Energia salvestus - The Next Big Thing

Kuna storage teemad trügivad vägisi Tesla ja päikeseenergia teemadesse sisse, on 2016. a alguses paslik ka vastav eraldi teema teha.

Alustuseks natuke lugemist:

http://seekingalpha.com/article/3794516-energy-storage-the-next-big-thing

https://www.climatecouncil.org.au/uploads/ebdfcdf89a6ce85c4c19a5f6a78989d7.pdf

Sonnenbatterie'l on Saksamaal ultramoodsad plaanid. Tuleb käesoleval kvartalil välja peer-to-peer elektrienergia kauplemisplatvormiga. Liituda saavad ettevõtte kliendid, kellel on PV süsteemid ja/või akud (tootjana) ja need, kellel ei ole kumbagi (tarbijad). Akud liidetakse ühtseks virtuaalseks akupangaks, kust siis elektrit välja müüakse, kui aku omanikul seda parasjagu tarvis ei ole või aku juba täis on ja elektrit jääb üle. Energia tootjad ja salvestajad saavad selle müügi eest tasu ja väidetavalt saavad elektri ostjad seda elektrit turuhinnast madalamalt osta.

As part of this new business model, Sonnenbatterie GmbH will be renamed sonnen GmbH. sonnen will serve as the umbrella brand for its intelligent battery storage system sonnenBatterie and its networked electricity community sonnenCommunity.

http://www.energy-storage.news/news/rebranded-sonnenbatterie-hopes-community-energy-trading-can-make-it-bigger

http://www.prnewswire.com/news-releases/sonnencommunity-connects-households-and-makes-conventional-electricity-suppliers-obsolete-through-self-generated-power-300184496.html

Ettevõte on alles 5 aastat vana ja põhineb erakapitalil.
Samal ajal tuleb energiasalvestus Saksamaale ka utility-scale tasemel. Saksa elektritootja STEAG Energy Services paigaldab oma elektrijaamade juurde 140 MWh mahus akusid, mis annavad välja kuni 90 MW võimsust. Akud tarnib LG Chem ja need lähevad käiku hiljemalt 2017. a alguses.

http://www.businesswire.com/news/home/20151123005914/en/LG-Chem-Batteries-Power-World%E2%80%99s-Largest-ESS

Huvitav, kas tõesti liitiumakud on ka suuremas skaalas hinnalt konkurentsivõimelised soojussalvestitega võrreldes? Lugesin just et tulevikus maailma suurim päikesejaam Ouarzazates Marokos kasutab mingit soola sulatamise tehnoloogiat, seal muidugi on see nüanss, et enne salvestamist ei tehta energiat üldse elektriks vaid läheb akusse otse soojusena, ehk siis elektrina sisse tulnud energiast saab natuke alla poole tagasi. Aga samas seade ise on ka põhimõtteliselt suur isoleeritud tünn + auruturbiin, mille eluiga on kordades pikem akude omast ja mille kõrvalsaaduseks on soojus kaugkütte jaoks.

Huvitav oleks mingit uuringut või asja lugeda selle kohta, kui keegi äkki teab mõnda.
Kas keegi teab, kas mõni liitiumakudest NExtGen tehnoloogia kusagil laborites ka juba on ?
NextGen Li tehnoloogia mind ei huvita eriti, neid on kümneid kui mitte rohkem ja ei jõua kõike jälgida, aga soola sulatamise kohta tean küll öelda, et tegu on vähemalt 10 a tagasi väljatöötatud tehnoloogiaga, mida aastaid on katsetatud ja põhimõtteliselt leitud, et jah saab suures skaalas kasutada. Mõned projektid on ka üle maailma püsti pandud, sool aetakse mingi 500-600 kraadini ja annab ööpäevaringselt stabiilset toodangut. Hiljuti jõuti ka Saudi Araabias mingi läbimurdelise tulemuseni, et soola asemel saab sulatamiseks kasutada ka kõrbeliiva täitsa edukalt ja neil valmib millalgi ka pilootprojekt. Saudid tajuvad vajadust naftale lisaks arsenali laiendada ja nii nad kulutavad summasid muuhulgas ka uuringutele innovaatiliseks elektritootjaks saamise nimel. Päikest on neil seal ju pöörases koguses, mida elektriks muuta ja see oleks uueks tugevaks ekspordiartikliks ükskord tulevikus, kui nafta pole enam eriti teema.

