Sistem Penyimpanan Energi Listrik: Teknologi-Negara' dan seni, dan Analisis Techno-

Economic Keuntungan Aplikasi

Halaman Madinah, A. W. Bizuayehu, J.

MUKASURAT S. Catalão Interior Beira, Covilha

Melambantnya, INESC-ID dan paparannya,

Lisbon, Lisbon, Melambantnya

Portugal buzeabebe@gmail.com;catalao@ubi.pt

E. M. G. Rodrigues ALSTOM Masa

Depan, Tech. Eksekusi,

Birr,

Switzerland eduardo.rodrigues@po

wer.alstom.com

J. Contreras

Melambantnya Castilla-La

Mancha Ciudad nyata,

Spanyol Javier.Contreras@uc

lm.es

Abstrak Saat ini, dengan penetrasi skala besar dari

didistribusikan dan sumber daya energi terbarukan,

Penyimpanan Energi Listrik (EES) berdiri keluar untuk

kemampuannya penambahan, mengontrol intermittence

fleksibilitas dan menyediakan back -up generasi ke jaringan listrik. Ia mewakili link kritis antara rantai

pasokan energi dan, lebih-lebih lagi, sebuah elemen

kunci untuk meningkatkan peran dan daya tarik

generasi yang dapat diperbaharui ke dalam power grid,

memberikan sejumlah manfaat ekonomi dan teknis

untuk sistem daya stakeholder. Pada sistem islanded dan micro-pembangkit energi, sedang diperbarui

tentang keadaan-seni sistem EES dan manfaat mereka

menjadi lebih relevan. Dengan itu, dalam karya ada

analisa yang komprehensif EES teknologi terkemuka'

aset-aset utama, masalah penelitian, tokoh pasar

global, manfaat ekonomi dan aplikasi teknis disediakan.

1. Pendahuluan

Di masa lalu, utilitas sistem daya telah beroperasi

dalam bentuk yang lebih sederhana melalui satu-arah

dari transportasi pembangkit listrik besar jauh dari titik

konsumsi. Dengan pengenalan didistribusikan dan

sumber daya energi terbarukan, Energi Listrik (EES

Penyimpanan Aplikasi) (setelah lama mengabaikan)

akan kembali pulih, di atas pengakuan dan kemajuan

teknologi peranannya dalam menambahkan,

mengontrol intermittence fleksibilitas dan catu daya

menyediakan untuk jaringan [1].

Daya Listrik merupakan komoditi yang mungkin

menjadi tohor jika ia tidak dipelihara atau memakan

habis. Dalam keadaan tertentu, listrik menggunakan

sumber daya energi terbarukan (seperti angin dan solar,

generasi yang tidak bekerja semua waktu dan memiliki

fluktuasi karena besar stochastic alam) adalah sulit

untuk menyesuaikan menanggapi kebutuhan

permintaan. Oleh karena itu, penyimpanan yang

diperlukan untuk menghindari berarti masalah stabilitas

[1]-[3], karena tidak layak lagi untuk

mempertimbangkan membangun lebih efisien, atas -

dirancang dan mahal pembangkit listrik

Sebagai sebuah solusi muktamad. Sebagai keuntungan

utama dari sistem EES pelepasan kapasitas tambahan

ke grid ketika ia adalah bernilai, berbagai aplikasi

mereka akan memperkuat jaringan daya dan

mempertahankan tingkat beban bahkan selama critical

service jam. Akibatnya, sistem EES mewakili link kritis

antara rantai pasokan energi, berdiri sebagai elemen

kunci untuk meningkatkan energi terbarukan integrasi

petak, serta untuk didistribusikan generasi energi

tersebar dan berdiri sendiri sistem daya studi kelayakan.

Selain itu, dalam pengertian yang lebih luas , EES akan

mengaktifkan konsep Petak cerdas untuk menjadi

kenyataan.

Pasokan listrik di digabungkan dan decentralized

konvensional menggunakan sumber daya energi

terbarukan teralis memerlukan terjangkau, dan dapat

diandalkan mekanisme manajemen daya, termasuk

sistem penyimpanan yang berkelanjutan, meskipun

beberapa kemunduran dalam sistem penyimpanan

diterapkan pada listrik, yang berhubungan dengan jenis

teknologi dan biaya pengoperasian [4], [5]. Beberapa

teknologi penyimpanan telah dikembangkan dengan

karakteristik respons berbeda, dan negara-seni sistem

EES ini, keuntungan mereka dan aplikasi mereka telah

diperiksa dan uraikan sepanjang karya ini.

