, odlehčování sítě, regulace jaloviny).

Tesla je průkopníkem této kombinace jakožto zdroje elektřiny pro tropické ostrovy. Výroba podle poptávky je tam dnes prodávána pomocí dlouhodobých kontraktů za cca 110 USD/MWh. Je tedy už více než konkurenceschopná dieselagregátům s náklady 170-180 USD/MWh jen za dováženou naftu.

Na Portoriku mají jasno, co aktuálně potřebují

Na Portoriku mají jasno, co aktuálně potřebují
foto: businessinsider.com

Na Portoriku zdevastovaném hurikánem Maria již dnes už naplno běží distribuce kompletů fotovoltaiky+baterie pro zajištění základních potřeb klíčové infrastruktury (nemocnice, hasičské stanice, policie, telekomunikace) a kritických potřeb občanů – světlo večer, nabití mobilů, čerpání vody a splašků.

Dráty přenosové a distribuční sítě jsou tak poničené, že zásobování z centrálních zdrojů bude možné nejdříve za půl roku. Fotovoltaika s baterií bude k dispozici uživateli den až dva po tom, co ji dopraví na ostrov.

Vítr a baterky

Mediálně vděčné byla akce Tesly, kdy se právě dokončuje obří baterie v Jižní Austrálii. Tato baterie je součástí větrné farmy, které opět umožňuje podílet se na lukrativních trzích s regulací sítě a dodávat elektřinu během velmi dobře honorovaných odběrových špiček.

Větrná farma Hornsdale, Jižní Austrálie

Větrná farma Hornsdale, Jižní Austrálie
foto: Siemens

Ale to není všechno, výrobci větrných elektráren mají pro baterie i jiné využití. Pokud je i relativně malá baterie součástí větrné turbíny je to pro její provoz velmi přínosné. Umí vyhlazovat výkon větrné turíny, napájí interní diagnostiku a telemetrii, napájí mechanické systémy (natáčení rotoru, nastavení lopatek).

Umí zároveň „nahodit“ výrobu větrné elektrárny při slabém větru a tím zvyšovat její produkci a umí mírně nahřívat lopatky turbíny, aby nenamrzaly. Producenti větrných turbín na to dříve využívali dieselagregáty, ale ty jsou hlučné, poruchové a závislé na dodávkách paliva. Teď už je ekonomicky výhodnější obejít se bez nafty.

Huť poháněná větrem a sluncem

V Jižní Austrálii je ve městě Whyalla velká ocelárna, velikostí a produkovanými výrobky velmi podobná Třineckým železárnám. Jako správná ocelárna, je i tahle velkým konzumentem elektřiny.

Ocelárna Whyalla, Jižní Austrálie

Ocelárna Whyalla, Jižní Austrálie
foto: Whyalla Steelworks

Je to také proto, že si tato ocelárna v poušti vyrábí vlastní procesní vodu odsolováním mořské vody pomocí reverzní osmózy. Její nový majitel se rozhodl, že udělá něco s cenou elektřiny a výsledkem je série opatření, která se postupně budou uvádět v život.

Bude to kombinace:

  • Využití odpadního tepla pro výrobu elektřiny;
  • stavba 100 MW/100MWh bateriového systému pro krátkodobé ukládání elektřiny;
  • stavba 120 MW/600MWh přečerpávací vodní elektrárny v místě vytěženého dolu na železnou rudu poblíž ocelárny;
  • systém řízení spotřeby elektřiny podle aktuální výroby o výkonu -100 MW až +100MW (voda se dá odsolovat do zásoby, apod.);
  • fotovoltaická elektrárna o špičkovém výkonu 200 MW;
  • možné další rozšiřování výroby z OZE (fotovoltaika, větrné elektrárny, solárně-termální elektrárny) až do výkonu 1000 MW

Důsledkem má být snížení nákladů na elektřinu o 40% a stabilní cena elektřiny pro ocelárnu v příštích mnoha letech.

Baterie v elektrárně na zemní plyn

V jižní Kalifornii byly nedávno uvedeny do provozu dvě hybridně elektrické plynové turbíny od GE. Jsou tvořeny kombinací 50 MW plynové turbíny, 10MW/4MWh baterie a speciální silové elektroniky. K čemu je přidání baterie do elektrárny pokrývající špičky spotřeby dobré? No, pro majitele elektrárny mají velkou hodnotu.

