Zastosowania zasobników energii w systemach zasilania (część 1.)

Applications of energy storages in the power systems – part 1
Akumulatory i baterie przepływowe (BES – ang. Battery Energy Storage) - najczęściej akumulatory kwasowo-ołowiowe proste i z zaworami regulacyjnymi, szczelne i z odgazowywaniem, akumulatory niklowo-kadmowe, sodowo-siarkowe, litowo-jonowe, niklowo-hybrydowe
Akumulatory i baterie przepływowe (BES – ang. Battery Energy Storage) - najczęściej akumulatory kwasowo-ołowiowe proste i z zaworami regulacyjnymi, szczelne i z odgazowywaniem, akumulatory niklowo-kadmowe, sodowo-siarkowe, litowo-jonowe, niklowo-hybrydowe
Fot. archiwum redakcji

Zasobniki energii elektrycznej są w wielu przypadkach istotnym lub niezbędnym elementem systemu zasilania. Koszty zasobników energii stanowią często przeszkodę w ich ­wykorzystaniu. Ciągły rozwój technologii zasobników energii stanowi nadzieję, że w przyszłości będą one wykorzystywanie znacznie częściej i znajdą nowe zastosowania.

Magazynowanie energii elektrycznej przy użyciu zasobników energii jest elementem korzystnym do sprawnego funkcjonowania systemu elektroenergetycznego.

Zasadniczym problemem związanym z wykorzystywaniem zasobników energii są wysokie koszty. W zależności od typu i wielkości zasobnika energii jednostkowe nakłady inwestycyjne wynoszą od około 1000 do nawet 10 000 $/kW.

Magazynowanie energii można uznać za opłacalne, jeśli koszt krańcowy energii elektrycznej ulega większym zmianom niż wynosi koszt magazynowania i odzyskiwania energii elektrycznej, powiększony o koszt energii elektrycznej, która jest tracona.

Analizując koszty w dużym uproszczeniu (bez uwzględnienia kosztów inwestycji) – jeśli cena energii elektrycznej w godzinach szczytu wynosi np. 180 zł/MWh, a w nocy zmniejsza się do wartości 100 zł/MWh, wtedy różnica 80 zł/MWh może być potencjalnym zyskiem wykorzystywanego zasobnika energii.

ZAPISZ SIĘ NA KONFERENCJĘ Zespoły prądotwórcze i zasilacze UPS w układach zasilania budynków w energię elektryczną >>

Zasobnik energii mający sprawność równą 80% będzie przynosił zysk, jeśli jego koszt użytkowania będzie mniejszy niż 64 zł/MWh.

Niestety koszty zakupu/budowy zasobników są najczęściej bardzo wysokie i dopiero po wielu latach inwestycja może się zwrócić. Nierzadkie są przypadki, gdy okres eksploatacji zasobnika jest krótszy niż zwrot z inwestycji.

Zagadnienie magazynowania energii elektrycznej dotyczy różnych systemów. Wielkość i przeznaczenie systemu i elementy systemu w dużym stopniu determinują preferowane rodzaje technologii zasobników energii elektrycznej.

Do podstawowych parametrów opisujących większość zasobników energii elektrycznej (w szczególności akumulatory) należą:

  • napięcie [V],
  • prąd [A],
  • moc [W],
  • energia [J] lub [W·h] (1 W·h to około 3600 J),
  • gęstość energii [W·h/kg] lub [W·h/m3],
  • gęstość mocy [W/kg] lub [W/m3],
  • pojemność [W·h],
  • gęstość prądu [A/cm2],
  • czas życia – lata lub liczba cykli ładowania-rozładowania (za koniec okresu eksploatacji akumulatora uznaje się taki moment, w którym jego pojemność obniży się trwale do poziomu 80% pojemności znamionowej).

W przypadku akumulatorów/ogniw, łącząc je szeregowo zwiększamy napięcie przy zachowaniu tej samej pojemności, łącząc je równolegle zwiększamy pojemność przy zachowaniu tego samego napięcia. Oczywiście łączyć możemy również ogniwa szeregowo-równolegle.

Ogólny zakres zastosowań zasobników energii elektrycznej w systemach różnej wielkości

W systemie przesyłowym (wytwarzanie, przesył energii) zasobniki energii mają następujące zastosowania [1]:

  • rozruch elektrowni po dużej awarii systemowej,
  • wyrównanie obciążenia elektrycznego systemu,
  • powiększenie tzw. „szybkiej” rezerwy systemowej,
  • rezerwa mocy i wsparcie działania wytwórców na rynku bilansującym,
  • regulacja napięcia, mocy czynnej, mocy biernej i częstotliwości.

