✖


Jump to content

Сетевое хранилище энергии

(Перенаправлено из хранилища Grid )
«Сетевое хранилище» перенаправляется сюда. Информацию о хранении данных с использованием Grid-вычислений см. в разделе Grid-ориентированное хранилище .

Упрощенная электрическая сеть с накопителем энергии
Упрощенный поток энергии в сети с идеализированным накоплением энергии и без него в течение одного дня.

Сетевое хранилище энергии (также называемое крупномасштабным хранилищем энергии ) — это совокупность методов, используемых для хранения энергии в больших масштабах в пределах электрической сети . Электрическая энергия сохраняется в периоды, когда электроэнергии много и она недорогая (особенно из источников прерывистой энергии , таких как возобновляемая электроэнергия от энергии ветра , приливной энергии и солнечной энергии ) или когда спрос низкий, а затем возвращается в сеть, когда спрос высок, и цены на электроэнергию, как правило, выше.

По состоянию на 2023 год Крупнейшей формой хранения энергии в сети является гидроаккумулирующая электроэнергия , второе и третье место занимают аккумуляторы коммунального масштаба и аккумуляторы за счетчиком. [1]

Разработки в области аккумуляторных батарей позволили коммерчески жизнеспособным проектам хранить энергию во время пикового производства и высвобождать во время пикового спроса, а также использовать ее, когда производство неожиданно падает, давая время для подключения к сети более медленно реагирующих ресурсов. Зеленый водород , который вырабатывается в результате электролиза воды с помощью электроэнергии, вырабатываемой возобновляемыми источниками энергии или источниками с относительно низким уровнем выбросов углерода, является более экономичным средством долгосрочного хранения возобновляемой энергии с точки зрения капитальных затрат , чем гидроаккумулирующие электростанции или батареи. [2] [3]

Двумя альтернативами сетевому хранению энергии являются использование пиковых электростанций для заполнения дефицита поставок и реагирование на спрос для переноса нагрузки на другое время.

Преимущества

[ редактировать ]

Хранение энергии может обеспечить множество преимуществ для сети: оно может перемещать электроэнергию из периодов низких цен в высокие цены, оно может помочь сделать сеть более стабильной (например, помочь регулировать частоту сети) и помочь сократить инвестиции в инфраструктуру передачи. . [4] Любая электроэнергетическая сеть должна сопоставлять производство электроэнергии с потреблением, причем оба показателя существенно меняются с течением времени. Любая комбинация накопления энергии и реагирования на спрос имеет следующие преимущества:

  • электростанции, работающие на топливе (т.е. угле, нефти, газе, атомной энергии), могут более эффективно и легко эксплуатироваться при постоянном уровне производства.
  • Электроэнергия, вырабатываемая непостоянными источниками, может храниться и использоваться позже, тогда как в противном случае ее пришлось бы передавать для продажи в другом месте или отключать.
  • пиковая генерирующая или передающая мощность может быть уменьшена за счет общего потенциала всех хранилищ плюс отложенные нагрузки (см. «Управление спросом» ), экономя затраты на эту мощность.
  • более стабильное ценообразование - стоимость хранения или управления спросом включена в ценообразование, поэтому существует меньше различий в тарифах на электроэнергию, взимаемых с потребителей, или, в качестве альтернативы (если тарифы остаются стабильными по закону), меньше потерь для коммунального предприятия из-за дорогостоящей оптовой продажи в часы пик. тарифы на электроэнергию, когда пиковый спрос должен быть удовлетворен за счет импортированной оптовой электроэнергии
  • готовность к чрезвычайным ситуациям – жизненно важные потребности могут быть надежно удовлетворены даже при отсутствии передачи или генерации, а второстепенные потребности отложены

Энергия, получаемая от солнечных, приливных и ветровых источников, по своей природе варьируется во временных масштабах от минут до недель или дольше – количество производимой электроэнергии варьируется в зависимости от времени суток, фазы луны, сезона и случайных факторов, таких как погода. Таким образом, возобновляемые источники энергии при отсутствии хранения создают особые проблемы для электроэнергетических компаний. Хотя подключение множества отдельных источников ветра может уменьшить общую изменчивость, солнечная энергия гарантированно недоступна в ночное время, а сила приливов меняется вместе с Луной, поэтому слабые приливы случаются четыре раза в день.

Насколько это влияет на ту или иную полезность, существенно различается. Во время летнего пика полезности, как правило, можно поглощать больше солнечной энергии и согласовывать ее с потребностями. В зимние периоды пиковой нагрузки ветер в меньшей степени коррелирует с потребностью в отоплении и может использоваться для удовлетворения этой потребности. В зависимости от этих факторов, помимо примерно 20–40% общего объема производства, подключенные к сети прерывистые источники энергии , такие как солнечная энергия и энергия ветра , как правило, требуют инвестиций в межсетевые соединения, хранение энергии в сети или управление спросом.

В электрической сети без накопителей энергии генерация, основанная на энергии, хранящейся в топливе (уголь, биомасса, природный газ, атомная энергия), должна масштабироваться вверх и вниз, чтобы соответствовать росту и падению производства электроэнергии из непостоянных источников (см . ). В то время как гидроэлектростанции и газовые электростанции можно быстро увеличивать или уменьшать в соответствии с потребностями, ветряным, угольным и атомным электростанциям требуется значительное время, чтобы отреагировать на нагрузку. Таким образом, коммунальные предприятия с меньшим объемом выработки природного газа или гидроэлектроэнергии в большей степени зависят от управления спросом, межсетевых соединений или дорогостоящего гидроаккумулирования.

Управление спросом и хранение данных в сети

[ редактировать ]

Сторона спроса также может накапливать электроэнергию из сети, например, заряжая аккумулятор, электромобиль сохраняет энергию для транспортного средства, а накопительные обогреватели , накопители централизованного теплоснабжения или хранилища льда обеспечивают накопление тепла для зданий. [5] В настоящее время это хранилище служит только для переноса потребления в непиковое время суток, электричество в сеть не возвращается.

Потребность в сетевых накопителях для обеспечения пиковой мощности снижается за счет установления цен на время использования со стороны спроса , что является одним из преимуществ интеллектуальных счетчиков . На уровне домохозяйств потребители могут выбрать менее дорогое время в непиковое время для стирки и сушки одежды, использования посудомоечных машин, принятия душа и приготовления пищи. Кроме того, коммерческие и промышленные пользователи смогут воспользоваться преимуществами экономии средств, отложив некоторые процессы на непиковое время.

Региональные воздействия непредсказуемой работы ветроэнергетики создали новую потребность в интерактивном реагировании на спрос , когда коммунальное предприятие взаимодействует со спросом. Раньше это делалось только в сотрудничестве с крупными промышленными потребителями, но теперь это можно распространить на целые сети. [6] Например, несколько крупномасштабных проектов в Европе связывают изменения в энергии ветра с изменением нагрузки на промышленные морозильники для пищевых продуктов, вызывая небольшие колебания температуры. Если информация будет передана в масштабе всей сети, небольшие изменения температур отопления/охлаждения мгновенно изменят потребление по всей сети.

В отчете, опубликованном в декабре 2013 года Министерством энергетики США, далее описываются потенциальные преимущества технологий хранения энергии и спроса на электрическую сеть: «Модернизация электросистемы поможет стране решить проблему удовлетворения прогнозируемых потребностей в энергии, включая решение изменение климата за счет интеграции большего количества энергии из возобновляемых источников и повышения эффективности процессов, связанных с невозобновляемыми источниками энергии. Развитие электросетей должно поддерживать надежную и устойчивую систему подачи электроэнергии, а хранение энергии может сыграть важную роль в решении этих проблем за счет улучшения работы. возможности сети, снижение затрат и обеспечение высокой надежности, а также отсрочка и сокращение инвестиций в инфраструктуру. Наконец, накопление энергии может сыграть важную роль в обеспечении готовности к чрезвычайным ситуациям из-за его способности обеспечивать резервное питание, а также услуги по стабилизации сети». [7]

Хранение энергии для сетевых приложений

[ редактировать ]

Активы по хранению энергии являются ценным активом для электросетей . [8] Они могут предоставлять преимущества и услуги, такие как управление нагрузкой , качество электроэнергии и бесперебойное электропитание, чтобы повысить эффективность и безопасность энергоснабжения. Это становится все более важным в связи с энергетическим переходом и потребностью в более эффективной и устойчивой энергетической системе.