Hybridní špičková elektrárna SCE, Kalifornie, USA

Hybridní špičková elektrárna SCE, Kalifornie, USA
foto: SCE
  • Zatímco turbína nabíhá a nahřívá se na provozní režim, baterie už může dodávat do sítě. Však ji turbína dobije, až bude dobíhat;
  • baterie si na sebe vydělá, protože trvale poskytuje služby regulace sítě;
  • při provozu turbíny absorbuje baterie všechny „nárazy“ ze sítě, nemusí reagovat na změny frekvence a může fungovat v optimálním režimu, snižuje se tak spotřeba plynu i opotřebení turbíny.

Baterie ve vodní elektrárně

Společnost Appalachian Power provozuje už více než 100 let kaskádu dvou vodních elektráren (10+20 MW) na New River v jižní Virginii. Tyto dvě elektrárny společně tvoří přečerpávací vodní elektrárnu. Nově instalovaná 4MW/4MWh baterie má za úkol podstatně zvýšit ziskovost těchto vodních elektráren.

Budou mít totiž díky ní podstatně rychlejší náběh čerpání či výroby (desetiny místo desítek sekund) a budou umět přesněji reagovat na frekvenci sítě. Takto se dostanou k mnohem lépe placeným regulačním službám s rychlou odezvou, která je pro ně aktuálně nedostupná.

Baterie - ropa 21. století?

Vypadá to, že se baterie postupně zabydlují v systému výroby, přenosu a distribuce elektřiny. Má to svou logiku, mnoho služeb dokážou již dnes poskytnout levněji a kvalitněji než tradiční řešení.

Zatím se do provozu uvádějí elektrárenské ekvivalenty mild-hybrid automobilů, tedy s relativně malou, ale velmi užitečnou baterií. Bude velice zajímavé sledovat, jak se situace bude dále vyvíjet s očekávaným poklesem ceny baterií a růstem výrobních kapacit.

Třeba taková přestavba jaderné elektrárny na "plug-in hybrid" by byla velice zajímavá. Systém, kdy by byla JE oddělena baterií od sítě a spokojeně si mohla bafat na nominální výkon bez ohledu na spotřebu a výrobu zdrojů s proměnlivou produkcí by byl zajímavý.

Už jen proto, že by provozovatelé mohli spokojeně zrušit záložní agregáty, měli by něco, co dokáže samo nahodit JE a v případě nouze třeba i několik dní samo utáhnout provoz elektrárny, včetně chlazení reaktoru. Jen neudělat stejnou chybu jako ve Fukušimě a dát ty baterky někam, kde je nezatopí voda.

vlastní
Zpět na HybridPřidat komentář
Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

By mě zajímalo jestli se na tom Portoriku z této situace poučí a pro příště budou elektro rozvodnou síť budovat pomocí kabelu vedoucích v zemi tak aby jim je co 10 let nezfoukl nějaký ten vétřík.

Na Portoriku už fotovoltaika byla a větrníky taky... a takhle dopadli...
https://www.youtube.com/watch?time_continue=76&v=1AAHJs-j3uw

https://accuweather.brightspotcdn.com/94/f4/b0ddb4b14d239cd3c28285d908a9/aerial-hurricane-maria-damage-photos-humacao-solar-project.png

https://www.accuweather.com/en/weather-blogs/weathermatrix/nexrad-radar-wind-turbines-solar-farms-destroyed-in-puerto-rico/70002879

---

Každej nahrazenej spalovák se počítá
Leave the oil in the soil and the coal in the hole.

Obrázek uživatele Radovan

Větrníky se asi budou obnovovat déle (statika, velké celky, zničená infrastruktura pro dovoz), ale FVE znamenají několik desítek kontejnerů s panely, konstrukcemi a střídači, kabeláž a partu lidí, což se dá dodat nákladními vrtulníky. Ovšem daleko jednodušší bude tahle fotbalová hřiště zrušit a osadit střechy nově budovaných domů a doplnit baterkou do baráku.

---

Elektromobil Peugeot Ion nový od 4/2014, najeto 55 tis. km, od 5/2016 druhý ojetý Peugeot Ion pro ženu, najeto 17 tis. km, elektrokolo Agogs SilverGo od 10/2013, domácí FVE 3,6kWp od 9/2009, ohřev vody solárními panely Vaillant od 6/2010, vlastní studna od 1999, dřevodům sendvičový panel od 2000.

