Systém napájení úložiště setrvačníku - Flywheel storage power system

Pohled v řezu na uložení setrvačníku s magnetickými ložisky a evakuovaným pouzdrem

Systém napájení ze setrvačníku využívá a setrvačník pro skladování energie, (viz Skladování energie setrvačníku ) a může to být poměrně malé skladovací zařízení se špičkovým výkonem až 20 MW. Obvykle se používá k stabilizaci energetických sítí do určité míry, aby jim pomohla zůstat na frekvenci sítě a sloužila jako krátkodobá kompenzační paměť. Na rozdíl od běžných skladovacích elektráren, jako je přečerpávací elektrárny s výkony do 1 000 MW lze výhod ze zásobních elektráren se setrvačníkem dosáhnout u zařízení v rozsahu od několika kW do několika desítek MW. [1] V této aplikaci jsou srovnatelné s akumulátorové elektrárny.

Možnými oblastmi použití jsou místa, kde lze získat a uschovat elektrickou energii, a je třeba ji znovu dodávat, aby se vyrovnaly například kolísání rozsahu sekund ve větrné nebo solární energii. Tyto skladovací prostory se skládají z jednotlivých setrvačníků v modulárním provedení. Energii do 150 kW lze absorbovat nebo uvolnit na setrvačník. Prostřednictvím kombinací několika takových setrvačníkových akumulátorů, které jsou jednotlivě uloženy v podzemních vakuových nádržích, lze dosáhnout celkového výkonu až několika desítek MW. Elektrické připojení napájí nízkonapěťové motory přes meziobvod stejnosměrného proudu a systémy měniče výkonu jsou srovnatelné s těmi, které se nacházejí v zařízeních používaných v aplikacích vysokonapěťového přenosu stejnosměrného proudu. [2]

Někdy akumulátorové elektrárny jsou vyrobeny ze systémů setrvačníku pro úsporu energie baterie. Setrvačníky lépe zvládají rychlé výkyvy.[3][4]

Příklady použití

Brzdění a zrychlení vozidla

Ve vozidlech se používá malý úložný prostor setrvačníků jako přídavný mechanismus s bateriemi pro uložení brzdná energie regenerací. Síla může být krátkodobě skladována a poté uvolněna zpět do fáze zrychlení vozidla s velmi velkými elektrickými proudy. To šetří energii baterie. [5]

Brzdění a zrychlení tramvaje - vyhlazení výkonu

Uložení setrvačníku se osvědčilo v tramvaje. Během brzdění (například při příjezdu do a stanice ), jsou nalezeny vysoké energetické špičky, které nelze vždy přivést zpět do elektrické sítě kvůli možnému nebezpečí přetížení systému. Elektrárny pro skladování energie setrvačníku jsou v kontejnerech na straně kolejí a odebírají přebytečnou elektrickou energii. Například v roce se ročně získá až 200 000 kWh energie na brzdový systém Zwickau.[6]

Řízení frekvence napájecí sítě

v Stephentown, New York, Síla majáku působí v akumulační elektrárně setrvačníku s 200 setrvačníky o výkonu 25 kWh a výkonu 100 kW. Společně to dává kapacitu 5 MWh a výkon 20 MW. Jednotky pracují při maximální rychlosti 15 000 ot / min. Setrvačník rotoru sestává z rány CFRP vlákna, která jsou naplněna pryskyřicí. Instalace je určena především pro regulaci frekvence. Tato služba se prodává do elektrické sítě v New Yorku.[7]

Stadtwerke München (SWM, Mnichov, Německo ) využívá systém skladování energie setrvačníku ke stabilizaci energetické sítě, jakož i k regulaci energie a ke kompenzaci odchylek od obnovitelných zdrojů energie. Rostlina pochází z Jülich Stornetic GmbH. Systém se skládá z 28 setrvačníků a má kapacitu 100 kWh a kapacitu 600 kilovoltampérů (kVA). Setrvačníky se otáčejí při maximální rychlosti 45 000 ot / min.[8]

v Ontario, Kanada Společnost Temporal Power Ltd. provozuje akumulační elektrárnu setrvačníku od roku 2014. Skládá se z 10 ocelových setrvačníků. Každý setrvačník váží čtyři tuny a je vysoký 2,5 metru. Maximální rychlost otáčení je 11 500 ot./min. Maximální výkon je 2 MW. Systém se používá pro regulaci frekvence. Po úspěšném tříletém zkušebním období má být systém rozšířen na 20 MW a 100 MW.[9]

Časový posun energie z obnovitelných zdrojů

Město Fresno v Kalifornie provozuje akumulační elektrárny setrvačníku postavené společností Amber Kinetics pro skladování sluneční energie, která se ve dne vyrábí v nadměrném množství, pro noční spotřebu. [10]

Nasazené systémy

Na ostrově Aruba je v současné době 5 MW setrvačníková skladovací elektrárna postavená společností Temporal Power Ltd.[11][12] Ostrov má v úmyslu převést své dodávky energie na 100 procent obnovitelných zdrojů do roku 2020.[13]

Ztráta energie

Nyní je možné (od roku 2013) vybudovat systém skladování setrvačníku, který denně ztrácí pouze 5 procent energie v něm uložené (tj. Rychlost samovybíjení).[14]

Viz také

Reference

  1. ^ Schwungrad-Speicherkraftwerk v Hazle Township v Pensylvánii (USA), Betreiberseite maják
  2. ^ Výkonová elektronika, Darstellung der Leistungselektronik, Betreiberseite maják
  3. ^ zdf-video, ZDF - Planet E - Schwungradspeicher
  4. ^ utilitydive.com „Společnost PG&E uzavřela smlouvy na 75 MW skladování energie, které se plánuje zvýšit na kapacitu 580 MW
  5. ^ zdf-video, ZDF - Planet E - Schwungradspeicher
  6. ^ zdf-video, ZDF - Planet E - Schwungradspeicher, minuta 17:03
  7. ^ cleanthinking.de BEACON Power, USA
  8. ^ aachener-zeitung.de Stadtwerke München vermarkten Jülicher Speicher
  9. ^ thestar.com Ontarijská elektřina se bere na roztočení
  10. ^ Projekt kvpr.org Fresno na skladování solární elektřiny pomocí setrvačníku
  11. ^ https://energystorageforum.com/news/aruba-partners-byd-emissions-free-2020
  12. ^ „Vysoce výkonné systémy pro ukládání energie setrvačníku: časová síla“. www.ieso.ca. Citováno 2020-08-08.
  13. ^ issuu.com Inovativní projekt setrvačníku podporuje přechod Aurby na 100% obnovitelné energie
  14. ^ zdf-video, ZDF únor 2013 - Planeta E - Schwungradspeicher, minuta 24:35 v němčině