Многочисленные технологии хранения энергии ( гидроаккумулирующие электростанции , электрические батареи , проточные батареи , маховики для хранения энергии , суперконденсаторы и т. д.) подходят для применения в масштабе сети, однако их характеристики различаются. Например, насосная гидростанция хорошо подходит для управления объемными нагрузками из-за ее большой мощности и энергетических возможностей. Однако подходящие места ограничены, и их полезность снижается при решении локальных проблем с качеством электроэнергии . С другой стороны, маховики и конденсаторы наиболее эффективны для поддержания качества электроэнергии , но им не хватает емкости для хранения энергии, которую можно было бы использовать в более крупных приложениях. Эти ограничения являются естественным ограничением применимости хранилища.

Несколько исследований вызвали интерес и исследовали пригодность или выбор оптимального накопителя энергии для определенных приложений. Обзоры литературы включают имеющуюся информацию о современном состоянии и сравнивают использование хранилища на основе текущих существующих проектов. [9] [10] Другие исследования делают еще один шаг вперед в оценке накопления энергии друг с другом и оценивают их пригодность на основе анализа решений по множеству критериев . [11] [12] В другой статье была предложена схема оценки посредством исследования и моделирования хранилища как эквивалентных схем. [13] [14] В нескольких исследованиях также предлагался индексный подход, но он все еще находится на новой стадии. [15] Чтобы получить увеличенный экономический потенциал систем хранения энергии, подключенных к сети, интересно рассмотреть портфель с несколькими услугами для одного или нескольких приложений для системы хранения энергии. Таким образом, одно хранилище может обеспечить несколько источников дохода, что также повысит степень использования. [16] Приведем два примера: сочетание частотной характеристики и резервных услуг рассматривается в: [17] при этом рассматривается снижение пиковой нагрузки вместе со сглаживанием мощности. [18]

Формы

[ редактировать ]

Воздух

[ редактировать ]

Сжатый воздух

[ редактировать ]
Основная статья: Хранение энергии на сжатом воздухе

Одним из методов хранения энергии в сети является использование внепиковой или возобновляемой электроэнергии для сжатия воздуха , который обычно хранится в старой шахте или каком-либо другом геологическом объекте. Когда потребность в электроэнергии высока, сжатый воздух нагревается небольшим количеством природного газа , а затем проходит через турбодетандеры для выработки электроэнергии. [19]

Эффективность хранения сжатого воздуха обычно составляет около 60–90%. [20]

Жидкий воздух

[ редактировать ]
Основные статьи: Жидкий воздух и криогенное хранилище энергии.

Другой метод хранения электроэнергии — сжимать и охлаждать воздух, превращая его в жидкий воздух. [21] который можно хранить и при необходимости расширять, вращая турбину и производя электроэнергию, с эффективностью хранения до 70%. [22]

На севере Англии строится коммерческая установка по хранению энергии в жидком воздухе. [23] [24] [25] [26] коммерческая эксплуатация запланирована на 2022 год. [27] Энергоемкость электростанции в 250 МВтч будет почти в два раза превышать емкость крупнейшей в мире существующей литий-ионной батареи Hornsdale Power Reserve в Южной Австралии. [28]

Сжатый углекислый газ

[ редактировать ]
Основная статья: Энергетический накопитель сжатого углекислого газа

Газообразный углекислый газ можно сжимать для хранения энергии в масштабе сети. Газ хорошо подходит на эту роль, поскольку, в отличие от воздуха, он сжижается при температуре окружающей среды. Жидкий CO 2 можно хранить неограниченное время в баллонах высокого давления для использования при необходимости. [29] [30]

Основным сторонником технологии является начинающая компания Energy Dome, которая в 2022 году построила демонстрационную электростанцию ​​мощностью 2,5 МВт/4 МВт-ч на Сардинии. Компания заявляет, что эффективность в обоих направлениях составляет 75%, а прогнозируемая стоимость аккумуляторной емкости составляет 220 евро/кВтч, что вдвое ниже, чем у литий-ионных батарей. [31] [32] [33]

Батареи

[ редактировать ]
Основная статья: Аккумуляторная электростанция
Осветительная установка постоянного тока мощностью 900 Вт, использующая 16 отдельных свинцово-кислотных аккумуляторных батарей (32 В), 1917 год. [34]
Кривая обучения литий-ионным батареям: цена на батареи снизилась на 97% за три десятилетия. [35] [36]

Аккумуляторные батареи использовались на заре развития постоянного тока электроэнергии . Там, где электроэнергия переменного тока была недоступна, изолированные осветительные установки, работающие на ветряных турбинах или двигателях внутреннего сгорания, обеспечивали освещение и питание небольших двигателей. Аккумуляторную систему можно было использовать для работы нагрузки без запуска двигателя или при спокойном ветре. Группа свинцово-кислотных батарей в стеклянных банках обеспечивала питание как для освещения ламп, так и для запуска двигателя для подзарядки батарей. Технология хранения аккумуляторов обычно имеет эффективность от 80% до более чем 90% для новых литий-ионных устройств. [37] [38]

Литий-ионные аккумуляторы

[ редактировать ]

По состоянию на 2024 год литий-ионные батареи являются наиболее часто используемыми батареями для сетевых устройств. , после применения аккумуляторов в электромобилях (EV). По сравнению с электромобилями, сетевые батареи требуют меньшей плотности энергии , а это означает, что больше внимания можно уделять затратам, возможности частой зарядки и разрядки и сроку службы. Это привело к переходу на литий-железо-фосфатные батареи , которые дешевле и имеют более длительный срок службы, чем традиционные литий-ионные батареи. [39] Оптимизируя производственную цепочку, крупные промышленные предприятия стремились достичь $150/кВтч к концу 2020 года. Темпы снижения цен на аккумуляторы неизменно превышали большинство оценок, достигнув $132/кВтч в 2021 году. [40] Литий-ионные батареи хорошо подходят для кратковременного хранения (<8 часов), но вряд ли станут самым дешевым способом хранения электроэнергии для длительного хранения. [39]

Проточные батареи
[ редактировать ]

В проточных окислительно- восстановительных батареях энергия хранится в жидкостях, которые помещены в два отдельных резервуара. При зарядке или разрядке жидкости закачиваются в ячейку с электродами. Количество запасаемой энергии (зависит от размера резервуаров) можно регулировать отдельно от выходной мощности (зависит от скорости насосов). [41] Преимуществом проточных аккумуляторов являются низкие капитальные затраты при продолжительности заряда-разряда более 4 часов и длительный срок службы (много лет). Проточные батареи уступают литий-ионным батареям по энергоэффективности . [42]

Ванадиевые окислительно-восстановительные батареи являются наиболее технологически и коммерчески продвинутым типом проточных батарей. [43] [44] В настоящее время на различных объектах установлены десятки ванадиевых батарей Redox Flow, в том числе; Ветряная электростанция Хаксли-Хилл (Австралия), Tomari Wind Hills на Хоккайдо (Япония), а также в приложениях, не связанных с ветровыми электростанциями. Проточную батарею мощностью 12 МВт·ч планировалось установить на ветряной электростанции Sorne Hill ( Ирландия ). [45] [ нужно обновить ] Эти системы хранения предназначены для сглаживания кратковременных колебаний ветра.

Другие типы батарей

[ редактировать ]

Натрий-ионные батареи являются возможной альтернативой литий-ионным батареям, поскольку они основаны на более дешевых и в меньшей степени критически важных материалах. Он имеет более низкую плотность энергии и, возможно, более короткий срок службы. Если производить их в тех же масштабах, что и литий-ионные батареи, они могут стать на 20–30% дешевле. [41]

Батареи с расплавленной солью состоят из двух расплавленных металлических сплавов, разделенных электролитом. Их просто изготовить, но для поддержания сплавов в жидком состоянии требуется температура в несколько сотен градусов Цельсия. Эта технология включает в себя ZEBRA , натриево-серные аккумуляторы и жидкий металл . [46] Натриево-серные батареи используются для энергоаккумулирования в Японии и США. [47] Электролит состоит из твердого бета-оксида алюминия. Жидкометаллический аккумулятор, разработанный группой Пр. Дональд Садовей использует расплавленные сплавы магния и сурьмы, разделенные электроизоляционной расплавленной солью. Ее выводит на рынок дочерняя компания MIT Ambri , с которой в настоящее время заключен контракт на установку первой системы мощностью 250 МВт-ч для компании-центра обработки данных TerraScale недалеко от Рино, штат Невада. [48] [49]

Сравнение технологий [50]
Технология Менее 4 часов с 4 до 8 часов Дни Недели Времена года
Литий-ионный Да Да Нет Нет Нет
Натрий-ионный Да Да Нет Нет Нет
Поток ванадия Может быть Да Да Нет Нет
Железо-воздух Нет Нет Может быть Да Нет

Электромобили

[ редактировать ]
Основные статьи: Электромобиль и транспортное средство к сети
Nissan Leaf — самый продаваемый в мире электромобиль для шоссейных дорог по состоянию на 2015 год.