Baterie prinaseji do elektricke site podobnou funkci jako expanzni nadoby v topne soustave. Baterie umoznuji nevidanou pruznost site. Vetsina lidi ma sice o elektricke siti hodne mlhavou predstavu, ale skoro kazdy se umi "na urovni" vyjadrovat o zbytecnosti baterii.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

A věděli to už naši přeci v 19. století kdy se tedy baterie na DC systémech používaly z mírně jiných důvodů, nicméně byly schopné také dost věcí pochytat.

Problém je že to že baterie jsou zbytečné šíří ti, kterým jde o zachování starého modelu energetiky, lidé to pak jen opakují, nic víc. Na druhou stranu je ale nutné přiznat že pokud by byly baterie nasazeny jako velké akumulační celky nezanedbatelné kapacity (z pohledu sítě) a fungovaly jako běžná záloha, bude to zatím velmi drahé.

Pokud budeme chtít zajistit chod sítě na OZE, tak budeme potřebovat velké akumulační kapacity, jsou realizovatelné, ale cenově to není nejlevnější, nicméně to není nepřekonatelně drahé, ale rozhodně se nebude jednat o baterie, ale spíše o nějaké PVE, či stlačený vzduch. Dokonce i akumulace v podobě tepla má menší rozptyl cen než Li-Ion baterie pro tyto aplikace a držet někde olej ohřátý třeba na 200°C, nebo dokonce roztavené sole bude asi jednodušší než mít tolik baterií.

Obrázek uživatele Radovan

Naprosto přesné a trefné přirovnání.

---

Elektromobil Peugeot Ion nový od 4/2014, najeto 55 tis. km, od 5/2016 druhý ojetý Peugeot Ion pro ženu, najeto 17 tis. km, elektrokolo Agogs SilverGo od 10/2013, domácí FVE 3,6kWp od 9/2009, ohřev vody solárními panely Vaillant od 6/2010, vlastní studna od 1999, dřevodům sendvičový panel od 2000.

Pěkný článek.
Je to přesně to co jsem to už psal několikrát. Budoucnost je v elektrárnach které umí rychle reagovat na změny. A to bez baterie nikdo nedokáže.

Pěkný článek, více takových, díky! :)

Off

Už začal hon na mikročástice, brzdy prej dostanou vysavače. A kdy je dostanou i benzínový přímovstřiky?
V hledáčku je i metro a vlaky.
https://auto.idnes.cz/brzdy-vysavace-castice-07l-/automoto.aspx?c=A171114_214459_automoto_fdv

"zatímco dnešní motor splňující normu Euro 6 vylučuje asi 5 miligramů nebezpečných mikročástic na jeden kilometr, z brzd se jich do vzduchu dostává třicet miligramů. Podle studie, kterou si nechala vypracovat Evropská komise, bude v roce 2030 z brzd a také z pneumatik pocházet 90 procent nebezpečných pevných částic, které auta vytvoří."

---

Každej nahrazenej spalovák se počítá
Leave the oil in the soil and the coal in the hole.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Myslím že to co s děje by se dalo nazvat tažením, nebo spíš pokusem o odstranění negativních externalit moderní společnosti a je to jenom dobře. Poněkud zbytečně jsme se dostali do pasti mnoha technologiemi jenom protože to vypadalo v ten moment jako dobrý nápad, pak se časem ukázalo že tomu tak není.

Bohužel bude dost lidí tvrdit že tomu tak není, někdy i vysoce postavených, to bývá problém.

brzdy?
keď som bol "u vojakov", mal som bicykel, prednú brzdu nemal a zadná "protišlap" nefungoval. jeden si ho požičal a zahučal do jarku. na sťažnosť som mu odpovedal, že ja sa veziem, nestojím.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

velmi zaujimavy clanok, dakujeme

Obsah tohoto pole je soukromý a nebude veřejně zobrazen.
Standardní nastavení volby "Zasílání upozornění na email" můžete nastavit na stránce svého profilu.
Kontrola proti nevyžádaným příspěvkům
Absolováním testu nám pomáháte bojovat proti SPAMu. Děkujeme.


EVMapa.cz - mapa nabíjecích stanicŘízení stanic pro elektromobilyKariéra EVC GroupProdej pneu 100% onlineŘízení stanic pro elektromobilyNabíječky elektromobilů Circontrol

Newsletter


185.66.36.26