Dalam keadaan tertentu, pada sistem daya pulau',

ada beberapa tantangan tambahan untuk menghadapi.

Di bawah penetrasi terbarukan skala besar, yang dari

jauh terletak skenario dan tidak terhubung ke listrik,

aplikasi EES teralis lain bersama dengan efisien

manajemen jaringan distribusi mengambil sebuah hal

yang lebih penting lagi putar. Justru itu, perhatian

khusus harus diberikan kepada kepulauan EES pada,

mempelajari persyaratan khusus mereka, dan teknologi

yang paling sesuai.

2. Keterangan tentang Penyimpanan Energi Listrik

Prinsip-prinsip EES Dasar

EES, seperti yang diperlihatkan pada gambar 1,

merujuk kepada proses mengkonversi energi listrik dari

sebuah sumber daya atau jaringan melalui sebuah

modul konversi energi () ke bentuk lain ECM atau

medium penyimpanan energi (ESM), seperti bahan

kimia, mekanis, atau magnetic termal.

1415

978-1-4799-2504-9/14 $31 © 2014 IEEE

DOI 10.1109/HICSS.2014.290

2014 47th Konferensi Internasional Hawaii Sistem pada Ilmu Pengetahuan

2296

2.2.1. Manfaat Teknis

Gambar 1. Siklus EES berbentuk skematik

representasi

Energi peralihan ini disimpan untuk waktu yang

terbatas untuk dapat dikonversi ke energi listrik bila

diperlukan [1]. Roundtrip-efisiensi sistem EES

berkurang oleh kedua proses transformasi energi

efisiensi yang melekat dan kerugian penyimpanan.

Sebuah EES ditandai oleh banyak fitur yang terkait

dengan kapasitas listrik, efisiensi, perilaku

pengisian/pengosongan, biaya, dan lingkungan seumur

hidup/Lokasi: masalah. Beberapa dari sifat ini saling

berhubungan rejional. Misalnya, dalam beberapa,

khususnya memimpin-teknologi baterai asam,

kedalaman-elektrostatis sangat penting dan dapat

mempersingkat atau memperbesar seumur hidup

mereka. Sebagian besar fitur yang relevan ESS akan

dibincangkan dan yang ditetapkan untuk teknologi yang

ada nanti pada bagian 3 pada karya ini.

Kajian teknologi EES kecocokan dilakukan dengan

mempertimbangkan semua fitur, untuk manfaat dari

pihak sistem daya berbeda/stakeholder (dari utilitas

untuk pengguna-akhir).

2.2. Keuntungan menggunakan EES

Pada dasarnya keuntungan EESs dapat

diklasifikasikan ke dalam dua kategori generik yang

membuat menarik penyimpanan listrik. Pada satu sisi,

EES energi tinggi akan membantu meningkatkan

keuntungan, iaitu, ia menahan manfaat ekonomi untuk

sistem daya stakeholder. Pada sisi lain, daya tinggi EES

memberikan keandalan, keamanan dan produktivitas,

iaitu, ia memberikan manfaat teknis. Lebih jauh lagi,

klasifikasi ini tidak wajib apa pun, yang memungkinkan

untuk menemukan keuntungan tinggi pada aplikasi

daya tinggi dan juga sebaliknya.

Pada saat yang sama, dan daya ini dapat

diklasifikasikan manfaat energi menurut apa yang

mereka berikan untuk sistem daya stakeholder,

penghematan ekonomi/pendapatan atau penyempurnaan

teknis.

Manfaat teknis yang paling relevan dari EES adalah

sebagai berikut:

a) Waktu energi Bulk-bergeser, untuk meratakan beban

puncak dan memberikan harga listrik, pencukur

arbitrage. Misalnya, kendaraan listrik mewakili satu

jenis EES yang dapat memberikan manfaat

manajemen daya ini, membawa ke smart grid dan

RES integrasi.

b) EES dapat memainkan peran penting dalam integrasi

energi terbarukan ke dalam grid [2].

c) Lebih Efisien dan kontribusi energi terbarukan

dijamin menggunakan EES, juga menimbulkan

berbagai penggunaan opsi pasokan energi

didistribusikan di pembangkit energi.

d) Beberapa base-load tanaman generasi tidak

dirancang untuk operasi sebagai bagian memuat atau

untuk memberikan output variabel. Namun,

penyimpanan dapat memberikan solusi yang menarik

untuk kemunduran ini dengan menyetel titik operasi

optimal, dan bukannya daripada menembakkan

generator siaga. Selain itu, EES memiliki bahagian

unggul-efisiensi beban [6].