Компании изучают возможности использования электромобилей для удовлетворения пикового спроса. Припаркованный и подключенный к электросети электромобиль может продавать электроэнергию от аккумулятора во время пиковых нагрузок и заряжать либо ночью (дома), либо в непиковое время. [51]

подключаемые гибридные или электрические автомобили. Можно использовать [52] [53] [54] из-за их способности накапливать энергию. «автомобиль-сеть» Можно использовать технологию , превращая каждый автомобиль с аккумуляторной батареей мощностью от 20 до 50 кВтч в устройство распределенной балансировки нагрузки или источник аварийного питания. Это составляет от двух до пяти дней на одно транспортное средство при средней потребности домохозяйства в 10 кВтч в день, при условии годового потребления 3650 кВтч. Это количество энергии эквивалентно пробегу от 60 до 480 километров (от 40 до 300 миль) на таких транспортных средствах, потребляющих от 0,1 до 0,3 киловатт-часов на километр (от 0,16 до 0,5 кВтч / миля). Таких цифр можно достичь даже при самодельных переоборудованиях электромобилей . Некоторые электроэнергетические компании планируют использовать старые автомобильные аккумуляторы (иногда в результате получается гигантская батарея) для хранения электроэнергии. [55] [56] Однако большим недостатком использования транспортного средства для хранения энергии в сети будет то, что каждый цикл хранения будет нагружать батарею одним полным циклом зарядки-разрядки. [52] Тем не менее, одно крупное исследование показало, что при разумном использовании аккумуляторная батарея от автомобиля к сети фактически увеличивает срок службы батарей. [57] Обычные литий-ионные батареи (на основе кобальта) выходят из строя в зависимости от количества циклов; новые литий-ионные батареи не выходят из строя при каждом цикле и поэтому имеют гораздо более длительный срок службы. Один из подходов заключается в повторном использовании ненадежных автомобильных аккумуляторов в специализированных сетевых хранилищах. [58] поскольку ожидается, что они будут хороши в этой роли в течение десяти лет. [59] Если такое хранение осуществляется в больших масштабах, становится намного проще гарантировать замену автомобильного аккумулятора, деградировавшего при мобильном использовании, поскольку старый аккумулятор имеет ценность и может быть использован немедленно.

Маховик

[ редактировать ]
Основные статьи: Система накопления энергии на маховике и накопление энергии на маховике
Маховик НАСА G2

Механическая инерция является основой этого метода хранения. Когда электроэнергия поступает в устройство, электродвигатель ускоряет тяжелый вращающийся диск. Двигатель действует как генератор, когда поток энергии меняется на противоположный, замедляя диск и производя электричество. Электричество сохраняется в виде кинетической энергии диска. Трение должно быть сведено к минимуму, чтобы продлить срок хранения. Это часто достигается путем помещения маховика в вакуум и использования магнитных подшипников , что делает метод дорогостоящим. Более высокие скорости маховика позволяют увеличить емкость хранилища, но требуют использования прочных материалов, таких как сталь или композитные материалы, чтобы противостоять центробежным силам . Однако диапазон технологий мощности и хранения энергии, которые делают этот метод экономичным, имеют тенденцию делать маховики непригодными для общего применения в энергосистемах; они, вероятно, лучше всего подходят для выравнивания нагрузки в железнодорожных энергосистемах и для улучшения качества электроэнергии в системах возобновляемой энергии, таких как система мощностью 20 МВт в Ирландии. [60] [61]

Приложения, использующие маховиковое хранилище, - это те, которые требуют очень высоких всплесков мощности в течение очень коротких периодов времени, например токамак. [62] и лазерные эксперименты, в которых двигатель-генератор раскручивается до рабочей скорости и частично замедляется во время разряда.

В настоящее время накопитель на маховике также используется в виде дизельного роторного источника бесперебойного питания для обеспечения систем бесперебойного питания (например, в крупных центрах обработки данных ) для обеспечения бесперебойного питания, необходимого во время передачи. [63] – то есть относительно короткий промежуток времени между потерей электропитания в сети и прогревом альтернативного источника, например дизель-генератора .

Это потенциальное решение было реализовано EDA. [64] [ нужен лучший источник ] на Азорских островах , на островах Грасиоза и Флорес . Эта система использует маховик мощностью 18 мегаватт-секунд для улучшения качества электроэнергии и, таким образом, позволяет увеличить использование возобновляемых источников энергии. Как следует из описания, эти системы снова предназначены для сглаживания временных колебаний в поставках и никогда не могут быть использованы для устранения отключения электроэнергии, превышающего пару дней.

Powercorp в Австралии разрабатывает приложения с использованием ветряных турбин, маховиков и дизельной технологии малой нагрузки (LLD), чтобы максимизировать подачу ветра в малые сети. Система, установленная в Корал Бэй, Западная Австралия, использует ветряные турбины в сочетании с системой управления на основе маховика и LLD. Технология маховика позволяет ветряным турбинам время от времени обеспечивать до 95 процентов энергоснабжения Корал Бэй, при этом общее годовое проникновение ветра составляет 45 процентов. [65]

Водород

[ редактировать ]
Основные статьи: Водородная экономика и хранение водорода
См. Также: Водородная электростанция комбинированного цикла.

Водород можно использовать в качестве долговременного носителя. [66] Зеленый водород производится в результате электролиза воды и преобразуется обратно в электричество в двигателе внутреннего сгорания или топливном элементе с КПД в обоих направлениях примерно 41%. [67] Ожидается, что это будет более экономичный способ долгосрочного хранения возобновляемой энергии, чем гидроаккумулирующие электростанции или аккумуляторы . [2] [3]

Низкая эффективность хранения водорода накладывает экономические ограничения. [68] [69] Чтобы система была экономичной, соотношение цен между покупкой и продажей электроэнергии должно быть как минимум пропорционально эффективности. Сможет ли водород использовать инфраструктуру природного газа, зависит от строительных материалов сети, стандартов соединений и давления хранения. [70]

Оборудование, необходимое для хранения водородной энергии, включает электролизную установку, водородные компрессоры или ожижители и резервуары для хранения.

Биоводород — это изучаемый процесс производства водорода с использованием биомассы.

Микрокомбинированное производство тепла и электроэнергии (микроТЭЦ) может использовать водород в качестве топлива.

Некоторые атомные электростанции могут получить выгоду от симбиоза с производством водорода. Высокотемпературные (от 950 до 1000 ° C) ядерные реакторы поколения IV с газовым охлаждением могут электролизовать водород из воды термохимическими методами с использованием ядерного тепла, как в серо-йодном цикле . Первые коммерческие реакторы ожидаются в 2030 году.

Пилотная программа на уровне местного сообщества с использованием ветряных турбин и водородных генераторов была начата в 2007 году в отдаленном поселке Рамеа, Ньюфаундленд и Лабрадор . [71] Похожий проект реализуется с 2004 года в Утсире , небольшом норвежском островном муниципалитете.

Подземное хранилище водорода

[ редактировать ]

Подземное хранение водорода — это практика хранения водорода в пещерах , соляных куполах и истощенных месторождениях нефти и газа. [52] [72] Большие количества газообразного водорода в течение многих лет без каких-либо затруднений хранились в пещерах компании Imperial Chemical Industries (ICI). [73] Европейский проект Hyunder [74] в 2013 году указано, что для хранения ветровой и солнечной энергии требуются дополнительные 85 каверн, поскольку они не могут быть покрыты системами PHES и CAES . [75]

Мощность на газ

[ редактировать ]

Power to gas — это технология, которая преобразует электроэнергию в газовое топливо . Существует два метода: первый — использовать электричество для расщепления воды и закачивать полученный водород в сеть природного газа. Второй менее эффективный метод используется для преобразования углекислого газа и воды в метан (см. природный газ ) с использованием электролиза и реакции Сабатье . Избыточная мощность или непиковая мощность, генерируемая ветрогенераторами или солнечными батареями, затем используется для балансировки нагрузки в энергосистеме. Используя существующую систему природного газа для получения водорода, производитель топливных элементов Hydrogenics и дистрибьютор природного газа Enbridge объединились для разработки такой системы преобразования энергии в газ в Канаде. [69]

Трубопроводное хранилище водорода, где для хранения водорода используется сеть природного газа. До перехода на природный газ немецкие газовые сети эксплуатировались с использованием городского газа , который по большей части состоял из водорода. Емкость хранения немецкой сети природного газа составляет более 200 000 ГВт·ч, чего достаточно для удовлетворения потребностей в энергии на несколько месяцев. Для сравнения, мощность всех гидроаккумулирующих электростанций Германии составляет всего около 40 ГВт·ч. Транспортировка энергии по газовой сети осуществляется с гораздо меньшими потерями (<0,1%), чем по электрической сети (8%). [ нужны разъяснения ] .

