Konwersja energii elektrycznej na związki chemiczne stanowi jedną z najbardziej rozpowszechnionych technologii magazynowania energii, w szczególności w zakresie zasilania sektora konsumenckiego (urządzenia mobilne) oraz utrzymania infrastruktury w stanie gotowości (np. telekomunikacja).
Baterie litowo-jonowe
Są to prawie wyłącznie niskotemperaturowe akumulatory, głównie ołowiowo-kwasowe i litowo-jonowe, jak również wysokotemperaturowe akumulatory sodowo-siarkowe zwane wewnętrznymi magazynami energii, ponieważ ich poziom energii i wydajność są od siebie zależne. Z drugiej strony zewnętrzne zasobniki energii mają tę zaletę, że niezależnie można uzyskać wymagane parametry wyjściowe i energetyczne.
Zarówno systemy wodorowe/metanowe, jak i baterie typu redox-flow, które zwykle wymagają więcej miejsca, są reprezentatywne dla tej grupy. Ponieważ są one zazwyczaj podłączone do sieci za pomocą przekształtników energoelektronicznych (obecnie sklasyfikowanych jako szybkie i niezawodne), ta grupa systemów magazynowania energii może mieć bardzo szeroki zakres zastosowania w sieciach energetycznych.
Czytaj: Akumulatorowe systemy magazynowania energii: wydajność i eksploatacja. CZĘŚĆ I
Baterie redox-flow
Akumulatory przepływowe (zwane też bateriami redox-flow) wykorzystują ciekłe elektrolity umieszczone w dwóch oddzielnych pojemnikach. W trakcie ładowania oraz rozładowywania elektrolity są pompowane do przestrzeni zawierającej membranę lub matrycę elektrod. Energia jest magazynowana w materiałach aktywnych rozpuszczonych w elektrolitach.
Najczęściej wykorzystywanym materiałem aktywnym jest wanad. W przeciwieństwie do konwencjonalnych baterii pojemność redox-flow ogranicza wyłącznie rozmiar zbiorników z elektrolitami oraz ilość elektrolitów. Sprawność magazynu wynosi 65 — 72 %, natomiast układu jest mniejsza od sprawności standardowych baterii.
Wynika to bowiem z obecności dodatkowych urządzeń pobierających energię elektryczną, np. pompy elektrolitów. Żywotność baterii przepływowej zależy wyłącznie od czasu życia pomp oraz membrany, która powinna być wymieniana po każdych 10 000 cykli pracy. Gęstość energii wynosi między 10 a 20 W/kg, co jest wartością mniejszą niż w przypadku baterii kwasowo-ołowiowych.
Zobacz też: Technologie magazynowania energii elektrycznej
1 – akumulatory litowo-jonowe
2 – klimatyzacja
3 – falowniki
4 – transformator
5 – system przeciwpożarowy
6 – jednostka ICT
Parametry systemu:
- moc: 1MW
- wydajność: 0,5 MWh
- połączenia: 0,4kV lub 10kV
- rozmiar: kontener 40-stopowy
- waga: ok. 25t
- właściwości techniczne: regulacja mocy biernej; funkcja samostartu (rozruchu); funkcja samodzielnej pracy wyspowej
Baterie NaS
Podstawowymi elementami baterii sodowo-siarkowej są elektrody (katoda i anoda), elektrolit oraz obwód zewnętrzny. Elektrody i elektrolit mogą być wykonane z materiałów stałych lub ciekłych.
W czasie rozładowywania baterii jony przemieszczają się pomiędzy elektrolitem oraz elektrodami. Anoda dostarcza jonów pozytywnych do elek-trolitu, utleniając się i ładując elektronami, które następnie przemieszczają się do obwodu zewnętrznego.
Obecnie na świecie działają tego typu baterie o łącznej mocy 300 MW. Ich sprawność wynosi 75 —80%. Czas życia to ok. 10 OOO pełnych cykli ładowania. Akumulatory NaS mogą być stosowane w zarządzaniu energią oraz w celu poprawy jej jakości.
Polecamy: W zakresie transformacji energetycznej przed Polską spore wyzwania
