מפעלי מצברים, שימוש בסוללות לאחסון אנרגיה חשמלית
אחת הדרכים היעילות והמבטיחות לאגירת אנרגיה חשמלית, מבחינת צפיפות האגירה שלה, היא שימוש במפעלי אגירה המבוססים על סוללות, המאפשרים אחסון אנרגיה בצורה כימית.
תחנות כוח סוללות שימושיות במיוחד כאשר יש צורך לספק שיא כוח עזר לטווח קצר, ובכך למנוע הפסקות חשמל חירום לצרכנים.
לפיכך, לתחנות כוח סוללות, על פי עקרון פעולתן, יש תכונות משותפות רבות עם מקורות אנרגיה רציפים קונבנציונליים, הנבדלים, עם זאת, בגודל הגדול יותר של המבנה. חדר נפרד מיועד לאכלס סוללות התחנה, בדומה למחסן גדול או למספר מכולות.
כמו בטכנולוגיית אל-פסק, יש כאן תכונה אופיינית, המורכבת מהעובדה שניתן להשתמש באנרגיה האלקטרוכימית המאוחסנת בסוללות אך ורק בצורה של זרם ישר.
אבל מכיוון שרשתות קונבנציונליות דורשות זרם חילופין כדי להשיג, יש צורך לבצע טרנספורמציה נוספת של האנרגיה האצורה בסוללות. לכן זרם מתח גבוה מתאים הרבה יותר להעביר אנרגיה למרחקים, מתקבלים באמצעות ממירי תיריסטורים רבי עוצמה, שהם בהכרח חלק מתחנות כוח.
סוג הסוללות המשמשות בהתקנה מסוימת נקבע על פי העלות שלה, דרישות הביצועים (אנרגיה מאוחסנת, כוח זמין) וחיי השירות הצפויים. בשנות ה-80, ניתן היה למצוא רק סוללות עופרת-חומצה בתחנות כוח אחסון. בשנות ה-90 ותחילת שנות ה-2000, הופיעו סוללות ניקל-קדמיום ונתרן-גופרית.
כיום, עקב הירידה במחיר סוללות הליתיום-יון (בשל ההתפתחות המהירה של תעשיית הרכב), נעשה שימוש בעיקר בליתיום-יון. מערכות סוללה זורמות כבר הופיעו במקומות מסוימים. עם זאת, עדיין ניתן למצוא פתרונות חומצת עופרת בחלק מבנייני תקציב.
היתרון של תחנות כוח סוללות לעומת תחנות כוח שאובות ברור. אין חלקים הנעים כל הזמן, כמעט אין מקורות רעש. מספיקות כמה עשרות אלפיות שניות כדי להפעיל תחנת כוח סוללה, ולאחר מכן היא תוכל לעבוד מיד במלוא הספק.
יתרון זה מאפשר למפעלי סוללות לעמוד בקלות בעומסים מרביים שאפילו לא נתפסים בציוד כמשהו קריטי, כך שתחנה כזו יכולה לעבוד במקסימום במשך שעות.
מיותר לציין שתחנות סוללה מתמודדות בקלות עם המשימה של שיכוך תנודות מתח הנגרמות מעומסי שיא ברשת. בזכותם ניתן להגן על ערים ואזורים שלמים מפני הפסקות חשמל הנגרמות עקב פקקים.
כך גם לגבי הפעלת תחנות כוח סוללות בקשר למקורות אנרגיה אוטונומיים מתחדשים, כיום מדובר בתעשייה שלמה.
אנרגיה מתחדשת [ייצור אנרגיה מתחדשת (אנרגיה מתחדשת)] - תחום הכלכלה, המדע והטכנולוגיה המכסה ייצור, העברה, טרנספורמציה, צבירה וצריכה של אנרגיה חשמלית, תרמית ומכנית המתקבלת באמצעות מקורות אנרגיה מתחדשים.
יש לי סוללות מסוגים שונים יש יתרונות וחסרונות. חלקם (נתרן-גופרית) פועלים היטב במצב קבוע, למשל בשילוב עם מקורות אנרגיה אוטונומיים, אך מועדים לקורוזיה ולהזדקנות, גם אם לא נעשה בהם שימוש. אחרים סובלים מבלאי פשוט בגלל המספר הגבוה של מחזורי טעינה-פריקה מהירים.
סוללות מסוימות דורשות תחזוקה שוטפת (סוללות עופרת יש להטעין במים), פינוי גז למניעת פיצוץ וכו'.
סוללות ליתיום-יון אטומות מודרניות יותר יכולות לעבוד לאורך זמן ללא תחזוקה, מצבן מפוקח על ידי אלקטרוניקה ובמידת הצורך מסמן על הצורך להחליף את התא.
דוגמה מודרנית היא אחת מתחנות הכוח הגדולות בעולם - Hornsdale Power Reserve, הפועלת יחד עם תחנת הכוח של הורנסדייל. טסלה בנתה אותו בסוף 2017.
בתחילת 2018, בעוד דרום אוסטרליה ספגה הפסדים כלכליים, התחנה הביאה לבעליה כמעט מיליון דולר לאספקת חשמל לרשת ב-14,000 דולר אוסטרלי למגה וואט שעה. המפעל מסוגל לספק ברציפות 30 מגוואט למשך 3 שעות ו-70 מגוואט למשך 10 דקות.
100 MW הוא קיבולת התכנון הכוללת של תחנת הכוח. כל קיבולת הסוללה של התחנה, 129 MWh, מורכבת מכמה מיליוני תאי ליתיום-יון של Samsung 21700 (3000-5000 mAh).
המערכת שומרת באופן מהימן על רשת צרכני החשמל במצב יציב גם במקרים בהם מהירות הרוח נמוכה במיוחד. בשנת 2020 הוגדלה קיבולת המפעל ל-194 מגוואט, והספק התכנוני עומד על 150 מגוואט.
דוגמה לטכנולוגיה ישנה היא תחנת כוח הסוללות בצ'ינו, קליפורניה, משנת 1988 עד 1997. המפעל כלל 8,256 סוללות עופרת-חומצה הממוקמות בשני אולמות.
המבנה משמש כמפרק דפורמציה סטטי כוח תגובתי והגנה על הצרכנים מפני הפסקות חשמל במהלך הפסקות חשמל. שיא ההספק שלו היה 14 מגה וואט עם קיבולת סוללה כוללת של 40 מגוואט.
ראה גם:
הסוגים הנפוצים ביותר של התקני אחסון אנרגיה תעשייתיים
כיצד פועלים ופועלים התקני אחסון אנרגיה קינטית עבור תעשיית החשמל?