e) Penyimpanan efisien dapat digunakan untuk

menyediakan hingga dua kali kapasitasnya untuk

aplikasi peraturan; menggunakan (pengisian penuh

ke bawah) dan penuh elektrostatis (atas).

f) Output penyimpanan dapat diubah dengan cepat

memberikan dukungan yang ramping dan hitam

mulai ke grid (dari tidak ada yang penuh atau dari

penuh ke tidak ada dalam detik daripada menit) [6].

g) EES adalah cara praktis untuk memberikan bantuan

congestion transmisi [3].

h) Penyimpanan energi dapat digunakan sebagai solusi

untuk meningkatkan keandalan layanan petak.

i) Akan selalu ada lokasi ideal untuk EES portabel

dalam sistem distribusi. Pada bagian atas yang,

sistem-sistem ini dapat juga dipindahkan agar setelah

beberapa tahun, ketika melakukan upgrade dari

sistem dilakukan, EES portabel dapat dipindahkan

dan digunakan untuk melakukan fungsi yang sama

sekali lagi [3].

j) Penyimpanan energi dapat menguntungkan utilitas

atau sistem independen yang memungkinkan

operator transmisi dan distribusi deferrals upgrade.

k) EES dapat melayani sebagai berdiri-oleh sumber

daya untuk substations pada situs -dan jalur

distribusi, atau untuk menambahkan transformer.

l) Dalam waktu dekat, teknologi ESS dapat

memfasilitasi energi listrik lainnya menggunakan,

seperti transportasi dan generasi panas.

2297

2.2.2. Manfaat ekonomi

Yang paling relevan manfaat ekonomi dari EES adalah

sebagai berikut:

a) Penyimpanan energi dapat memangkas biaya bagi

Secara umum, sibuk listrik adalah lebih murah

dibandingkan ke puncak tinggi listrik, dan ini juga

bermanfaat bagi orang-orang yang penjual listrik.

b) Ia memainkan peran kunci pada menstabilkan harga

pasar listrik membebaskan sektor daya dari spekulasi

dan pergerakan tersebut dikenakan oleh bahan bakar

fosil.

c) Penggunaan EES juga akan mengesampingkan

kebutuhan untuk generasi puncak, menghindari

beban biaya tambahan yang tidak perlu untuk

pembangkit listrik.

d) Ia akan memberikan kontribusi untuk pembangunan

ekonomi dan kesempatan kerja bagi banyak negara-

negara.

e) Ia akan memungkinkan penggunaan yang lebih

efisien dan terbarukan kapasitas generasi sibuk,

mendorong lebih banyak lagi peluang-peluang

investasi pada teknologi ini.

f) EES mungkin membantu untuk menghindari

kemacetan transmisi, yang dikenakan biaya yang

sangat mahal dan paling utilitas coba untuk

menghindari mereka dalam sebuah lingkungan pasar

menjadikan persaingan [3].

g) Mengurangi kebutuhan untuk kapasitas transmisi

dan distribusi upgrade, maka meminimalkan

investasi yang tidak perlu.

h) Meningkatkan dan meningkatkan ketersediaan

layanan perwara, mengurangi penalti untuk

generator dan biaya infrastruktur dimensioning atas.

i) Memungkinkan listrik yang dikendalikan oleh pasar

dispatch, mendorong partisipasi proaktif para

pelanggan untuk keuntungan mereka aman dan

menciptakan sebuah skema berbagi biaya dalam

sistem daya.

j) Storage cenderung melemah dan GHG emisi

lainnya, mengurangi biaya karbon. Akan tetapi, hal

ini pengurangan biaya adalah khusus untuk sumber

daya yang sangat berbeda-beda dan teknologi antara.

k) Dibandingkan dengan nilai rata-rata untuk instalasi

yang berhubungan dengan daya di bawah

pembangunan saat ini, biaya komponen

penyimpanan adalah relatif lebih murah.

Ilustrasi yang lebih praktis keuntungan dari aplikasi

EES, misalnya: Kaheawa proyek tenaga angin II di

Pulau Maui Maaleea, Hawaii, USA, sejak tahun 2012,

melayani lebih dari 145,000 orang (kurang-lebih 68.000

pelanggan) dengan pertanian dan wisata menggunakan.