Аммиак

[ редактировать ]

Концепция преобразования энергии в аммиак предлагает путь безуглеродного хранения энергии с разнообразной палитрой приложений. Иногда, когда появляется избыток низкоуглеродной энергии , ее можно использовать для создания аммиачного топлива. Аммиак можно получить путем расщепления воды на водород и кислород с помощью электричества, затем используются высокие температура и давление для соединения азота из воздуха с водородом, создавая аммиак. В жидком состоянии он похож на пропан, в отличие от одного водорода, который трудно хранить в виде газа под давлением или криогенно сжижать и хранить при -253 ° C.

Как и природный газ, хранящийся аммиак можно использовать в качестве теплового топлива для транспорта и производства электроэнергии или использовать в топливных элементах. [76] Стандартный резервуар с жидким аммиаком объемом 60 000 м³ содержит около 211 ГВтч энергии, что эквивалентно годовому производству примерно 30 ветряных турбин. Аммиак можно сжечь чисто: при этом выделяются вода и азот, но не CO 2 и мало или вообще не выделяется оксидов азота. Аммиак имеет множество применений: помимо того, что он является энергоносителем, он является основой для производства многих химических веществ, наиболее распространенным из которых является удобрение. [77] Учитывая такую ​​гибкость использования, а также то, что инфраструктура для безопасной транспортировки, распределения и использования аммиака уже существует, он делает аммиак хорошим кандидатом на роль крупномасштабного неуглеродного энергоносителя будущего.

Гидроэлектроэнергия

[ редактировать ]

Перекачиваемая вода

[ редактировать ]
Основная статья: Гидроаккумулирующая гидроэлектроэнергия
Плотина гидроаккумулирующей электростанции Минтань в Наньтоу , Тайвань

В 2008 году мировая мощность гидроаккумулирующих электростанций составила 104 ГВт . [78] в то время как другие источники утверждают, что мощность составляет 127 ГВт, что составляет подавляющее большинство всех типов сетевых накопителей электроэнергии, а все остальные типы вместе взятые составляют несколько сотен МВт. [79]

Во многих местах гидроаккумулирующая гидроэлектроэнергия используется для выравнивания ежедневной генерирующей нагрузки путем перекачки воды в высокий резервуар в непиковые часы и в выходные дни, используя избыточную базовую мощность угольных или ядерных источников. В часы пик эту воду можно использовать для выработки гидроэлектроэнергии , часто в качестве ценного резерва быстрого реагирования для покрытия переходных пиков спроса. Насосное хранилище восстанавливает от 70% до 85% потребляемой энергии и в настоящее время является наиболее экономически эффективной формой массового хранения энергии. [80] Основная проблема гидроаккумулирующих хранилищ заключается в том, что для этого обычно требуются два близлежащих резервуара, расположенных на значительно разной высоте, и часто требуются значительные капитальные затраты. [81]

Насосные системы водоснабжения обладают высокой способностью к диспетчеризации , что означает, что они могут быть введены в эксплуатацию очень быстро, обычно в течение 15 секунд. [82] что делает эти системы очень эффективными в удовлетворении колебаний спроса на электроэнергию со стороны потребителей. В мире эксплуатируется более 90 ГВт гидроаккумулирующих электростанций, что составляет около 3% мгновенной мировой генерирующей мощности. Системы хранения насосной воды, такие как система хранения Динорвиг в Великобритании, обеспечивают пять или шесть часов генерирующей мощности. [82] и используются для сглаживания колебаний спроса.

Другим примером является Тяньхуанпинская гидроаккумулирующая электростанция мощностью 1836 МВт в Китае, емкость резервуара которой составляет восемь миллионов кубических метров (2,1 миллиарда галлонов США или объем воды над Ниагарским водопадом за 25 минут) с вертикальным расстоянием 600 м ( 1970 футов). Резервуар может обеспечить около 13 ГВт·ч запасенной гравитационной потенциальной энергии (преобразуемой в электричество с эффективностью около 80%), или около 2% ежедневного потребления электроэнергии в Китае. [83]

Новая концепция гидроаккумулирования заключается в использовании энергии ветра или солнечной энергии для перекачки воды. Ветровые турбины или солнечные элементы, которые направляют привод водяных насосов для накопления энергии ветряной или солнечной плотины , могут сделать этот процесс более эффективным, но ограничены. Такие системы могут увеличивать кинетический объем воды только в ветреные и дневные периоды. Исследование, опубликованное в 2013 году, показало, что солнечные батареи на крыше в сочетании с существующими гидроаккумулирующими электростанциями могут заменить реакторы, потерянные на Фукусиме, с эквивалентным коэффициентом мощности. [84]

Плотины гидроэлектростанций

[ редактировать ]
Плотина гидроэлектростанции Фецуй в Новом Тайбэе , Тайвань.

Плотины гидроэлектростанций с большими водохранилищами также могут эксплуатироваться для обеспечения пиковой выработки электроэнергии в периоды пикового спроса. Вода хранится в резервуаре в периоды низкого спроса и выпускается через установку, когда спрос выше. Конечный эффект такой же, как и при гидроаккумулировании, но без потерь при перекачке. В зависимости от емкости резервуара установка может обеспечивать ежедневное, еженедельное или сезонное слежение за нагрузкой.

Многие существующие плотины гидроэлектростанций довольно старые (например, плотина Гувера была построена в 1930-х годах), и их первоначальная конструкция на десятилетия предшествовала появлению новых источников прерывистой энергии, таких как ветер и солнечная энергия. Плотина гидроэлектростанции, изначально построенная для обеспечения базовой нагрузки, будет иметь размеры генераторов в соответствии со средним потоком воды в водохранилище. Увеличение мощности такой плотины с помощью дополнительных генераторов увеличивает ее пиковую выходную мощность, тем самым увеличивая ее способность работать в качестве виртуального сетевого накопителя энергии. [85] [86] Бюро мелиорации США сообщает, что инвестиции в модернизацию существующей плотины составят 69 долларов за киловатт мощности. [85] по сравнению с более чем 400 долларами за киловатт для пиковых генераторов, работающих на жидком топливе. Хотя модернизированная плотина гидроэлектростанции не хранит напрямую избыточную энергию от других энергоблоков, она ведет себя аналогичным образом, накапливая собственное топливо – поступающую речную воду – в периоды высокой производительности других энергоблоков. Функционируя таким образом как виртуальное сетевое хранилище, модернизированная плотина является одной из наиболее эффективных форм хранения энергии, поскольку у нее нет потерь при перекачке для заполнения резервуара, а есть только увеличенные потери на испарение и утечку.

Плотина, перекрывающая большое водохранилище, может накапливать и высвобождать соответственно большое количество энергии, контролируя сток реки и повышая или опуская уровень водохранилища на несколько метров. Ограничения действительно применяются к эксплуатации плотин, их сбросы обычно регулируются государством, регулирующим права на воду, чтобы ограничить воздействие на реки в нижнем течении. Например, в энергосистеме существуют ситуации, когда тепловые электростанции с базовой нагрузкой, атомные или ветряные турбины уже производят избыточную электроэнергию в ночное время, а плотины по-прежнему необходимы для сброса достаточного количества воды для поддержания адекватного уровня воды в реке, независимо от того, вырабатывается ли электричество или нет. И наоборот, существует ограничение на пиковую мощность, превышение которого может привести к разливу реки на несколько часов каждый день. [87]

Термальный

[ редактировать ]
Основная статья: Хранение тепловой энергии

В Дании прямое хранение электроэнергии считается слишком дорогим для крупномасштабного использования, хотя значительная часть потребляется существующей норвежской гидроэлектростанцией. Вместо этого использование существующих резервуаров для хранения горячей воды, подключенных к системам централизованного теплоснабжения и обогреваемых либо электродными котлами, либо тепловыми насосами, рассматривается как предпочтительный подход. Накопленное тепло затем передается в жилые помещения по трубам централизованного теплоснабжения .