Aga kui küsida, kumb on odavam, kas soola/liivaga akumuleerimine või Li tehnoloogia, siis jään vastuse võlgu. Li on igal juhul massidesse minemas, kui vedela soola teema on siiski nišiks jäänud läbi aastate.
Ilmselt saudidel on sama teema mis Marokos, et kuna maad on laialt käes, siis päikeseenergiat ei toodeta mitte päikesepaneelide vaid peeglitega, mis tähendab et soojuse salvestamine ei too kaasa erilist energiakadu. Ma lihtsalt mõtlen pigem sedapidi, et üks asi on energiasalvestus kui konseptsioon, mis kindlasti tuule- ja päikeseenergeetika leviku puhul vajalikuks osutub, teine asi on optimaalne salvestusjaama suurus ja optimaalne tehnoloogia selle realiseerimiseks.

Hetkel need salvestusmahud on üldise energiatootmisega võrreldes veel nii tühised, näiteks seesama Maroko jaam on oma lõplikus planeeritud mahus välja ehitatuna umbes 1/5 Eesti soojusjaamade koguvõimsusest ning salvestab umbes ühe öö jagu energiat. Liitiumaku on selle pärast kindlasti väga mugav tehnoloogia konseptsiooniga edasi liikumiseks, et skaleerub lõpmatult alla kuni mobiiliakuni välja :)
http://spectrum.ieee.org/green-tech/solar/a-tower-of-molten-salt-will-deliver-solar-power-after-sunset

At present, solar thermal makes the most sense in markets where, unlike the United States, natural gas is pricey enough to make gas-fired plants less attractive for managing peak demand.

Et siis mõnes riigis suudab konkureerida küll.
Siinne teema - "Energiasalvestus" (üks sõna) või "Energia salvestamine" - peaks hõlmama tehnoloogiaid, kuidas elektrienergiat salvestada, et hiljem salvestatud energiahulgast elektrit tagasi saada.
Soolabasseinid peeglitega päikeseenergijaamade juures on päikeseenergia teema rida.
Ära ole selles soolas nii kinni, see oli lihtsalt näide. Game changer on see, kui tuulevaikuse/pilvise ilma puhuks saab energiat (vahet pole mis kujul) mahutisse toppida ja vajadusel sealt välja võtta, mitte ei pea elektrivarustuse tagamiseks mingeid gaasiturbiine käivitama hakkama.

No ja ideaalne oleks kui suvepäikesega saaks talvel tuba kütta.
jesper

No ja ideaalne oleks kui suvepäikesega saaks talvel tuba kütta.


Hüdrolüüsid suvel vesinikku ja talvel põletad seda? Räägitakse mingitest läbimurretest kunstliku fotosünteesi teemadel, mis pidi vesiniku tootmise kulusid langetama. Toyota panustab ka sellele, et vesiniku tootmine on tulevikus märksa odavam. Pumped storage oleks teine lahendus ja seda kasutatakse nii EU-s kui mujal, aga võimsused on siiski väikesed olnud. Liitiumitehnoloogia võimas tulek lööb kindlasti pildi kõvasti segi lähiaastatel ja eksponentsiaalne kasv on ees ootamas, nii nagu praegu on päikeseenergia vallas.

Storage võimsuste ajalooline kasv senini:

Allikas: http://www.energystorageexchange.org/

Kas keegi teab kui suur on hürdolüüsitud vesiniku kasutegur? Lisaks veel seadmete-rajatiste maksumus.
Kui suur on pumped storage kasutegur? Lisaks veel seadmete-rajatiste maksumus.
Tänane seis:

vesinik: 30-40%
pumped-storage hydroelectricity: 70-80%
Li-ion akud: PowerWall 92%, Sonnenbatterie: 98% (tuleb läbi korrutada inverterite efektiivsusega, mis on ca 95-96%).
Schneider Electric siseneb energiasalvestuse turule.
Nende liitumiaku EcoBlade skaleerub alates 5kWh kuni >1MWh ja hind on väidetavalt Tesla toodetest madalam.
Esmane sihtgrupp on kommertskliendid.

http://www.forbes.com/sites/peterdetwiler/2016/01/13/schneider-electric-promising-battery-at-lower-cost-than-tesla/

http://www.datacenterdynamics.com/power-cooling/schneider-electric-is-building-battery-packs-for-data-centers/95385.fullarticle
Huvitav artikkel SMA inverterite ja Saksamaa teemadel. Väidetavalt kasvas Saksamaal koduakude süsteemide arv aastaga 15 000 pealt 30 000 peale, ehk siis 100% kasvu aastas.

http://www.solarserver.com/solar-magazine/solar-news/current/2016/kw03/sma-launches-high-voltage-battery-compatible-solar-pv-inverter-for-private-households.html
http://www.pv-magazine.com/news/details/beitrag/uk-planning-for-1-gw-of-storage-by-2020_100022915/

"Large scale decentralised energy resources, especially demand response and storage, are already economic in certain circumstances."
Üks keerukas teema, aga tundub, et oluliste tagajärgedega USA energiamajanduses ja võib sillutada teed targa maja lahenduste juurutamisele, mis ühtlasi tähendaks ka koduakude leviku kasvu. Märksõnaks Demand Response.

Lühidalt, USA Ülemkohus otsustas, et elektrienergia tarbimise reguleerimine päeva lõikes (peak shifting) on legaalne tegevus ja tarbijad võivad selle eest mingit kompensatsiooni saada.
Kuna tipptundidel vähem tarbimine tähendab ka madalamat tipptunni elektrihinda ja väiksemat käivet tootjatele, pani see asjaolu USA elektritootjate liidu kohtuuksi kulutama ning esmaspäeval tuli pikale protsessile lõpuks lahend - kõik on legaalne ja võib jätkuda, kuna vaidlustatud seaduse eesmärk oligi elektrihinda tipptundidel allapoole saada, kuigi see lööb valusalt elektritootjate rahakoti pihta.

http://www.vox.com/2016/1/26/10835042/supreme-court-energy

www.powermag.com/ferc-order-745-and-the-epic-battle-between-electricity-supply-and-demand/

https://en.wikipedia.org/wiki/Demand_response

Lisaks targa maja lahendustele võib see positiivselt ka päikeseenergia tootjatele mõjuda. Nemad saaksid oma tipptunni tarbimise nulli lähedale viia keskpäeval ja selle eest lisakopikagi teenida, kui neil tunni- või minutipõhine hinnaarvestus käib, kui ma asjadest õigesti aru sain. Üsna segane teema. Kui keegi selle paremini lahti harutab, ootaks kommentaare. Kes kellele ja kui palju maksab tarbimise piiramise või siis madaltundidel ka tarbimise suurendamise eest, sellest hetkel suurt sotti ei saa.
Rohkem levinud viis päevast tarbimist öisele lükata on 2-tariifne elekter, mis meil Eestiski uudis pole, aga nüüd see uus tunnipõhine arvestus on märksa dünaamilisem ja loob tingimuse targa maja lahenduste tulekuks. Nende süsteemide hinnad olevat viimasel ajal korraliku languse läbi teinud, kui alguses olid hinnad müstilises kõrguses ja suurt huvi selle vastu pole olnud. Mõned arvavad, et ka see valdkond võib olla koos akudega "uus suur asi" lähiaastatel.
http://www.pv-magazine.com/news/details/beitrag/teslas-musk-confirms-powerwall-20-is-on-the-way_100023022/
SCTY ja TSLA PowerPacki uudis siia ka.

http://www.pv-tech.org/news/solarcity-picks-tesla-for-52mwh-of-dispatchable-solar-plus-storage-in-hawai

Nii suurt storage lahendust vist kuskil USA-s veel polegi, kuigi Sonnenbatteril on USA elektritootjatega suured plaanid ja soov Teslale tugevaks konkurendiks hakata.
Rohkem kui aasta tagasi koduakude turule sisenemisest teatanud Daimler alustab aasta teises pooles Saksamaal uue akutehase ehitust, kus ehitatakse ka Li baasil autoakusid.

Koduaku pole neil siiski turule veel jõudnud, praegu võtavad ainult tellimusi vastu, aga "varsti" pidid esimesed akud kliendini jõudma.

http://www.pv-magazine.com/news/details/beitrag/daimler-to-follow-tesla-with-new-500-million-lithium-ion-battery-factory_100023484/