W przypadku integracji odnawialnych źródeł energii z systemami różnej wielkości, zastosowanie zasobników energii usprawnia pracę generacji wykorzystującej OZE w następujących obszarach [1]:

 

  • przeciwdziałanie stanom dynamicznym, usprawniające pracę układów hybrydowych (np. układ turbozespół wiatrowy – zespół prądotwórczy z silnikiem Diesla),
  • poprawa sterowania, łatwiejsza integracja z systemem elektroenergetycznym, stabilizacja pracy pojedynczych jednostek generacyjnych OZE (np. łagodzenie efektu migotania napięcia),
  • kompensacja niedoborów oraz nadwyżek energii, tzw. „rezerwa gorąca”, produkowanej przez duże jednostki OZE (np. wsparcie dla mikrosieci, wsparcie dla KSE, wsparcie dla rynku bilansującego).

W przypadku przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej w sieciach rozdzielczych, wykorzystanie zasobników energii usprawnia funkcjonowanie systemu w obszarach [1]:

  • poprawa stabilności systemów przesyłowych i dystrybucyjnych,
  • przesunięcie inwestycji sieciowych w czasie z uwagi na wzrastające zapotrzebowanie na energię elektryczną, dzięki właściwemu usytuowaniu zasobników energii w systemie,
  • polepszenie procesów sterowania przesyłem energii (kontrola poziomów napięcia).

W przypadku odbiorców końcowych indywidualnych, odbiorców końcowych przemysłowych i generacji rozproszonej, zasobniki mogą usprawniać pracę układów dostawczo-rozdzielczych [1]. Usprawnienie pracy dotyczyć może zarówno utrzymania lub poprawy parametrów jakości energii elektrycznej, jak również zwiększenia niezawodności i pewności zasilania.

Zasobniki energii mogą usprawniać ponadto pracę małych układów generacyjnych z turbinami wiatrowymi lub ogniwami fotowoltaicznymi, które pracują na potrzeby pojedynczych gospodarstw domowych [1].

Czytaj też: Zastosowanie źródeł energii odnawialnej do wspomagania zasilania budynków w energię elektryczną >>>

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!

Artykuł pochodzi z: miesięcznika elektro.info 10/2016

Wybrane dla Ciebie

 


Jak zoptymalizować sieci produkcyjne i sterujące »

Czy znasz, ekologiczną alternatywę dla agregatów »

drukarka etykiet systemy zasilania
Czujniki inteligentne działają coraz lepiej ze względu na dostępność coraz mniejszych i atrakcyjniejszych cenowo mikrokontrolerów. Dzięki nim nasze czujniki są w stanie (...) czytam więcej » W połączeniu z elektroniką prezentuje ona szczyt nowoczesnej technologii agregatów prądotwórczych (...) czytam dalej »

 


Szukasz  producenta komponentów przemysłowych? Sprawdź ich »

Kamery termowizyjne Dzięki wykorzystaniu innowacyjnych rozwiązań stosowanych w sektorze opieki zdrowotnej, zastosowaniach konsumenckich i przemysłowych, te podstawowe (...) czytam dalej »


Oznaczniki kabli i przewodów - jakie wybrać »

Gdzie znajdziesz systemy zasilania dla każdej dziedziny przemysłu »

drukarka etykiet systemy zasilania
Sposoby oznaczania kabli i przewodów w elektrycznych są różne.Jedne mniej trwałe, a inne (...) czytam więcej » Oferują zaawansowane usługi badawczo-rozwojowe obejmujące elektronikę, wbudowane oprogramowanie, mechanikę systemu zasilania (...) czytam dalej »

 


Gdzie znajduje zastosowanie współczesna termowizja?

Kamery termowizyjne Zadbaj o bezpieczeństwo i uniknij awarii. Za pomocą kamery termowizyjnej możliwe jest bezdotykowe sprawdzenie instalacji elektrycznej przy pełnym obciążeniu. Dzięki temu można (...) czytam dalej »

 


Jak odwzorować światło dzienne przy użyciu opraw oświetleniowych »

Bezpanelowe pozyskiwanie energii słonecznej - jak to zrobić?