Расплавленная соль используется для хранения тепла, собранного солнечной энергетической башней , чтобы его можно было использовать для выработки электроэнергии в плохую погоду или ночью. [88]

Системы отопления и охлаждения зданий могут управляться таким образом, чтобы хранить тепловую энергию либо в общих резервуарах здания, либо в специальных резервуарах для хранения тепла. Такое тепловое хранилище может обеспечивать перераспределение нагрузки или даже более сложные вспомогательные услуги за счет увеличения энергопотребления (зарядки хранилища) в непиковое время и снижения энергопотребления (разгрузки хранилища) в более дорогостоящие часы пик. [89] Например, внепиковое электричество можно использовать для производства льда из воды, а лед можно хранить. Хранящийся лед можно использовать для охлаждения воздуха в большом здании, где обычно используется электрический ток переменного тока, тем самым перенеся электрическую нагрузку в часы внепиковой нагрузки. В других системах хранящийся лед используется для охлаждения всасываемого воздуха газотурбинного генератора , тем самым увеличивая пиковую генерирующую мощность и пиковую эффективность.

Система хранения электроэнергии с накачкой тепла использует высокообратимый тепловой двигатель/тепловой насос для перекачки тепла между двумя резервуарами хранения, нагревая один и охлаждая другой. Британская инжиниринговая компания Isentropic, которая разрабатывает систему, заявляет, что потенциальная эффективность прохождения электроэнергии туда и обратно составляет 72–80%. [90]

Батарея Карно — это тип систем хранения энергии, которые накапливают электроэнергию в теплоаккумуляторе и преобразуют накопленное тепло обратно в электричество посредством термодинамических циклов. В последнее время эта концепция изучалась и развивалась во многих исследовательских проектах. [91] Одним из преимуществ системы этого типа является то, что стоимость крупномасштабного и длительного хранения тепла может быть намного ниже, чем у других технологий хранения.

Гравитация

[ редактировать ]
Основная статья: Хранение энергии § Гравитация твердой массы

Альтернативы включают сохранение энергии путем перемещения больших твердых масс вверх против силы тяжести. Этого можно достичь внутри старых шахтных стволов. [92] или в специально построенных башнях, где тяжелые грузы поднимаются лебедками для накопления энергии и позволяют контролируемому спуску высвободить ее. [93] [94] При хранении энергии на железных дорогах железнодорожные вагоны с большими весами перемещаются вверх или вниз по участку наклонного железнодорожного пути, в результате накапливая или высвобождая энергию; [95] При хранении потенциальной энергии в заброшенной нефтяной скважине грузы поднимаются или опускаются в глубокой, выведенной из эксплуатации нефтяной скважине.

Экономика

[ редактировать ]

Нормированная стоимость хранения электроэнергии во многом зависит от типа и назначения хранилища; в субсекундном масштабе как регулирование частоты , пиковые установки в минутном/часовом масштабе или сезонное хранилище в масштабе дня/недели. [96] [97] [98]

Утверждается, что использование аккумуляторной батареи обойдется в 120 долларов. [99] до 170 долларов [100] за МВтч. Это сопоставимо с газовыми турбинами открытого цикла, стоимость которых по состоянию на 2020 год составляет около 151–198 долларов за МВтч. [101]

Вообще говоря, хранение энергии является экономичным, когда предельная стоимость электроэнергии варьируется в большей степени, чем затраты на хранение и извлечение энергии плюс цена энергии, потерянной в процессе. Например, предположим, что гидроаккумулирующий резервуар может перекачивать в свой верхний резервуар объем воды, способный производить 1200 МВт·ч, после учета всех потерь (испарение и просачивание в резервуар, потери эффективности и т. д.). Если предельная стоимость электроэнергии в непиковое время составляет 15 долларов США за МВт·ч, а водохранилище работает с КПД 75 % (т. е. потребляется 1500 МВт·ч и извлекается 1200 МВт·ч энергии), то общая стоимость наполнения резервуара составляет 22 500 долларов США. Если вся накопленная энергия будет продана на следующий день в часы пик по средней цене 40 долларов за МВт·ч, то доход водохранилища за день составит 48 000 долларов, а валовая прибыль составит 25 500 долларов.

Однако предельная стоимость электроэнергии варьируется из-за разных эксплуатационных расходов и затрат на топливо для разных классов генераторов. [102] С одной стороны, электростанции с базовой нагрузкой, такие как угольные электростанции и атомные электростанции , являются генераторами с низкими предельными затратами, поскольку они имеют высокие капитальные затраты и затраты на техническое обслуживание, но низкие затраты на топливо. С другой стороны, пиковые электростанции, такие как газотурбинные электростанции, работающие на природном газе , сжигают дорогое топливо, но их дешевле строить, эксплуатировать и обслуживать. Чтобы свести к минимуму общие эксплуатационные затраты на выработку электроэнергии, генераторы базовой нагрузки задействуются большую часть времени, тогда как генераторы пиковой мощности запускаются только при необходимости, обычно при пиковом спросе на энергию. Это называется «экономическая отправка».

Спрос на электроэнергию из различных сетей мира меняется в течение дня и от сезона к сезону. По большей части изменение спроса на электроэнергию удовлетворяется за счет изменения количества электроэнергии, поставляемой из первичных источников. Однако операторы все чаще хранят более дешевую энергию, производимую ночью, а затем передают ее в сеть в пиковые периоды дня, когда она более ценна. [103] В районах, где существуют плотины гидроэлектростанций, сброс может быть отложен до тех пор, пока спрос не увеличится; эта форма хранения распространена и может использовать существующие резервуары. Это не сохранение «избыточной» энергии, произведенной где-то еще, но конечный эффект тот же – хотя и без потерь эффективности. Возобновляемые источники энергии с переменным производством, такие как ветровая и солнечная энергия , имеют тенденцию увеличивать чистое изменение электрической нагрузки, увеличивая возможности хранения энергии в сети.

Возможно, будет более экономично найти альтернативный рынок для неиспользованной электроэнергии, чем пытаться ее хранить. Постоянный ток высокого напряжения позволяет передавать электроэнергию, теряя всего 3% на 1000 км.

Выравнивание нагрузки

[ редактировать ]

Спрос на электроэнергию со стороны потребителей и промышленности постоянно меняется, в основном в следующих категориях:

  • Сезонный (темной зимой требуется больше электрического освещения и отопления, в то время как в других климатических условиях жаркая погода увеличивает потребность в кондиционировании воздуха)
  • Еженедельно (большая часть предприятий закрывается на выходных, что снижает спрос)
  • Ежедневно (например, в утренний пик, когда офисы открыты и кондиционеры ) включаются
  • Ежечасно (один из методов оценки показателей телесмотрения в Соединенном Королевстве заключается в измерении скачков напряжения во время рекламных пауз или после программ, когда зрители идут включить чайник). [104] )
  • Переходный процесс (колебания из-за действий человека, различий в эффективности передачи энергии и других небольших факторов, которые необходимо учитывать)

В настоящее время существует три основных метода борьбы с меняющимся спросом:

  • Электрические устройства, как правило, имеют необходимый им диапазон рабочего напряжения , обычно 110–120 В или 220–240 В. Незначительные изменения нагрузки автоматически сглаживаются небольшими изменениями напряжения, доступного в системе.
  • Электростанции могут работать ниже своей нормальной мощности, имея возможность почти мгновенно увеличивать объемы, которые они производят. Это называется «вращающийся резерв».
  • Дополнительную генерацию можно подключить к сети. Обычно это гидроэлектростанции или газовые турбины, которые можно запустить за считанные минуты.

Проблема с резервными газовыми турбинами заключается в более высоких затратах; дорогое генерирующее оборудование большую часть времени не используется. Вращающийся резерв также имеет свою цену; заводы, работающие с производительностью ниже максимальной, обычно менее эффективны. Сетевое хранилище энергии используется для переноса выработки электроэнергии с периодов пиковой нагрузки на часы внепиковой нагрузки. Электростанции могут работать с максимальной эффективностью в ночное время и в выходные дни.

Стратегии выравнивания спроса и предложения могут быть направлены на снижение стоимости поставок пиковой электроэнергии или на компенсацию прерывистой генерации ветровой и солнечной энергии.

Надежность

[ редактировать ]

Практически все устройства, работающие от электричества, страдают от внезапного отключения питания. такие решения, как ИБП ( источники бесперебойного питания Доступны ) или резервные генераторы, но они дороги. Эффективные методы хранения энергии позволят устройствам иметь встроенную резервную копию на случай отключения электроэнергии, а также уменьшат последствия сбоя на электростанции. Примеры этого в настоящее время доступны с использованием топливных элементов и маховиков.

