Wykorzystanie zasobników energii (bateryjnych, termicznych, hydrolizy)

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Wykorzystanie zasobników energii (bateryjnych, termicznych, hydrolizy)"

Aleksandra Sosnowska
6 lat temu
Przeglądów:

1 Wykorzystanie zasobników energii (bateryjnych, termicznych, hydrolizy) Case studies SKS Legal

Magazyny energii w systemie elektroenergetycznym Jeszcze więcej elektryfikacji Strona 2 Rozbudowa sieci rozdzielczej, więcej odbiorów, więcej źródeł,

2 Magazyny energii w systemie elektroenergetycznym Jeszcze więcej elektryfikacji Strona 2 Rozbudowa sieci rozdzielczej, więcej odbiorów, więcej źródeł, rózne formy przechowania energii Modernizacja i automatyzacja sieci Lokalne wytwarzanie Nowe instalacje OZE na różne skale Kłopoty utrzymania ruchu, JEE,

3 Sekundy Minuty Godziny Dnie / Miesiące Technologie magazynowania energii Czas rozładowania z magazynu Technologie magazynu : Chemiczny H 2 / CH 4 sprężone gazy ( stacjonarne) Elektrochemiczny Mechaniczny Baterie Redox Flow Sprężone powietrze CAES ETES El. Szczyt.-pompowe Elektryczny Li-ion NaS Baterie Kondensatory dwuwarstwowe / dual film SIESTORAGE Energia mas wirujących Super kondensatory 1 kw 10 kw 100 kw 1 MW 10 MW 100 MW 1,000 MW Source: Study by DNK/WEC Energie für Deutschland 2011, Bloomberg Energy Storage technologies Q CAES Compressed Air Energy Storage Przegłąd technologii magazynowania energii Różne sposoby w zależności od skali i czasu dostępu. SIESTORAGE : Zaprojektowane w sposób umożliwiający wykorzystanie baterii wielu różnych dostawców Parametry techniczne zależne od dostawcy Maksymalne oszczędności dzięki optymalizacji trybu pracy Strona 3

4 SIESTORAGE Rozwiązania w zakresie zwiększania bezpieczeństwa energetycznego SKS Legal

Zastosowanie magazynów energii Zastosowania Funkcjonalności Zastosowania przemysłowe Współpraca z OZE Arbitraż cenowy Magazynowanie energii (o koszcie krańcowym) Peak-shaving Black start Kontrola

5 Zastosowanie magazynów energii Zastosowania Funkcjonalności Zastosowania przemysłowe Współpraca z OZE Arbitraż cenowy Magazynowanie energii (o koszcie krańcowym) Peak-shaving Black start Kontrola częstotliwości Zarządzanie poborami energii Magazynowanie nadwyżek energii Time-shifting Poprawa parametrów energii oddawanej do sieci (odporność na zapady, zaniki) Usługi sieciowe Regulacja częstotliwości Kompensacja mocy biernej, napięcia Kompensacja zakłóceń (zapadów, zaników, krótkich przerw, wyższych harmonicznych, fluktuacji) Zarządzanie szczytowym poborem mocy Strona 5

SIESTORAGE - Przykład realizacji projektu Elementy kluczowe SIESTORAGE Przekształtniki energoelektroniczne 1 3 1 1 2 1 1 2 1 2 1

Elementy rozdzielcze SN oraz nn Rozdzielnica 8DJH SN 1 1 Rozdzielnica nn SIVACON S8 Transformator GEAFOL podnoszący napięcie

6 SIESTORAGE - Przykład realizacji projektu Elementy kluczowe SIESTORAGE Przekształtniki energoelektroniczne Rozdzielnica przyłączeniowa 2 Szafy sterownicze 3 Zasadniczy magazyn energii oraz system zarządzający Baterie Li-Ion 1 Elementy rozdzielcze SN oraz nn Rozdzielnica 8DJH SN 1 1 Rozdzielnica nn SIVACON S8 Transformator GEAFOL podnoszący napięcie Elementy klimatyzacji, instalacji p.poż. bezpieczeństwa HVAC - Klimatyzacja Instalacja przeciwpożarowa oraz system gaszenia Strona 6

SIESTORAGE modułowa budowa Schemat - przykład

przyłączeniowa B Szafa przekształtników Układ

Układ szynoprzewodów lub kabli Moc nominalna:

AC : 400V C Szafa sterująca D Szafa z bateriami

Control Unit) Przełącznik Ethernet Napięcie

poddostawcy, jednak nie odgrywają one istotnej

7 SIESTORAGE modułowa budowa Schemat - przykład Point of interconnection (POI) A Szafa przyłączeniowa B Szafa przekształtników Układ przyłączenia do transformatora wyjściowego. Układ szynoprzewodów lub kabli Moc nominalna: 140 kva do 800 kva Napięcie nominalne na wyjściu AC : 400V C Szafa sterująca D Szafa z bateriami Możliwość sterowania przez panel HMI SCU (System Control Unit) Przełącznik Ethernet Napięcie stałe 24V Wielu dostawców Parametry zależne od poddostawcy, jednak nie odgrywają one istotnej roli w całym systemie, Pełny monitoring stanu kazdego ogniwa DC Strona 7