Puncak permintaan untuk situs ini hampir 195 MW,

yang disediakan menggunakan 72 MW, angin 1,2 MW

dari PV dan 290 MW bahan bakar fosil, sebagai sumber

utama energi. Proyek menggunakan baterai storage

system berdasarkan advanced memimpin asam-baterai

dengan 10 MW kapasitas dan lelehannya yang telah

diperingkat 45 min, dirancang untuk aplikasi untuk

mendukung hampir 21 MW.

Ia mewakili sebuah bagian yang nyata dari output

pertanian dipekerjakan, angin termasuk pasokan listrik

reserve, ramping dan kapasitas terbarukan

memersatukan Ikatan, di antara manfaat lain

Santa Rita penjara proyek petak cerdas dengan

tanggal penyelesaian pada bulan Maret 2012, yang

diluncurkan oleh Alameda County dan Chevron Solusi

Energi, adalah ilustrasi lain dari integrasi EES pada

para tenaga angin, solar energi solar, termal, sel bahan

bakar cogeneration, menggunakan sistem EES lanjutan

dengan performa yang luar biasa pada sistem

manajemen energi, sehingga meningkatkan keandalan

dan keamanan.

Sistem ini terdiri dari 2 MW (12 MWh) Baterai

litium Ferrous penyimpanan baterai fosfat dengan

durasi 2 h di daya tetapan dan 1 MW sel bahan bakar,

1,2 MW PV, 200 kW angin, dan dua 1 MW generator

diesel untuk menyediakan 3 MW memuat, mengurangi

permintaan pada distribusi feeder oleh 15 %.

Integrasi sistem seperti itu telah meningkat secara

signifikan grid keandalan, menyediakan dukungan

untuk distribusi listrik grid dengan memberikan

dispatchable energi terbarukan, mengaktifkan islanding

bebas hambatan dan memastikan operasi aman dan

pengurangan biaya [8].

Sebuah ilustrasi tambahan tentang keuntungan

aplikasi sistem EES adalah natrium Belerang Baterai

(NAS) dengan kapasitas 1 MW di Pulau Catalina

(Pulau Channel of California, Samudera Pasifik, USA),

beroperasi sejak 2011 di.

Sistem EES ini dimaksudkan untuk menjamin grid-

terhubung keandalan residensial, tegangan mendukung

dan aplikasi dukungan catu, dengan demikian

memperbaiki kualitas energi di sisi pengguna akhir [7].

2298

3. Teknologi EES' aset-aset utama

dan masalah penelitian

Ada teknologi EES utama dipelajari dalam bab ini,

yang meliputi, efisiensi biaya, kapasitas listrik,

perilaku discharge, seumur hidup, kedewasaan dan

aplikasi untuk teknologi EES masing-masing.

Lebih-lebih lagi, aset-aset utama mereka bersama-

sama dengan masalah penelitian tercantum dalam

epigraf berikut, agar yang sesuai.

Dipompakan-hydro penyimpanan energi (PHES)

Aset Utama:

Peringkat daya tinggi dan kapasitas penyimpanan

energi;

Matang dan meluas (lebih dari 99% dari EES

kapasitas terpasang);

Biaya levelized rendah listrik (LCE);

masalah Penelitian:

Kepala turbin-pump membatasi (700 m) pada

kecepatan tinggi;

Desain PHES baru, seperti penggunaan air laut

sebagai reservoir, Tideal, ketika perjanjian yang

lebih rendah, GPMES, Pulau Daya Hijau, dll.

konsep

Udara Bertekanan penyimpanan energi (CAES)

Aset Utama:

Peringkat daya tinggi dan kapasitas penyimpanan

energi, dibandingkan dengan PHES;

Telah respon cepat (SLM-mnt) dan disebutkan

perantaraan skala besar, yang cocok untuk fitur

banyak daya dan aplikasi petak energi;

Masalah penelitian:

Relatif mengurangi efisiensi perjalanan putaran

(RTE) yang berhubungan dengan proses

pemanasan/pendinginan;

Teknologi Turbin (tekanan tinggi turbine);

Pengembangan energi termal efisien storage;

Skala Kecil Dan Mini CAES Untuk

Aplikasi yang lebih kecil;

Advanced-adiabatic CAES (AA-CAES) technology.

Skala Kecil udara bertekanan penyimpanan

energi (SS-CAES)

Aset Utama:

Diinstal di atas tanah, menghindari CAES

persyaratan geologi konvensional;

Tidak diperlukan turbin gas;

Persyaratan tekanan rendah untuk

peralatan; masalah Penelitian:

Pengembangan unit portabel.