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Коцци, Петропулос и Ваннер, 2024 , стр. 68.
  2. ^ Jump up to: а б Шротенбур, Альберт Х.; Винстра, Арьен А.Т.; Уит Хет Брук, Мишель Эй Джей; Урсавас, Эврим (октябрь 2022 г.). «Зеленая водородная энергетическая система: оптимальные стратегии управления для комплексного хранения водорода и производства электроэнергии с использованием энергии ветра» (PDF) . Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики . 168 : 112744. arXiv : 2108.00530 . Бибкод : 2022RSERv.16812744S . дои : 10.1016/j.rser.2022.112744 . S2CID   250941369 .
  3. ^ Jump up to: а б Липтак, Бела (24 января 2022 г.). «Водород является ключом к устойчивой зеленой энергетике» . Контроль . Проверено 12 февраля 2023 г.
  4. ^ Армстронг и Чан, 2022 , стр. 6–7.
  5. ^ «Хранение сетевой энергии» (PDF) . Министерство энергетики США . Декабрь 2013. с. 28. Архивировано (PDF) из оригинала 28 февраля 2017 года . Проверено 13 февраля 2017 г.
  6. ^ Дуг Херли; Пол Петерсон; Мелисса Уайтед (май 2013 г.). «Реакция спроса как ресурс энергосистемы» (PDF) . RAP Energy Solutions, Synapse Energy Economics. п. 13. Архивировано (PDF) из оригинала 30 апреля 2017 года . Проверено 13 февраля 2017 г.
  7. ^ «Министерство энергетики опубликовало отчет о хранении энергии в сети» . 12 декабря 2013 г. Архивировано из оригинала 13 мая 2017 г.
  8. ^ Лай, Чун Синг; Локателли, Джорджио; Пимм, Эндрю; Ву, Сяомэй; Лай, Лой Лей (сентябрь 2020 г.). «Обзор долгосрочного моделирования электроэнергетической системы с накоплением энергии» . Журнал чистого производства . 280 : 124298. doi : 10.1016/j.jclepro.2020.124298 . hdl : 11311/1204822 .
  9. ^ Пализбан, Омид; Кауханиеми, Киммо (май 2016 г.). «Системы хранения энергии в современных сетях — матрица технологий и приложений». Журнал хранения энергии . 6 : 248–259. Бибкод : 2016JEnSt...6..248P . дои : 10.1016/j.est.2016.02.001 .
  10. ^ Ло, Син; Ван, Цзихун; Дунер, Марк; Кларк, Джонатан (1 января 2015 г.). «Обзор современного развития технологий хранения электрической энергии и возможности их применения в эксплуатации энергосистем» . Прикладная энергетика . 137 : 511–536. Бибкод : 2015ApEn..137..511L . дои : 10.1016/j.apenergy.2014.09.081 .
  11. ^ Дайм, Тугрул У.; Ли, Синь; Ким, Джисун; Симмс, Скотт (июнь 2012 г.). «Оценка технологий хранения энергии для интеграции с возобновляемыми источниками электроэнергии: количественная оценка экспертных мнений». Экологические инновации и социальные переходы . 3 : 29–49. Бибкод : 2012EIST....3...29D . дои : 10.1016/j.eist.2012.04.003 .
  12. ^ Фам, Конг-Тоан; Монссон, Даниэль (ноябрь 2015 г.). «Анализ пригодности нечеткой логики в качестве метода оценки для выбора технологий хранения энергии в приложениях Smart Grid» . 2015 Международный симпозиум по интеллектуальным системам и технологиям распределения электроэнергии (EDST) . Том. 2015 Международный симпозиум по интеллектуальным системам и технологиям распределения электроэнергии (EDST). стр. 452–457. дои : 10.1109/SEDST.2015.7315251 . ISBN  978-1-4799-7736-9 . S2CID   42921444 .
  13. ^ Фам, Конг-Тоан; Монссон, Даниэль (октябрь 2017 г.). «О моделировании физической системы накопителей энергии как схем замещения с описанием параметров переменной нагрузки (Часть I)» . Журнал хранения энергии . 13 : 73–84. Бибкод : 2017JEnSt..13...73P . дои : 10.1016/j.est.2017.05.015 .
  14. ^ Фам, Конг-Тоан; Монссон, Даниэль (август 2018 г.). «Оптимальный размер накопителя энергии с использованием моделирования эквивалентных схем для потребительских приложений (Часть II)». Журнал хранения энергии . 18 : 1–15. Бибкод : 2018JEnSt..18....1P . дои : 10.1016/j.est.2018.04.015 . S2CID   64857425 .
  15. ^ Раза, Сайед Шаббар; Джанаджре, Исам; Генай, Чауки (декабрь 2014 г.). «Подход к индексу устойчивости как критерий выбора системы хранения энергии прерывистого возобновляемого источника энергии». Прикладная энергетика . 136 : 909–920. Бибкод : 2018JEnSt..18....1P . дои : 10.1016/j.est.2018.04.015 . S2CID   64857425 .
  16. ^ Морено, Родриго; Морейра, Роберто; Штрбач, Горан (январь 2015 г.). «Модель MILP для оптимизации мультисервисных портфелей распределенного хранения энергии» (PDF) . Прикладная энергетика . 137 : 554–566. Бибкод : 2015ApEn..137..554M . дои : 10.1016/j.apenergy.2014.08.080 . hdl : 10044/1/39706 .
  17. ^ Ли, Рэйчел; Хоман, Сэмюэл; Мак Дауэлл, Найл; Браун, Соломон (15 февраля 2019 г.). «Анализ замкнутого контура аккумуляторных систем сетевого масштаба, обеспечивающих частотную характеристику и резервные услуги в сети с переменной инерцией» (PDF) . Прикладная энергетика . 236 : 961–972. Бибкод : 2019ApEn..236..961L . дои : 10.1016/j.apenergy.2018.12.044 . S2CID   116444177 .
  18. ^ Рейхани, Эхсан; Моталлеб, Махди; Горбани, Реза; Саад Сауд, Лайес (февраль 2016 г.). «Снижение пиковой нагрузки и сглаживание мощности распределительной сети с высоким уровнем проникновения возобновляемой энергии» . Возобновляемая энергия . 86 : 1372–1379. Бибкод : 2016REne...86.1372R . doi : 10.1016/j.renene.2015.09.050 .
  19. ^ Пендик, Дэниел (2007), «Хранение энергии ветра в резервуарах со сжатым воздухом», New Scientist , 195 (2623): 44–47, doi : 10.1016/S0262-4079(07)62476-2
  20. ^ «LightSail получает 5,5 миллионов долларов от Total, Thiel, Khosla, Gates за хранение энергии на сжатом воздухе» . ЧистаяТехника . 21 февраля 2013 г.
  21. ^ Кевин Буллис (20 мая 2013 г.). «Возрождение жидкого воздуха для хранения энергии» . Обзор технологий Массачусетского технологического института . Архивировано из оригинала 24 июня 2013 года . Проверено 7 июня 2013 г.
  22. ^ «Британская компания предлагает эффективное хранение энергии с использованием «жидкого воздуха» » . ЭкстримТех . Архивировано из оригинала 14 декабря 2012 года.
  23. ^ «Как жидкий воздух может помочь сохранить свет включенным» . Новости Би-би-си . 22 октября 2019 г. Проверено 23 октября 2019 г.
  24. ^ «Highview Power разработает несколько криогенных систем хранения энергии в Великобритании и построит крупнейшую в Европе систему хранения» . Высокая мощность просмотра . Проверено 23 октября 2019 г.
  25. ^ Роджер, Харрабин (6 ноября 2020 г.). «Энергетическая станция Великобритании будет использовать жидкий воздух» . Новости Би-би-си . Проверено 7 ноября 2020 г. .
  26. ^ «Highview Power открывает новые возможности для создания долговременного хранилища энергии с криобатареей мощностью 250 МВт» . Новости и объявления компании . Хайвью Пауэр . Проверено 7 ноября 2020 г. .
  27. ^ Джуниор Айлс (сентябрь 2020 г.). «Действительно крутое хранилище» (PDF) . «Энергетическая индустрия таймс» . 13 (5): 15. ISSN   1757-7365 . Проверено 7 ноября 2020 г. .
  28. ^ «Энергия будущего: электрическую энергию можно улавливать в виде жидкого воздуха» . Экономист . 30 ноября 2019 года . Проверено 8 ноября 2020 г.
  29. ^ Жюстин Кальма (12 октября 2022 г.). «Познакомьтесь с аккумулятором CO 2 в сотрудничестве с гигантом ветроэнергетики» . Грань . Проверено 16 апреля 2023 г. Он сталкивается с жесткой конкуренцией, но батарея CO 2 обладает некоторыми уникальными преимуществами, которые могут ускорить переход к экологически чистой энергии.
