Impianti di accumulo, utilizzo di batterie per immagazzinare energia elettrica
Uno dei modi più efficienti e promettenti per immagazzinare l'energia elettrica, in termini di densità di stoccaggio, è l'utilizzo di impianti di accumulo basati su batterie, che consentono l'immagazzinamento dell'energia in forma chimica.
Le centrali elettriche a batteria sono particolarmente utili quando è necessario fornire potenza ausiliaria di picco a breve termine, prevenendo così interruzioni di corrente di emergenza ai consumatori.
Pertanto, le centrali elettriche a batteria, secondo il principio del loro funzionamento, presentano molte caratteristiche in comune con le tradizionali fonti energetiche continue, differenziandosi però per le maggiori dimensioni della struttura. Una stanza separata è riservata all'alloggiamento delle batterie della stazione, simile a un grande magazzino oa più container.
Come nella tecnologia dei gruppi di continuità, qui c'è una caratteristica che consiste nel fatto che l'energia elettrochimica immagazzinata nelle batterie può essere utilizzata esclusivamente sotto forma di corrente continua.
Ma poiché le reti convenzionali richiedono corrente alternata per essere ottenute, è necessario effettuare un'ulteriore trasformazione dell'energia immagazzinata nelle batterie. Ecco perché la corrente ad alta tensione è molto più adatta trasmettere energia a distanza, sono ottenuti utilizzando potenti inverter a tiristori, che fanno necessariamente parte delle centrali elettriche.
Il tipo di batterie utilizzate in una particolare installazione è determinato dal costo, dai requisiti di prestazione (energia immagazzinata, potenza disponibile) e dalla durata prevista. Negli anni '80, nelle centrali elettriche di accumulo si potevano trovare solo batterie al piombo. Negli anni '90 e all'inizio degli anni 2000 sono apparse batterie al nichel-cadmio e sodio-zolfo.
Oggi, a causa del calo del prezzo delle batterie agli ioni di litio (a causa del rapido sviluppo dell'industria automobilistica), vengono utilizzate principalmente batterie agli ioni di litio. I sistemi di batterie a flusso continuo sono già apparsi in alcuni punti. Tuttavia, le soluzioni di piombo acido possono ancora essere trovate in alcuni edifici economici.
Il vantaggio delle centrali a batteria rispetto alle centrali a pompaggio è evidente. Non ci sono parti in continuo movimento, praticamente nessuna fonte di rumore. Bastano poche decine di millisecondi per avviare una centrale elettrica a batteria, dopodiché può funzionare subito a pieno regime.
Questo vantaggio consente agli impianti a batteria di sopportare facilmente carichi massimi che non sono nemmeno percepiti dall'apparecchiatura come qualcosa di critico, quindi una tale stazione può funzionare al massimo per ore.
Inutile dire che le stazioni batteria affrontano facilmente il compito di smorzare le fluttuazioni di tensione causate dai picchi di carico sulla rete. Grazie a loro, città e intere regioni possono essere protette dalle interruzioni di corrente causate dagli ingorghi.
Lo stesso vale per il funzionamento delle centrali elettriche a batteria in connessione con fonti energetiche autonome rinnovabili, oggi è un'intera industria.
Energia rinnovabile [produzione di energia rinnovabile (energia rinnovabile)] — Il settore dell'economia, della scienza e della tecnologia che copre la produzione, la trasmissione, la trasformazione, l'accumulo e il consumo di energia elettrica, termica e meccanica ottenuta utilizzando fonti energetiche rinnovabili.
Io ho batterie di diverso tipo ci sono vantaggi e svantaggi. Alcuni (sodio-zolfo) funzionano bene in modalità costante, ad esempio in combinazione con fonti di energia autonome, ma sono soggetti a corrosione e invecchiamento, anche se non vengono utilizzati. Altri soffrono di usura semplicemente a causa dell'elevato numero di cicli rapidi di carica-scarica.
Alcune batterie richiedono una manutenzione regolare (le batterie al piombo-acido devono essere ricaricate con acqua), l'evacuazione dei gas per evitare esplosioni, ecc.
Le batterie agli ioni di litio sigillate più moderne possono funzionare a lungo senza manutenzione, il loro stato è monitorato dall'elettronica e, se necessario, segnala la necessità di sostituire la cella.
Un esempio moderno è una delle più grandi centrali elettriche del mondo: l'Hornsdale Power Reserve, che lavora insieme all'Hornsdale Wind Power Plant. Tesla l'ha costruito alla fine del 2017.
All'inizio del 2018, mentre il South Australia ha subito perdite economiche, la stazione ha portato ai suoi proprietari quasi un milione di dollari per fornire elettricità alla rete a A $ 14.000 per megawattora. L'impianto è in grado di fornire in continuo 30 MW per 3 ore e 70 MW per 10 minuti.
100 MW è la capacità totale di progetto della centrale. L'intera capacità della batteria della stazione, 129 MWh, è costituita da diversi milioni di celle Samsung 21700 agli ioni di litio (3000-5000 mAh).
Il sistema mantiene in modo affidabile la rete dei consumatori di elettricità in uno stato stabile anche nei casi in cui la velocità del vento è estremamente bassa. Nel 2020 la capacità dell'impianto è stata aumentata a 194 MWh e la capacità di progetto è di 150 MW.
Un esempio di vecchia tecnologia è la centrale elettrica a batteria a Chino, in California, dal 1988 al 1997. L'impianto comprendeva 8.256 batterie al piombo situate in due padiglioni.
La struttura funge da giunto di deformazione statica potere reattivo e proteggere i consumatori dalle interruzioni di corrente durante le interruzioni di corrente. La sua potenza di picco era di 14 MW con una capacità totale della batteria di 40 MWh.
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