Akumulace elektřiny možnosti nových technologií

Transkript

1 Akumulace elektřiny možnosti nových technologií Jan Baláč LEEF Technologies XV. Jarní konference AEM 2. března 2011 Praha

2 Agenda 1. Předpokládaný vývoj v energetice 2. Technologie a. Výkon vs. Energie b. Ceny 3. Aplikace a. Souhrn b. Příklady 4. Rozvoj oboru 2

3 Energetika současná a budoucí S O U Č A S N O S T Tradiční výrobní zdroje VN Přečerpávací elektrárny NN 3 B U D O U C N O S T Velké zdroje vč. OZE Přečerpávací elektrárny Malé zdroje Distribuovaná akumulace (baterie)

4 Energetika současná a budoucí Výroba Stabilita výroby Současnost Centralizovaná,fosilní paliva, hydro a jádro Zdroje v režimu base-load Budoucnost Centralizovaná i distribuovaná, vysoký podíl OZE Vysoký podíl intermitentních zdrojů Podpůrné služby Centrální Centrální i distribuované Akumulace Přečerpávací elektrárny Přečerpávacíelektrárny a nové technologie Komunikace Jednoduchá Komplexní 4

5 Potenciál akumulace Integrace OZE bude vyžadovat: Akumulační kapacitu pro vyrovnání nabídky a poptávky v čase Zdroje schopné reagovat rychle na měnící se výkon Akumulace (baterie, přečerpávací technologie, setrvačníky apod.) bude hrát roli na všech napěťových úrovních a ve všech segmentech energetiky Konkrétní uplatnění (aplikace) záleží na parametrech technologie 5

6 Akumulační technologie: Poskytování energie vs. poskytování výkonu 6 Poskytování výkonu: Vysoký poměr výkon (kw)/ energie (kwh) Krátké časy, max. minuty Aplikace: kvalita elektřiny (frekvence, napětí) Poskytování energie: Vysoký poměr energie (kwh)/ výkon (kw) Dlouhé vybíjecí časy (v hodinách) Aplikace: časový posun dodávek do sítě, integrace FVE/VTE Zdroj: Beacon, A123, NGK setrvačníky NAS baterie Li-ion baterie

7 Akumulační technologie: Obvyklá kapacita a výkon různých technologií 100 Délka cyklu[hod] ,1 VRB ZnBr NAS baterie Stlačený vzduch Přečerpávací elektrárny 0,01 Setrvačník 7 0,001 0,01 0, Výkon [MW] Převzato z ESA

8 Energy storage investment costs Cena za jednotku kapacity [EUR/kWh] Technologie poskytující výkon Technologie poskytující energii Přečerpávací elektrárny Cena za jednotku výkonu [EUR/kW] 8

9 Aplikace Výroba a obchod Silová elektřina Časový posun dodávky do sítě (peak/offpeak arbitrage) Podpůrné služby Zajištění kvality elektřiny primární a sekundrání regulace Udržování výkonové rovnováhy terciální regulace Integrace OZE Časový posun dodávky do sítě (supply time-shift) Stabilizace dodávky (capacity firming) Přenos a distribuce Odložení investic do P/D kapacity(t&d upgrade deferral) Spotřeba Řízení nákladů na energii (time-of-use energy cost management) Zajištění spolehlivosti a kvality(service reliability and quality) Propojení vlastní výroby(např. FVE) a spotřeby 9

10 Podpůrné služby -USA New York ISO v provozu 16 MW akumulačních technologií (li-ion baterie a setrvačníky) určených k regulaci frekvence v síti Akumulační (rychlé) zdroje jsou spouštěny jako první rychlé a přesné krytí odchylky snižuje celkové potřeby regulace 10 Zdroj: Beacon Power

11 Podpůrné služby -USA Regulaci frekvence poskytují technologie s vysokým poměrem výkon/energie, typická konfigurace 1 MW/250 kwh Akumulátor často a rychle mění svůj režim (nabíjení x vybíjení) a udržuje si tak schopnost poskytovat regulační služby (málokdy se zcela vybije nebo nabije) Zdroj: Altairnano 11

12 Integrace OZE -vyrovnání krátkodobých fluktuací a Japonsko vyžaduje maximální výkyv výroby z OZE +/- 10% v libovolném 20-ti minutovém intervalu. Akumulace je jediným způsobem, jak požadavku dostát Zdroj: NGK a HEPCO 12

13 Integrace OZE posun spotřeby energie z PVE do pozdějších hodin Zdroj: NGK 13

14 Spotřeba integrace decentralizované FVE Projekt Sol-ion: testování integrace akumulace a FVE Účel: maximalizovat spotřebu z vlastní výroby Instalace 75 systémů v Německu a Francii Účast: SAFT, E.ON, Fraunhofer, Voltwerk, Tenesol a další Náklady: ca EUR 10 mil. Zdroj: SAFT 14

15 Akumulace energie současný stav MW instalováno Přečerpací elektrárny Stlačený vzduch 367 NiCad 26 NAS > 300 Li-ion > 30 Setrvačník 10 Ostatní ca 10 Celkem > Zdroj: Energy Storage Association 15

16 Děkuji za pozornost