Penyimpanan Energi termal (Fo@rim.com.)

Aset Utama (lihat gambar 2):

Kapasitas penyimpanan energi tinggi (hingga 2 2158

GWh) dan peringkat daya (hingga 200 MW);

Scalable;

Sebagai termal solar emisi nol dan biaya nol "bahan

bakar";

Masalah penelitian:

Pengumpul baru dan storage medium bagi suhu

tinggi tanaman termal solar, mengubah bahan-bahan,

dll. tahap;

Gambar 2. TES diagram yang

disederhanakan

2299

Mengurangi kerugian panas di ruang

penyimpanan, menjalankan wang dan pipa panas;

Suhu Tinggi berakal penyimpanan panas dengan

turbine akan dikembangkan.

Sistem penyimpanan energi hidrogen (HESS)

Aset Utama (lihat gambar 3):

Teknologi fleksibel sebagai, setelah H2 telah

dikumpulkan sebagai hasil proses elektrolis, ia

dapat digunakan sebagai bahan bakar untuk mesin

pembakaran atau untuk melayani sebagai bersama

dengan O input2 untuk sebuah sel bahan bakar

untuk menghasilkan listrik lagi;

Kepadatan massal energi tinggi (100-1.000 Wh/kg);

Cocok untuk aplikasi daya & energi, dan karena

skalabilitas, ia adalah yang didefinisikan sebagai

menjembatani;

Masalah penelitian:

Batas-skala;

Perkembangan sel bahan bakar;

Bahan-bahan penyimpanan hidrogen.

Energi kimia sistem penyimpanan / Baterai

(BESS)

Aset Utama:

Hampir (~respons ayat 31 20ms);

Biaya modal awal rendah untuk kebanyakan BESS

dewasa;

Ada banyak teknologi BESS, orang-orang berikut

budi sebagai yang paling relevan:

o Lead-Acid dan baterai Lead-Acid Lanjutan;

o Baterai Nikel-kadmium;

o Baterai Nickel-Metal Hidrida;

o Baterai Lithium-Ion;

o Baterai Sodium-Sulfur;

o Baterai Klorida Nikel natrium;

Penutup mereka semua kebutuhan ukuran sistem

daya dan semua aplikasi (kecuali untuk generasi

baseload kapasitas)

Modularity, skalabilitas dan Portabilitas

Gambar 3. Sel bahan bakar hidrogen regeneratif

Masalah penelitian:

Bahan kimia berbahaya (Memimpin, kadmium,

Sulfurs…) solusi pembuangan;

Baterai didaur ulang;

Pengembangan perangkat penyimpanan energi termal

efisien;

Kebanyakan lebah dewasa Lead-Acid pembatasan

kepadatan tinggi, yang meningkatkan di Lead-Acid

Lanjutan baterai. Namun, orang lain lebih efisien

bahan kimia yang lebih ringan dan sedang diteliti dan

diuji untuk aplikasi petak skala besar (mis. Li-ion

dengan hingga 95% RTE dan 245-2.000 W/kg).

Baterai aliran energi (FBES penyimpanan)

Aset Utama:

Durasi pelepasan lebih tinggi (hingga 20 jam) dan

kapasitas penyimpanan energi dari baterai

konvensional;

Terdapat berbagai teknologi:

o Vanadium Redox, kebanyakan matang; o Zinc-Bromine Redox, dalam tes untuk unit

komersial;

o Polysulfide Bromide Regenesys;

masalah Penelitian:

Demonstrasi untuk aplikasi utilitas untuk Vn Redox

FBES;

Penelitian yang dilakukan untuk ZnBr Redox FBES

selama lebih dari 100kW aplikasi.

Flywheel sistem penyimpanan energi (FESS)

Aset Utama:

Waktu respons cepat (~4ms);

RTE (80-95% Tinggi);

Kecepatan rendah dan kecepatan tinggi teknologi

yang dikembangkan; masalah Penelitian:

Rotor peningkatan komponen;

Flywheel pendekatan pertanian;

Aplikasi daya tinggi;

Lagi masa kerja;

Self-elektrostatis pembatasan.

Super-penyimpanan energi (SCES kapasitor)

Aset Utama:

Teknologi yang sangat efisien (RTE ~95%);

Kepadatan daya lebih tinggi (800-2.000 W/kg) dan

densitas energi dari baterai;

Respon cepat;

masalah Penelitian:

Pengembangan bahan-pengancing dielektrik;

Pseudocapacitors;

2299

Hadiah Material harus turun berat untuk biaya

yang sangat tinggi saat ini SCES untuk

mengurangi serta.

