211service.com
Fixa elnätet
Storskalig kraftlagring är avgörande för vår energiframtid: Electric Power Research Institute, USA:s allmännyttiga industris ledande FoU-konsortium, säger att lagring skulle möjliggöra en utbredd användning av förnybar kraft och göra nätet mer tillförlitligt och effektivt. Nya tillkännagivanden från el-jätten American Electric Power (AEP), baserat i Columbus, OH, tyder på att nätlagringsteknik äntligen är redo för kommersiell utplacering i USA. Förra månaden beställde AEP tre multimegawatt-batterisystem och satte upp mål att ha 25 megawatt lagring på plats till 2010 och 40 gånger så mycket till 2020.
Det var en dröm för fyra eller fem år sedan; nu händer det, säger AEP:s energilagringsexpert Ali Nourai.
AEP-systemet använder ett natrium-svavelbatteri ungefär lika stort som en dubbeldäckarbuss (se nedan), plus kraftelektronik för att hantera flödet av växelström in och ut ur DC-batteriet. Även om systemet är nytt för USA, har systemet använts i megawattskalan i Japan sedan början av 1990-talet; batteriet tillverkades av NGK isolatorer från Nagoya, Japan.
Laddar Charleston: Verksamheten American Electric Power (AEP) installerade detta enorma natrium-svavelbatteri som en del av ett demonstrationsprojekt i Charleston, WV. Batteriet ger 1,2 megawatt effekt i upp till sju timmar, vilket minskar belastningen på en överbelastad transformatorstation. Problemfri drift sedan installationen förra året övertygade AEP om att sådan energilagringsteknik är redo för aktiv drift.
Kredit: AEP
Nourai säger att AEP och andra amerikanska kraftbolag fick förtroende för lagringens ekonomi och tillförlitlighet tack vare ett demonstrationsprojekt i Charleston, WV, där AEP installerade ett stort batterisystem i juni 2006. I Charleston hade efterfrågan under både sommar och vinter överbelastats. transformatorer vid lokala transformatorstationer, vilket orsakar strömavbrott. Att bygga om transformatorstationerna för att ta emot mer kraft kunde ha tagit så mycket som tre år. Istället ägnade AEP bara nio månader åt att installera ett batterisystem som laddas när efterfrågan på el är låg och kan leverera upp till 1,2 megawatt i sju timmar när efterfrågan är som störst.
Två av AEP:s nya projekt är något större två megawatt, sju timmars batterisystem utformade för att tillhandahålla liknande snabba lösningar i områden med problem med strömtillförlitlighet. Ett batteri i Milton, WV, till exempel, kommer att tillhandahålla reservelektricitet för kunder i områden som är utsatta för strömavbrott från en svag kraftledning. När det blir strömavbrott kommer batteriet att plocka upp så många människor det kan och fortsätta att mata dem, säger Nourai. De kommer inte ens veta att det var ett blackout. Batteriet kommer att skjuta upp Miltons tillägg av en ny transformatorstation och en högspänningsledning med fem till sex år.
När AEP bestämmer sig för att göra mer permanenta uppgraderingar av transformatorstationer eller slutför konstruktionen av en ny kraftledning – en process som kan ta fem eller sex år – kommer det helt enkelt att flytta närmaste reservbatteri till en annan chokepunkt. Den kan lyftas med gaffeltruck och lastas på en flakbil, säger Nourai. Inom en vecka kan vi ha det uppe och fungera på en annan plats i vårt system.
Richard Baxter, författare till Energilagring: En icke-teknisk guide och ordförande för en konferens som hölls förra veckan i New York City om investeringar i lagring, säger att AEP:s nya projekt är ett bra lackmustest för branschen. Lagringsteknologier växer fram som en livskraftig produkt på kommersiell nivå, säger Baxter.
Framväxten av en nätlagringsmarknad drar in nya batteriutvecklare. Dessa inkluderar Eldflugans energi från Peoria, IL, som använder nanostrukturerade elektroder med stor yta för att återuppliva blysyrateknologi, och utvecklare av litiumbatterier Altair Nanotechnologies , baserat i Reno, NV. I juni, multinationellt verktyg AES gick med på att köpa ett ospecificerat antal Altairs batterier; VD Alan Gotcher säger att Altair kommer att leverera en prototyp på en megawatt på 15 minuter i slutet av detta år.
AEP undersöker samtidigt en potentiellt mer transformerande roll för lagring: att förvandla den ständigt föränderliga effektuttaget från förnybara resurser som vind- och solenergi till stadig, pålitlig energi. Företaget planerar att ansluta sitt tredje tvåmegawatts batterisystem till en grupp vindkraftverk på en ännu obestämd plats. Nourai säger att målet är att lära sig om batterier kan jämna ut kortsiktiga fluktuationer i kraftflödet från turbinerna. Om de kan, bör kraftverken kunna absorbera större mängder vindkraft på sina nät.
Men Nourai säger att AEP också vill avgöra om lagring av vindenergi kan öka dess värde. Det finns åtminstone två sätt att detta kan hända. Vindenergi som produceras på natten kan lagras för leverans under rusningstid på dygnet, när elpriset stiger. Och om kraften som levereras av vindkraftsparker var mer förutsägbar skulle den vara mer lönsam. När en oberoende generator som en vindkraftsoperatör säljer till kraftdistributörer måste den lova att leverera en viss mängd kraft vid en viss timme. Även om detaljerna varierar mycket på olika regionala och nationella kraftmarknader, kan vindkraftsoperatörer straffas om de inte uppfyller sina åtaganden eftersom vinden inte blåste så hårt som förväntat. System som lagrar en bråkdel av en vindkraftsparks produktion när det blåser kan eliminera det mesta av denna risk.
Nourai noterar att japanska företag redan installerar energilagringsteknik för att göra vindkraften mer tillförlitlig och lönsam, tack vare statliga incitament som täcker en tredjedel av kostnaden för lagringssystemet, och den bredare spridningen mellan Japans dag- och nattelpriser . Nourai tror att NGK, som för närvarande kan producera natrium-svavelbatterisystem för 90 megawatt per år, överväger att bygga en andra fabrik för att möta den efterfrågan som uppstår. Under tiden, a studie klar i år av Hållbar energi Irland , Irlands energipolitiska byrå, drog slutsatsen att tidsförskjutande lagringsprojekt redan kan vara lönsamma i Europa.
Men en expertpanel sammansatt av Electric Power Research Institute förra året bedömde att lagringskostnaderna behövde sjunka under 150 USD per kilowattimme för att göra sådan tidsförskjutning ekonomiskt attraktiv i USA; a Rapportera utgiven av institutet i vår uppskattar att system som använder NGK:s natrium-svavelbatterier kostar $300 till $500 per kilowattimme. Den kostnadsskillnaden har lett till det senaste intresset för solvärmekraftverk som fångar upp förnybar energi i form av värme, som är lättare att lagra än el. (Se Spara solenergi effektivt.)