  30. ^ Г-н Симона Маккарини (2021 г.). «Углекислый газ для хранения энергии» (PDF) . ДОЭ . ГРУППА ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ, УНИВЕРСИТЕТ ГЕНУИ (ИТАЛИЯ) . Проверено 16 апреля 2023 г.
  31. ^ Энди Колторп (12 апреля 2023 г.). «Energy Dome: Превращение парниковых газов в более дешевую форму хранения энергии, чем литий-ионные батареи» . Блог редакции . Новости хранения энергии . Проверено 16 апреля 2023 г.
  32. ^ «Energy Dome: эта новая батарея использует CO₂ для хранения энергии ветра и солнца» . Ютуб . 8 июня 2022 г.
  33. ^ «Аккумулятор CO 2 по лицензии Energy Dome» . Генерация электроэнергии: новости и идеи . Ансальдо Энергия. Архивировано из оригинала 16 апреля 2023 года . Проверено 16 апреля 2023 г.
  34. ^ Хокинс, Неемия (1917). Руководство Хокинса по электротехнике ...: Вопросы, ответы и иллюстрации; Прогрессивный курс обучения для инженеров, электриков, студентов и тех, кто желает получить практические знания в области электричества и его применения; Практический трактат . Т. Одель и компания. стр. 989–.
  35. ^ Зиглер, Мика С.; Трансик, Джессика Э. (2021). «Пересмотр темпов совершенствования технологии литий-ионных аккумуляторов и снижения затрат» . Энергетика и экология . 14 (4): 1635–1651. arXiv : 2007.13920 . дои : 10.1039/D0EE02681F . ISSN   1754-5692 . S2CID   220830992 .
  36. ^ «За последние три десятилетия цена на аккумуляторы снизилась на 97%» . Наш мир в данных . Проверено 26 апреля 2022 г.
  37. ^ Эрик Весофф (2 апреля 2013 г.). «Прорывная технология аккумуляторов Aquion Energy привлекла 35 миллионов долларов на венчурном капитале» . greentechmedia.com . Архивировано из оригинала 6 августа 2013 года.
  38. ^ Закари Шахан (9 мая 2015 г.). «Цены за кВтч Tesla Powerwall и Powerpack в течение всего срока службы по сравнению с Aquion Energy, Eos Energy и Imergy» . ЧистаяТехника . Проверено 19 марта 2018 г.
  39. ^ Jump up to: а б Коцци, Петропулос и Ваннер, 2024 , с. 45.
  40. ^ «Отчет: стоимость аккумуляторов для электромобилей достигнет еще одного минимума в 2021 году, но в 2022 году она может вырасти» . Отчеты о зеленых автомобилях . Декабрь 2021 года . Проверено 8 сентября 2022 г.
  41. ^ Jump up to: а б Коцци, Петропулос и Ваннер, 2024 , с. 46.
  42. ^ Толмачев Юрий В. (1 марта 2023 г.). «Обзор: проточные батареи с 1879 по 2022 год и далее» . Журнал Электрохимического общества . 170 (3): 030505. Бибкод : 2023JElS..170c0505T . дои : 10.1149/1945-7111/acb8de . ISSN   0013-4651 .
  43. ^ «Сетевое хранилище с ванадиевыми окислительно-восстановительными проточными батареями» . REDT Хранение энергии . Архивировано из оригинала 15 мая 2014 года.
  44. ^ 1. Обзор конструкции и оптимизированной работы ванадиевых окислительно-восстановительных проточных батарей для продолжительности работы в диапазоне 4–24 часов. 2023. Батарейки. 9/4. В.В. Вишванатан, А.Дж. Кроуфорд, Э.К. Томсен, Н. Шамим, Г. Ли, К. Хуанг и др. doi: 10.3390/batteries9040221.
  45. ^ «Ветряная электростанция с аккумуляторной батареей в Ирландии» . Леонардо Энерджи. Архивировано из оригинала 2 ноября 2007 года.
  46. ^ Дэвид Л. Чендлер, отдел новостей Массачусетского технологического института (19 ноября 2009 г.). «Жидкая батарея, достаточно большая для электросети?» . Новости МТИ . Архивировано из оригинала 13 февраля 2010 года.
  47. ^ «Appalachian Power использует мегабатарею; новая технология обеспечивает дополнительную мощность и надежность» (пресс-релиз). Аппалачская держава. 20 июля 2006 г. Архивировано из оригинала 22 октября 2006 г.
  48. ^ Энди Колторп (26 ноября 2020 г.). «Жидкометаллическая батарея Ambri будет использоваться в центре обработки данных в пустыне в Неваде» . Новости хранения энергии .
  49. ^ Эрик Весофф (24 мая 2012 г.). «Стартап Sadoway по производству жидкометаллических аккумуляторов при Массачусетском технологическом институте добавляет 15 миллионов долларов, а компания Khosla Ventures выступает в качестве инвестора» . greentechmedia.com . Архивировано из оригинала 25 сентября 2012 года.
  50. ^ Коцци, Петропулос и Ваннер, 2024 , стр. 47.
  51. ^ «BBC News – Новая схема электромобиля для Калифорнии» . Би-би-си . 19 февраля 2010 г. Архивировано из оригинала 20 февраля 2010 г.
  52. ^ Jump up to: а б с Эберле, Ульрих; фон Гельмольт, Риттмар (14 мая 2010 г.). «Экологичный транспорт на основе концепций электромобилей: краткий обзор» . Королевское химическое общество . Архивировано из оригинала 21 октября 2013 года . Проверено 8 июня 2010 г.
  53. ^ «Зарядите аккумулятор всего за шесть минут» . Архивировано из оригинала 15 октября 2008 года.
  54. ^ «Toshiba: Пресс-релизы от 29 марта 2005 г.» . toshiba.co.jp . Архивировано из оригинала 30 декабря 2016 года.
  55. ^ Вуди, Тодд. «Планы аккумуляторной энергетики PG&E могут дать толчок рынку электромобилей». Архивировано 8 февраля 2008 г. в Wayback Machine (блог). Зеленый Вомбат , 12 июня 2007 г. Проверено 19 августа 2007 г.
  56. ^ Экологический фонд «Планета Арк». «E.on UK планирует создать гигантскую батарею для хранения энергии ветра» . Позитивные новости окружающей среды. Архивировано из оригинала 18 сентября 2007 года.
  57. ^ «Обнаружено, что V2G увеличивает срок службы аккумуляторов электромобилей» . Новости чистой энергии . Архивировано из оригинала 28 марта 2018 года . Проверено 5 мая 2018 г.
  58. ^ Келли-Детвайлер, Питер (18 марта 2014 г.). «Загробная жизнь аккумуляторов электромобилей: будущий источник хранения энергии?» . Форбс .
  59. ^ Гартуэйт, Джози (12 ноября 2012 г.). «Вторая жизнь старых аккумуляторов электромобилей: стражи электрической сети» . Нэшнл Географик . Архивировано из оригинала 18 ноября 2012 года.
  60. ^ «В Мидлендсе объявлено о строительстве завода по хранению энергии в Европе» . Департамент бизнеса, предпринимательства и инноваций. 26 марта 2015 г. Архивировано из оригинала 28 ноября 2016 г. . Проверено 28 января 2020 г.
  61. ^ «Новая установка по хранению энергии может произвести революцию в секторе возобновляемых источников энергии» . Хранитель . Архивировано из оригинала 4 декабря 2016 года.
  62. ^ «Объединенное европейское предприятие Torus - Детали маховика» . Архивировано из оригинала 1 февраля 2014 года . Проверено 18 января 2014 г.
  63. ^ Дэвид Гамильтон (8 января 2010 г.). «Terremark устанавливает компактный ИБП с маховиком в новом центре обработки данных» . Обзор индустрии веб-хостинга . Архивировано из оригинала 28 апреля 2010 года . Проверено 16 ноября 2010 г.
  64. ^ «EDA – Электричество Азорских островов» . Архивировано из оригинала 28 ноября 2007 года.
  65. ^ «Проект маховика Coral Bay PowerStore» . Глобальная база данных по хранению энергии Министерства энергетики США . Архивировано из оригинала 26 августа 2017 года . Проверено 26 августа 2017 г. ,
  66. ^ Смит 2023 , с. 5.
  67. ^ Смит 2023 , с. 14.
  68. ^ Эберле, Ульрих; Мюллер, Бернд; фон Гельмольт, Риттмар (15 июля 2012 г.). «Электромобили на топливных элементах и ​​водородная инфраструктура: состояние 2012» . Королевское химическое общество . Архивировано из оригинала 9 февраля 2014 года . Проверено 8 января 2013 г.
  69. ^ Jump up to: а б Анскомб, Надя (4 июня 2012 г.). «Хранение энергии: может ли водород быть ответом?» . Солнечный Новус сегодня . Архивировано из оригинала 19 августа 2013 года . Проверено 3 ноября 2012 г.