Superconducting energi magnetik storage

(Usaha Kecil Menengah (UKM)

Aset Utama:

Penerapan yang cepat waktu (waktu respons

ditambah ramping hingga puncak daya listrik) dan

Waktu pengisian daya;

Peringkat daya tinggi (hingga 100

MW); masalah Penelitian:

Mengurangi RTE pendinginan yang berhubungan

dengan di sekitar

-270ºC;

Pengembangan bahan-bahan.

Penyimpanan energi dalam menggantikan gas

alam (SNG)

Aset Utama (lihat gambar 4) [9], [10]:

Potensi tinggi untuk penyimpanan energi dan

listrik statis waktu, bahkan lebih tinggi dari PHES;

Ramah lingkungan SNG (CH4) dapat dibuat dari:

o Datang dari energi terbarukan listrik di sibuk

kali, oleh proses elektrolis (H2 + CO2);

o "" basah biomass untuk fermentasi anaerobik

(biogas untuk SNG);

o "Dry" biomass untuk thermochemical

gasification biosyngas (untuk SNG);

Masalah penelitian:

Bersihkan teknologi batubara, minimalisasi emisi

CO 2 untuk gasification;

Peningkatan Teknologi Turbin (tekanan tinggi

turbine).

Gambar 4. SNG diagram yang disederhanakan

Kendaraan listrik (EVs)

Aset Utama:

G2V dan V2G terintegrasi dalam skala besar akan

menyediakan Penyimpanan sangat fleksibel dan

menyeimbangkan kebutuhan daya curve;

EVs bekerja dengan banyak teknologi baterai dan sel-

sel bahan bakar (H2 yang dihasilkan oleh proses

elektrolis, dan CH4 yang dihasilkan oleh H2 proses

elektrolis ditambah CO2);

Masalah penelitian:

Pengembangan Pembangkit Cerdas;

Kendaraan Sel Bahan Bakar;

Peraturan insentif arbitrage harga harus terpasang

dengan benar dianggap tidak untuk mendorong

kecenderungan konsumsi besar-besaran.

Teknologi menjanjikan

Beberapa menjanjikan teknologi mutakhir, yang

belum dibahas sebelumnya, saat ini sedang

dikembangkan:

a) Baterai ion Na-lanjutan, termasuk Na-halide kimia

b) Jenis-jenis baru Na/S sel-sel (misalnya, flat, bipolar,

rendah daya tinggi, suhu-).

c) Baterai asam timbal lanjutan.

d) Baterai (sebuah hybrid Ultra penyimpanan energi

yang menggabungkan VRLA baterai dengan sebuah

elektrokimia kapasitor).

e) Udara logam baterai.

f) Mini-CAES, sebuah versi portabel CAES.

g) Modul daya gravitasi (GPMES): sebuah berbasis start-

up di California telah merancang sistem yang

bergantung pada dua lubang yang penuh air, salah satu

lebih lebar dari yang lain, yang terhubung pada kedua

ujungnya (lihat gambar 5). Air dipompa ke bawah

melalui poros lebih kecil untuk menaikkan sebuah

piston poros yang lebih besar yang berisi piston berat

tinggi; membalik proses seperti memaksa air mengalir

kembali melalui pump untuk menghasilkan listrik.

Gambar 5. Modul daya gravitasi Penyimpanan

Energi (GPMES) prinsip kerja

2309

a) Aliran pasangan baterai baru, termasuk-ion chrome

dan zinc-khlor (ZnCl); namun, kesesuaiannya

untuk digunakan sebagai perangkat penyimpanan

skala utilitas masih dipelajari.

b) Konsep pulau daya hijau, di Denmark, yang

melibatkan membangun kepulauan buatan dengan

turbin angin dan sebuah pusat mendalam waduk.

c) Penyimpanan Energi Rel Lanjutan (ARES) untuk

memanfaatkan potensi gravitasi akan di bawah

research Santa Monica, California, sistem ini

memerlukan topografi tertentu dan memberikan

lebih banyak daya untuk ketinggian yang sama

untuk PHES dan dapat mencapai lebih dari 85%

lebih efisien. Sebuah sistem demonstrasi sedang

dibangun, dan harus menjadi beroperasi pada tahun

2013.

d) CES adalah teknologi yang baru dikembangkan

EES (lihat gambar 6). Sibuk listrik adalah

digunakan untuk liquefy udara atau nitrogen, yang

kemudian disimpan dalam tangki cryogenic.