8 Referencje Mikrosieci i magazyny energii Restricted Siemens Sp. z o.o siemens.com

9 SIESTORAGE Wybrane realizacje Finland 2015 Helsinki; Renewable Integration Test Plant; UK 2015 Manchester; Research & Test Plant Finland Germany 2015 Sindelfingen; Renewable Integration; 2015 Flein; Renewable Integration; 2015 Eisenhuettenstadt; Black Start; 2.8 MVA / Zróżnicowani użytkownicy: OSP, OSD, ciężki przemysł i infrastruktura krytyczna 720 kwh Italy 2015 Expo Milano; Smart Grid Test Plant 2015 Roma; Renewable Integration & Smart Grid 2015 Ventotene; Island/Microgrid Application; UK Germany Różne aplikacje: Praca wyspowa, skojarzenie z jednostkami wytwórczymi (w tym z OZE), black-start, etc. 500 kw / 600 kwh 2015 Sardinia; Storage Lab Test Plant; 1 MVA / 500 kwh Portugal Italy 2014 Sicily; NAS Storage Test Plant; 12 MW / 82 MWh 2012 Isernia; Smart Grid Test Plant; 1 MVA / 500 kwh Portugal 2015 Evora; Smart Grid Integration Strona 9

10 SIESTORAGE zastosowanie przemysłowe VEO (Vulkan Energie Oderbrücke GmbH), Eisenhüttenstadt, Germany Moc zainstalowana :2 x 1.2 MW, Pojemność : 720 kwh; Zadanie: bezpieczne zasilanie huty Arcellor Mittal w czasie wyłączenia linii zasilających 110 kv ; Współpraca z przemyslową elektrocieplownią VEO w zakresie : a) Przełączenie na pracę wydzielonej sieci w czasie zaniku systemu zasilającego b) Rozruch awaryjny (black-start) rezerwowych turbin gazowych Stabilizacja systemu ( częstotliwość, napięcie) Strona 10

3 Blok gazowy ( gaz naturalny) 4 Sieć zakładowa 5 Sieć zasilająca 6

11 SIESTORAGE zastosowanie przemysłowe VEO (Vulkan Energie Oderbrücke GmbH) 1 Modułowy magazyn energii 2 Silnik rozruchowy turbiny gazowej 3 Blok gazowy ( gaz naturalny) 4 Sieć zakładowa 5 Sieć zasilająca 6 Instalacje hutnicze 7 Brak zasilania /blackout systemu 110 kv Strona 11

SIESTORAGE Off-grid zasilanie wyspy Ventotene, ENEL,

Controller Współpraca z OZE (PV) Współpraca z

rownomierną pracę, Stabilizacja pracy sieci przez

Utrzymanie parametrów sieci w granicach JEE przez nagłe

12 SIESTORAGE Off-grid zasilanie wyspy Ventotene, ENEL, Italia SIESTORAGE z sterownikiem mikrogridu - Microgrid Controller Współpraca z OZE (PV) Współpraca z generatorami ON w celu oszczednosci paliwa przez rownomierną pracę, Stabilizacja pracy sieci przez aktywne bilansowanie wytwarzania z obciążeniem, Utrzymanie parametrów sieci w granicach JEE przez nagłe zmiany obciążenia w miękkiej sieci, dociąganie do kontraktu mocy generowanej z OZE. Strona 12

13 SIESTORAGE Magazyn dla Operatora Sieci Rozdzielczej EDP: InovCity Évora Portugal SIESTORAGE system Główne cele: Zasilanie awaryjne, regulacja (stabilizacja napięcia), zarządzanie obciążeniem szczytowym W pełni skonterneryzowane Projekt Turnkey Strona 13

14 Współpraca z ogniwami fotowoltaicznymi SIESTORAGE magazyn pozwala na precyzyjne dotrzymanie przewidywań produkcji energii z ogniw foto lub turbin wiatrowych. Strona 14

15 SIESTORAGE magazyn energii Poprawa JEE w sieci rozdzielczej, klastrze energetycznym. Restricted Siemens Sp. z o.o siemens.com/storage

16 ETES-Electric Thermal Energy Storage SKS Legal

17 Zasady działania ETES oparte na niskich kosztach i przystępności Zasady działania ETES Strona ładowania (ogrzewanie oporowe) Ogrzewanie rezystancyjne Magazyn ciepła Powietrze nagrzewane jest za pomocą ogrzewacza rezystancyjnego, a następnie przechowuje się je w niskokosztowych magazynach ciepła Ogrzewanie rezystancyjne pozwala na maksymalną elastyczność i szybką reakcję Dzięki wydajności sięgającej blisko 50%, ETES jest najbardziej efektywnym i niskokosztowym urządzeniem służącym do przechowywania dużych ilości energii Kombinacja turbin powietrznych oraz ETES to idealne zestawienie dla odnawialnych źródeł energii z podstawową obciążalnością Cykl rozładowania (elektrownia parowa) Turbina Magazyn ciepła Pompa Kondensator Dzięki ponownemu wykorzystaniu wybudowanych elektrowni konwencjonalnych, istnieje możliwość powstania niskobudżetowych systemów energii odnawialnej, w których można wykorzystać istniejącą infrastrukturę Przekształcenie ciepła w energię wykorzystującą parę jest bardzo popularnym zabiegiem, który stosuje się od przeszło 100 lat. W ten sposób generuje się ponad 80% światowego zapotrzebowania na energię elektryczną. Sposób ten umożliwia modernizację istniejących elektrowni konwencjonalnych. Strona 18