  70. ^ «Переоборудование газовой системы Великобритании на транспортировку водорода» . Архивировано из оригинала 16 мая 2016 года.
  71. ^ Оприсан, Морель (апрель 2007 г.). «Внедрение водородных технологий на острове Рамеа» (PDF) . Совместный семинар МЭА Ветер – KWEA. Архивировано из оригинала (PDF) 30 июля 2016 года . Проверено 2 февраля 2017 г.
  72. ^ Олаф Крук; Фриц Кротоджино (14 августа 2013 г.). «Сравнительный анализ выбранных вариантов хранения» (PDF) . ХайУндер .
  73. ^ Рейнхольд Вурстер; Вернер Циттель. «Водородная энергетика» . HyWeb – Информационный портал LBST по водороду и топливным элементам . Архивировано из оригинала 2 января 2004 года.
  74. ^ «Зачем хранить крупномасштабные прерывистые возобновляемые источники энергии с помощью водорода?» . ХайУндер . Архивировано из оригинала 11 ноября 2013 года.
  75. ^ «Хранение возобновляемой энергии: является ли водород жизнеспособным решением?» (PDF) . [ постоянная мертвая ссылка ]
  76. ^ Лан, Ронг; Тао, Шаньвэнь (5 мая 2018 г.). «Аммиак как подходящее топливо для топливных элементов» . Границы энергетических исследований . 2 . дои : 10.3389/fenrg.2014.00035 .
  77. ^ Сервис, Роберт Ф. (12 июля 2018 г.). «Аммиак — возобновляемое топливо, получаемое из солнца, воздуха и воды — может обеспечить энергией земной шар без углерода» . Наука | АААС . Проверено 15 апреля 2021 г.
  78. ^ «Международная энергетическая статистика» . Архивировано из оригинала 3 октября 2011 года.
  79. ^ Растлер; и др. (2010). «Варианты технологий хранения электроэнергии: информационный документ о применении, затратах и ​​преимуществах» . ЭПРИ . Архивировано из оригинала ((Скачать бесплатно)) 17 августа 2011 года . Проверено 30 сентября 2011 г.
  80. ^ «Насосная гидросистема (PH)» . Ассоциация по хранению электроэнергии . Архивировано из оригинала 15 марта 2013 года . Проверено 26 марта 2013 г.
  81. ^ «Насосное гидроаккумулирование энергии» . Имперский колледж Лондона. Архивировано из оригинала 29 октября 2007 года.
  82. ^ Jump up to: а б «Первая гидроэлектростанция Динорвиг» . Архивировано из оригинала 12 мая 2016 года.
  83. ^ «ЦРУ - Всемирная книга фактов - Китай» . Архивировано из оригинала 13 августа 2008 года.
  84. ^ Столл, БЛ; Смит, штат Калифорния; Дейнерт, MR (1 марта 2013 г.). «Потенциал установки фотоэлектрических систем на крышах Токио в качестве замены ядерных мощностей» . Письма об экологических исследованиях . 8 (1): 014042. Бибкод : 2013ERL.....8a4042S . дои : 10.1088/1748-9326/8/1/014042 . ISSN   1748-9326 . S2CID   56317922 .
  85. ^ Jump up to: а б «Гидроэлектроэнергетика» (PDF) . Бюро мелиорации США . Архивировано из оригинала (PDF) 21 октября 2008 года . Проверено 13 октября 2008 г.
  86. ^ «Страница проекта SCPPA Hoover» . Управление государственной энергетики Южной Калифорнии . Архивировано из оригинала 27 сентября 2008 года . Проверено 13 октября 2008 г.
  87. ^ «Переосмысление наших водных путей – 5.3 Планы водопользования» . www.rethinkingwater.ca . Архивировано из оригинала 5 октября 2017 года . Проверено 5 мая 2018 г.
  88. ↑ Преимущества использования расплавленной соли. Архивировано 5 июня 2011 г. в Wayback Machine. Том Манчини, Национальные лаборатории Сандии, Альбукерке, Нью-Мексико, по состоянию на декабрь 2007 г.
  89. ^ Ли, Закари Э.; Сунь, Цинсюань; Ма, Чжао; Ван, Цзянфэн; Макдональд, Джейсон С.; Чжан, К. Макс (февраль 2020 г.). «Оказание сетевых услуг с помощью тепловых насосов: обзор» . Журнал инженерии устойчивых зданий и городов . 1 (1). дои : 10.1115/1.4045819 . S2CID   213898377 .
  90. ^ «Технология PHES от Isentropic» . Архивировано из оригинала 10 октября 2014 года.
  91. ^ Дюмон, Оливье; Фрерате, Гвидо Франческо; Пиллаи, Адитья; Лекомпт, Стивен; Де Папе, Мишель; Леморт, Винсент (2020). «Батарейная технология Карно: современный обзор». Журнал хранения энергии . 32 : 101756. Бибкод : 2020JEnSt..3201756D . дои : 10.1016/j.est.2020.101756 . hdl : 2268/251473 . ISSN   2352-152X . S2CID   225019981 .
  92. ^ «Как заброшенные шахты Великобритании можно использовать для хранения возобновляемой энергии» . Хранитель . 21 октября 2019 г.
  93. ^ Гурли, Перри (31 августа 2020 г.). «Эдинбургская фирма, стоящая за невероятным проектом по хранению гравитационной энергии, является важной вехой» . www.edinburghnews.scotsman.com . Проверено 1 сентября 2020 г.
  94. ^ Акшат Рати (18 августа 2018 г.). «Складирование бетонных блоков — удивительно эффективный способ хранения энергии» . Кварц .
  95. ^ Мэсси, Натаниэль и ClimateWire . Хранение энергии выходит на запад: в Калифорнии и Неваде проекты хранят электроэнергию в виде тяжелых железнодорожных вагонов, поднимающихся на холм. Архивировано 30 апреля 2014 г. на сайте Wayback Machine , сайт ScientificAmerican.com , 25 марта 2014 г. Проверено 28 марта 2014 г.
  96. ^ «Некоторые системы хранения энергии уже конкурентоспособны по стоимости, как показывает новое исследование» . Полезное погружение . 24 ноября 2015 года. Архивировано из оригинала 18 октября 2016 года . Проверено 15 октября 2016 г.
  97. ^ «Анализ приведенной стоимости хранения от Lazard» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 2 февраля 2017 года . Проверено 2 февраля 2017 г.
  98. ^ Лай, Чун Синг; Маккалок, Малкольм Д. (март 2017 г.). «Приведенная стоимость электроэнергии для солнечных фотоэлектрических установок и накопителей электрической энергии» . Прикладная энергетика . 190 : 191–203. Бибкод : 2017ApEn..190..191L . дои : 10.1016/j.apenergy.2016.12.153 . S2CID   113623853 .
  99. ^ Чип-регистр (13 января 2015 г.). «Революция аккумуляторов: технологический прорыв, экономика и обсуждение применения уровня сети с хранилищем энергии Eos» . Форбс . Архивировано из оригинала 11 ноября 2016 года.
  100. ^ «Хранение энергии Eos – технологии и продукты» . eosenergystorage.com . Архивировано из оригинала 6 февраля 2014 года.
  101. ^ «Приведенная стоимость энергии и хранения» . Архивировано из оригинала 20 февраля 2021 года . Проверено 5 января 2021 г.
  102. ^ Лай, Чун Синг; Цзя, Ювэй; Сюй, Чжао; Лай, Лой Лей; Ли, Сюэконг; Цао, Цзюнь; Маккалок, Малкольм Д. (декабрь 2017 г.). «Приведенная стоимость электроэнергии для гибридной системы фотоэлектрических и биогазовых электростанций с учетом затрат на деградацию хранения электроэнергии» . Преобразование энергии и управление . 153 : 34–47. Бибкод : 2017ECM...153...34L . дои : 10.1016/j.enconman.2017.09.076 .
  103. ^ Управление энергетической информации / Ежегодный энергетический обзор 2006 г. Архивировано 25 июня 2008 г. в Wayback Machine , таблица 8.2a.
  104. ^ «Новости BBC – Рождественское телевидение – Великая война телевизионных рейтингов» . Би-би-си . Архивировано из оригинала 12 января 2009 года.

Цитируемые источники

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Grid_energy_storage&oldid=1236576788"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 241d26ad994e68c2050218ff5c135501__1721901300
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/24/01/241d26ad994e68c2050218ff5c135501.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Grid energy storage - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)