Kemudian dapat menjadi panas digunakan untuk

superheat cryogen-, merebus cairan pembersih dan

membentuk tekanan yang tinggi untuk drive gas

sebuah turbine untuk menghasilkan listrik. CES

berada pada tahap awal, dengan 500 komersialisasi

kW project di Inggris [11].

e) Dipompakan Listrik Panas (PHES Penyimpanan)

diambil oleh sebuah perusahaan pendekatan

berbasis di Cambridge, Inggris. PHES adalah

sebuah sistem penyimpanan energi dalam bentuk

panas, yang menggunakan argon gas panas untuk

mentransfer antara dua tangki-tangki luas penuh

dengan kerikil. Drive energi masuk, compressing

pompa panas dan pemanasan, argon dan membuat

diferensial suhu antara dua tank, dengan satu di 500

ºC dan lainnya di -160ºC. Selama periode

permintaan yang tinggi, heat pump dijalankan di

sebaliknya seperti mesin panas, memperluas dan

pendinginan dan menghasilkan listrik argon. Sistem

memiliki efisiensi secara keseluruhan dari 72-80%,

tergantung pada ukuran

Gambar 6. CES diagram yang disederhanakan

2301

Data pasar global

Data pasar global dapat dilihat pada gambar7 dan

Tabel 1.

Gambar 7. Kapasitas EES Global (MW) oleh

Teknologi (tidak termasuk PHES)

Dalam beberapa kasus, berbagai sumber yang

berbeda memberikan ketentuan alternatif/nama untuk

maksud yang sama dan aplikasi yang sama.

Ini mungkin terjadi, bersama dengan alasan lainnya,

yang disebabkan oleh fakta bahwa mereka merujuk

kepada sistem daya berbeda, UCTE atau orang lain di

Eropa, Amerika Serikat, yang mempunyai definisi

mereka untuk daya tertentu pihak sistem mereka,

elemen-elemen, tanggapan, dan sebagainya, cadangan

Tabel 1. Proyek EES global dengan kapasitas

diinstal dan Wilayah

4. Aplikasi EES

Ada beragam aplikasi EES untuk sistem daya,

sebagaimana yang diringkas dalam Tabel 2, mulai dari

beberapa detik-menit dukungan sistem untuk jam- hari

manajemen beban penuh operasi petak [13].

EES dapat diintegrasikan pada tingkat yang berbeda

dari sistem listrik: di tingkat generasi, pada tingkat

transmisi, pada tingkat distribusi, dan di tingkat

pelanggan. Beberapa contoh aplikasi ESS nyata,

relevan untuk sistem di Pulau rantai catu daya, dapat

dilihat pada Tabel 3.

Tabel 2. Aplikasi EES [14]-[25]

2302

Pada kesempatan ada kebutuhan di pabrik generasi

untuk mulai hitam, yang merupakan proses pemulihan

pembangkit listrik untuk pengoperasian normal tanpa

bergantung pada dukungan petak transmisi.

Juga, dukungan menjembatani dapat generasi

disediakan menggunakan EES, hingga pembuat

konvensional dijalankan atau dihidupkan ulang, jadi

EES memiliki kemampuan untuk generator perusahaan

atau memberikan sebuah ramping load dukungan,

terpungut variasi beban cepat dan memungkinkan

pembuat yang diberikan ke tingkat produksi ke batas

teknis.

Dalam sistem distribusi daya EES mungkin juga

menemukan aplikasi sesuai counterbalancing efek

kontngensi untuk mengurangi dampak dari kehilangan

komponen petak utama, serta dalam situasi darurat

setelah kehilangan komponen petak utama. Pada sisi

pelanggan, aplikasi manajemen energi dari sistem EES

adalah fungsi penting lainnya, yang bertujuan untuk

pengurangan dalam faktur dengan mengamankan

kelangsungan pasokan pada memilih jam pada harga

yang dapat diakses.

Namun, ada beberapa faktor membatasi, karena

kebanyakan teknologi EES ini hanya digunakan untuk

aplikasi tertentu, dan dapat benar-benar tidak cocok

untuk aplikasi lain. Dengan itu, dalam dekade

mendatang R&D upaya harus ditujukan untuk

memperluas kisaran aplikasi EES, menggunakan

pendekatan gabungan untuk melengkapi kekurangan

mereka dan membuat sistem EES serbaguna dengan

kemampuan serbaguna. Hybridization seperti itu akan

serupa dengan kombinasi yang terkenal dari flywheel

storage dengan baterai, penyimpanan tidak digunakan

sebagai pengganti, tetapi sebagai pelengkap,

meningkatkan kinerja baterai dan siklus hidup mereka.