Projekt Hamburg Energie 6th Energy Research Program to system finansowania, który ma na celu wspieranie

Wniosek projektu został zaakceptowany w grudniu 2015 roku, a sam projekt został uruchomiony na początku 2016

18 Projekt Hamburg Energie 6th Energy Research Program to system finansowania, który ma na celu wspieranie badań dotyczących środowiska naturalnego oraz niezawodnych i niskobudżetowych sposobów dostarczania energii. Wniosek projektu został zaakceptowany w grudniu 2015 roku, a sam projekt został uruchomiony na początku 2016 roku. Turbina wiatrowa 3MW Ogrzewacz Cykl parowy Pomieszczenie wystawowe 5MW ETES ogrzewacz rezystancyjny z magazynem ciepła ~1.2MW cykl parowy do reelektryfikacji Obok turbiny wiatrowej 3MW (sprzedawanej oddzielnie do Hamburg Energie) Strona 19 Pomieszczenie wystawowe, ilustrujące energię odnawialną oraz magazynowanie energii

2mw Zdolność magazynowania wynosząca 24h 25% całkowitej efektywności cyklu

19 Konstrukcja i parametry fabryki demonstracyjnej Parametry wydajności: Moc ładowania-5mw, moc wyładowywania~1.2mw Zdolność magazynowania wynosząca 24h 25% całkowitej efektywności cyklu 1000t substancji skalnej użytej jako materiał służący do przechowywania Temperatura pary wynosząca 480 C przy 65 barach Strona 20

20 Trzy kroki prowadzące do komercjalizacji technologii Efficiency ~50% 40% 30% Hamburg Energie project Etap I Demonstracja 2MW Etap II Projekt pilotażowy ~30MW Etap III Wdrożenie ~100MW X Sprawdzenie koncepcji magazynowania termicznego B+R -dotyczące magazynowania ciepła Wzmocnienie rozwiązań technicznych Globalne wdrożenie sprawdzonych rozwiązań Strona 21

21 PEM-Proton Exchange Membrane SKS Legal

Przekształcenie elektryczności w energię chemiczną Generation Conversion/storage Direct use without storage Application Mobility Photovoltaics Wind power Fluctuating electricity generation PEM

22 Przekształcenie elektryczności w energię chemiczną Generation Conversion/storage Direct use without storage Application Mobility Photovoltaics Wind power Fluctuating electricity generation PEM electrolysis H 2 storage Gas pipeline Fuel-cell vehicle Gas-fired power plant Energy Industry Conventional Constant electricity generation Grid Methanation CO 2 utilization Industry Strona 23 H 2 umożliwia konwergencję rynku energii z rynkiem przemysłu * Proton-Exchange-Membrane

Przyłączenie do farmy wiatrowej 10MW Magazynowanie 1000 kg H 2 - (33 MWh) Cel: 200 ton rocznej produkcji Zastosowanie

23 Projekt: Energie Park Mainz Kluczowe stwierdzenia: Lokalizacja: Mainz-Hechtsheim (Niemcy) Trzykrotne systemy elektrolizera klasy MW, moc szczytowa każdego to 2,1 MW el. Przyłączenie do farmy wiatrowej 10MW Magazynowanie 1000 kg H 2 - (33 MWh) Cel: 200 ton rocznej produkcji Zastosowanie wielofunkcyjne- stacja ładowania pojazdów oraz dodawanie do gazu sieciowego Wysoka dynamika na wszystkich zakresach obciążenia Source: Stadtwerke Mainz AG Strona 24 * Partnerzy projektu: Linde, Stadtwerke Mainz, Siemens, Hochschule RheinMain

24 Usunięcie barier 1. Odróżnienie funkcji magazynowania od wytwarzania 2. Obligo stosowania magazynów w instalacjach z generacją zmienną (np. w Klastrach Energii) 3. Wprowadzenie nowych usług systemowych (np. dostępność mocy 5 minutowej) 4. Uwzględnienie gotowości w taryfach Strona 25

25 Dziękujemy za uwagę Mariusz Kondraciuk Maciej Morgen Siemens Sp. z o.o. Żupnicza , Warszawa smartgrid.pl@siemens.com Strona 26

Podobne dokumenty

Kluczowe potrzeby odbiorców energochłonnych. dr in. Małgorzata Bobrowska

Kluczowe potrzeby odbiorców energochłonnych Agenda prezentacji Page 2 smartgrid.pl@siemens.com Otoczenie rynkowe a koszt energii elektrycznej 3 Mikrosieci 9 Magazyny energii 13 Zrealizowane inwestycje