Ośiwetlenie - jakie wybrać? bezpanelowa energia słoneczna
Rodzaj oświetlenia ma również fundamentalny wpływ na nasz wzrok oraz bezpośrednio wpływa na nasze ciało, umysł i (...) czytam więcej » Innowacje i technologia przeszły długą drogę. Rzeczywiście wkroczyliśmy w nową generację nowoczesnych udogodnień, które nie tylko sprawiają, że nasz styl życia jest bardziej luksusowy i komfortowy, ale... czytam dalej »

Jaką drukarkę do oznaczeń elektrycznych wybrać»

etykietowanie kabli i przewodów Priorytetem przy oznaczaniu sieci i jej poszczególnych elementów czy kolejnych aparatur w szafach rozdzielczych, kilometrów kabli, dziesiątek przełączników czy kolejnych aparatur w szafach rozdzielczych jest ...... czytam dalej »


Automatyka i czujniki - dlaczego to takie ważne »

Poznaj tajemnicę elektryków - złączki bezszynowe »

Czujniki i automatyka złączki bezszynowe
Zarówno w sektorze energetyki tradycyjnej jak i odnawialnej, czujniki oraz automatyka muszą być odporne na oddziaływaniu warunków środowiskowych. Ekstremalne ... czytam więcej » Czy wiesz jak wykonać montaż i jak można łączyć ze sobą złączki bez użycia szyn ... czytam dalej »

Zasilacze a odporność na zwarcia - dlaczego to takie ważne?

Promocje na kamery termowizyjne W sieciach zasilających obiekty przemysłowe i użyteczności publicznej powszechnie stosuje się zasilacze bezprzerwowe UPS w celu ochrony ważnych urządzeń odbiorczych, wrażliwyc ... czytam dalej »


Złącza silnoprądowe - czy silikon sobie poradzi?

Złącza silnopradowe Czy możemy zastosować elastyczne przewody silikonowe i czy są one odporne na uszkodzenie i wysokie temperatury? Przykładowo dla przekroju kabla 240 mm2 ... czytam dalej »


Może Cię to zainteresuje ▼

Wyświetlacz cyfrowy - jaki wybrać?

Kable i przewody - dobierz odpowiednie do swojego projektu »

wyświetlacze cyfrowe kable i przewody - jakie wybrać
Współpracujący z dowolnym nadajnikiem sygnału w standardzie 4-20 mA. Urządzenia nie wymagające dodatkowego zasilania. Do obszaru zastosowań ... czytam więcej » Właściwie wykonana i dostosowana do konkretnych zagrożeń środowiskowych instalacja elektryczna powinna do minimum ograniczać zagrożenia... czytam dalej »


Jak odwzorować światło dzienne przy użyciu opraw oświetleniowych »

Uwaga konkurs! Znasz "elektrycznych" producentów? Zagraj i wygraj atrakcyjne nagrody »

Oświetlenie jakie wybrać aby przypominało światło dzienne Konkurs
Rodzaj oświetlenia ma również fundamentalny wpływ na nasz wzrok oraz bezpośrednio wpływa na nasze ciało, umysł i ... czytam dalej » Weź udział w letnim konkursie i zgarnij nagrody. Co tydzien nowa gra i nowa szansa na wygraną. Sprawdź się i zawalcz o wygraną! chcę zagrać »

Co jeszcze potrafią enkodery Ethernet?

UPS zasilacze Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów (...) czytam dalej »


Jak komunikować urządzenia w środowisku przemysłowym?

Urządzenia przeciwprzepięciowe (SPD) - jakie wybrać ?

Switche zarządzalne spd ograniczniki przepięć
Switche niezarządzalne to urządzenia, które mają za zadanie przekazywanie danych między urządzeniami w wymagającym środowisku przemysłowym. Ich zadaniem jest zapewnienie przede wszystkim stabilnej, jak również wydajnej komunikacji.(...) czytam dalej » Ochronniki przepięciowe odpowiednie do zastosowań w instalacjach 230 V lub 400 V, systemy jedno- lub trójfazowe, wymienny moduł warystora i zamknięty moduł iskiernika, wizualna i zdalna sygnalizacja stanu warystora oraz ... czytam dalej »

Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
6/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 6/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Wpływ stacji szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych na sieć elektroenergetyczną
  • - Projekt zasilania oświetlenia terenu bazy logistycznej
Zobacz szczegóły
Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Enkodery ETHERNET AFS/AFM60A

Rynek systemów przemysłowych dynamicznie się rozwija, a standard Industrial Ethernet jest przyszłością systemów komunikacji. Wydajność standardu Fast Ethernet,...
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl