Was ist ein elektrisches Energiespeichersystem?

Mit der zunehmenden Beliebtheit von intermittierenden erneuerbaren Energiequellen ist die Speicherung von Strom in großem Maßstab in den Mittelpunkt des Interesses gerückt.Pumpspeichertechnologien sind ausgereift. Andere Technologien im Megawattbereich befinden sich in der Entwicklung. Diese Technologien können bei Bedarf abrufbare Kapazitäten bereitstellen.

Als Ergänzung zu den intermittierenden erneuerbaren Energiequellen muss die Energiespeicherung in der Lage sein, die Nachfrage für mehrere Tage zu decken, nicht nur für ein paar Stunden.Auf der Ebene der Haushalte, hinter dem Zähler, wird die Batteriespeicherung als Ergänzung zu PV-Solaranlagen gefördert. Sie reduzieren die Nachfrage im Netz, insbesondere während der abendlichen Spitzen des Stromverbrauchs.

Die Speicherung von elektrischer Energie ist eine Technologie, die verschiedene Energiespeicher oder -einrichtungen nutzt, um elektrische Energie im Netz zu speichern. Sie kann Angebot und Nachfrage im Netz effektiv ausgleichen und die Netzstabilität verbessern.

Die wichtigsten Funktionen der Stromspeicherung sind:

1. Regulierung der Spitzen- und Tallast. Aufladen des Energiespeichers in der Talsohle des Stromverbrauchs, Entladen in der Spitze des Stromverbrauchs, Glättung der Stromlastkurve, Verbesserung der Effizienz des Stromnetzes.

2. Frequenzregulierung. Schnelles Laden und Entladen zur Regulierung der Frequenz des Stromnetzes, um den stabilen Betrieb des Stromnetzes aufrechtzuerhalten.

3. Alternatives Backup. Bieten Sie Ersatzstrom an, wenn das Stromnetz ausfällt, um die Zuverlässigkeit der Stromversorgung zu erhöhen.

4. Kapazitätssicherung. Zur Deckung des Strombedarfs bei kurzfristigem Lastwachstum des Netzes.

5. Anschluss an das neue Energienetz. Speicherung und Regulierung der intermittierenden Stromschwankungen der neuen Energieerzeugung.

6. Verbesserung der Stromqualität. Bietet Blindleistungskompensation, Spannungsregelung und andere Funktionen.

In vielen Teilen der Welt hat das rasante Wachstum der intermittierenden erneuerbaren Energiequellen, insbesondere der Wind- und Solarenergie, zu starken Anreizen für die groß angelegte Entwicklung von elektrischen Energiespeichern geführt. Aufgrund der natürlich schwankenden jährlichen Wachstumsraten der elektrischen Energie aus erneuerbaren Energietechnologien wie Photovoltaik und Windkraft.(Die sich durch relativ niedrige Auslastungsfaktoren auszeichnen.) Es wird erwartet, dass die gesamte installierte Kapazität dieser Technologien in Zukunft weit über der konventionellen Spitzenstromnachfrage liegen wird.

Das Ausmaß, in dem die Stromspeicherung entwickelt wird, wird bestimmen, inwieweit diese intermittierenden erneuerbaren Energien disponierbare Energiequellen verdrängen und in einigen Fällen überschüssige Energie nutzen und intermittierende Lücken überbrücken können.

Außerdem muss ein Teil der gespeicherten Energie in der Regel über Tage oder Wochen in Form von Strom verfügbar sein. Die Kosteneffizienz ist entscheidend. Daher ist es wichtig, die Werte und Kosten klar zu ermitteln, um verschiedene Stromspeichertechnologien für eine Reihe von Anwendungen und Dienstleistungen vergleichen zu können.

Verschiedene Energiespeicher für Elektrizität

Elektrizität selbst kann nicht gespeichert werden, aber sie kann in andere Energieformen umgewandelt werden, die gespeichert und bei Bedarf wieder in Elektrizität umgewandelt werden können.

Elektrische Speichersysteme umfassen Batterien, Schwungräder, Druckluft und Pumpspeicher. Die Gesamtmenge der in jedem System gespeicherten Energie ist begrenzt. Seine Energiekapazität wird in Megawattstunden (MWh) gemessen. Und die Leistung, d.h. die maximale Leistung für einen bestimmten Zeitraum, wird in Megawatt Strom (MW oder MWe) gemessen.

Elektrische Energiespeichermedien sind:

• Batterie. Hauptsächlich Blei-Säure-Batterien, Natrium-Schwefel-Batterien, Lithium-Ionen-Batterien, usw.
• Superkondensatoren. Die Nutzung von Kapazität zur Speicherung elektrischer Energie.
• Energiespeicherung mit Wasserpumpen. Nutzung der potenziellen Energie des Wassers zur Speicherung von Strom.
• Druckluftenergiespeicherung. Umwandlung von elektrischer Energie in potenzielle Energiespeicherung von Druckluft.
• Schwungrad-Energiespeicherung. Speicherung von kinetischer Energie durch die Drehung eines Schwungrads.
• Supraleitende magnetische Energiespeicherung. Speichern von magnetischer Energie mit supraleitenden elektromagnetischen Spulen.

Die Energiespeichertechnologie kann die Betriebseffizienz und Zuverlässigkeit des Stromsystems erheblich verbessern und ist eine der Schlüsseltechnologien des Stromnetzes. Im Vergleich zum traditionellen Kraftwerk hat sie die Vorteile einer schnellen Reaktion und geringer Verluste.

Elektrische Speichersysteme können so konzipiert werden, dass sie Hilfsdienste für das Übertragungsnetz bereitstellen, einschließlich der Frequenzregelung. Das ist derzeit die Hauptaufgabe von Batterien im Netz. Natürlich können fossile und nukleare Brennstoffe eine sehr effektive Energiespeicherung vor der Erzeugung ermöglichen.

Während der Schwerpunkt hier auf der Energiespeicherung nach der Erzeugung liegt, insbesondere für intermittierende erneuerbare Energiequellen, muss jede angemessene Betrachtung dieses Themas auch Kernbrennstoffe für die Stromerzeugung einbeziehen, die eine wirtschaftlichere Option mit relativ geringem Materialbedarf darstellen.

Zusammenfassung

Die Entwicklung der Energiespeichertechnologie ist mit vielen technischen und wirtschaftlichen Herausforderungen konfrontiert. Kontinuierliche Innovationen und Fortschritte sind erforderlich, um die Kosten für elektrische Speichersysteme zu senken, die Effizienz der Energiespeicherung zu erhöhen und die Integration in das Stromnetz zu verbessern.

Es ist jedoch klar, dass die Stromspeicherung eine immer wichtigere Rolle bei der Optimierung des Netzbetriebs und der Integration erneuerbarer Energiequellen spielt. Sie können dazu beitragen, ein effizientes, sicheres und zuverlässiges Stromsystem aufzubauen und den Übergang zu einer nachhaltigen Energiezukunft zu erleichtern. Mit zunehmender Reife der Speichertechnologien und Anwendungsmodelle wird die Stromspeicherung in größerem Umfang ökologische und wirtschaftliche Vorteile für die Gesellschaft bringen.

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