Mengenai prospek pengembangan masa depan,

dalam EES Eropa roadmap terhadap dokumen 2030,

fungsionalitas baru multi-sistem EES hybrid telah

mengusulkan, yang menggabungkan penggunaan

hidrogen cair (LH2) dengan usaha kecil dan menengah.

Pendekatan LIQHYSMES yang menawarkan

keuntungan substansial dengan naik-penskalaan kedua

dalam hal efisiensi dan pengurangan biaya, dan dengan

itu mengatasi khususnya pada kisaran puluhan untuk

ratusan MW dan 2158 GWh [26].

Sebuah upaya telah dilakukan pada, mengumpulkan

sinonim memisahkan mereka oleh "/" di satu aplikasi

tunggal (satu sel) untuk mengklarifikasi terminologi.

Pada bagian atas yang, hal ini memungkinkan kami

untuk menggolongkan menurut elemen sistem daya

atau pemegang saham yang terlibat dan fungsi.

Tiga karakteristik utama/telah ditetapkan oleh

persyaratan untuk masing-masing aplikasi: peringkat

daya, durasi waktu respons dan listrik.

Sebuah EES dianggap layak untuk aplikasi tertentu

jika, sesuai dengan fitur-fitur, ia memenuhi semua

persyaratan yang bersangkutan bersama dengan isu-isu

lain seperti kedewasaan. Efektivitas biaya belum

diambil kira dalam tabel sebelumnya, hanya fitur teknis

dianggap. Carta-carta terkait dari sumber-sumber lain

telah dipelajari. Teknologi EES hanya dengan data

yang cukup mengenai untuk aplikasi mereka telah

disertakan.

Ringkasan Aplikasi teknologi EES, dikompilasi

pada tabel 3, adalah untuk berbagai medium dan

Kepulauan ukuran besar. Lebih-lebih lagi, negara-seni

teknologi EES, mengenai fitur-fitur kunci orang-orang

yang paling relevan, telah dirangkum dalam Tabel 4.

Tabel 3. Menengah dan kepulauan ukuran besar sistem aplikasi penyimpanan daya' [27]

2303

Tabel 4. Teknologi EES' fitur kunci [1], [2], [5], [14]-[19]

5. Kesimpulan

Di masa kini karya, kebutuhan untuk meningkatkan

EES kapasitas di seluruh dunia telah dibenarkan oleh

memberikan alasan di balik manfaat ekonomi dan

teknis, selalu bersama-sama dengan suku bunga

lingkungan yang melekat. Keuntungan utama dan

masalah penelitian untuk sistem EES terkemuka juga

telah dianalisa, serta EES data integrasi teknologi dan

oleh wilayah di Gambar 7 dan Tabel 1. Lebih jauh lagi,

Tabel 2 menunjukkan sebuah daftar detail aplikasi

teknis tertentu diklasifikasikan oleh fungsi dan

stakeholder di mana persyaratan listrik yang sesuai di

dilanggar dengan fitur EES yang paling relevan. Ia

menunjukkan apakah mereka memenuhi atau tidak

kebutuhan aplikasi masing-masing. Tabel 3

mempresentasikan ringkasan menengah dan besar

aplikasi sistem EES praktis dan keuntungan mereka di

pulau-pulau. Negara--seni teknologi EES telah

dirangkum dalam Tabel 4. Beberapa sumber

kelembagaan seperti SANDIA, EPRI kertas putih,

IRENA, EERA, CEC laporan Komisi Energi

(California) telah dianggap untuk membandingkan

mirip istilah diterapkan untuk EES dan parameter yang

terkait dengan atau fitur teknis, yang menyatukan

terminologi yang digunakan.

Akhirnya, ia dapat dinyatakan bahwa penelitian

umum saat ini masalah yang berhubungan dengan EES

adalah:

Peningkatan desain sistem penyimpanan yang ada.

Bahkan PHES, yang merupakan teknologi paling

matang dari semua, terlibat dalam penyempurnaan

desain research.

Peningkatan model harapan hidup dalam hal

kapasitas bersepeda. Mengisi daya/elektrostatis

menggunakan sangat penting dalam BESS.

Peningkatan efisiensi penyimpanan model evaluasi.

Pengaruh opsi penyimpanan yang berbeda dalam

skala besar angin integrasi sistem petak kepicikan.

EES membuat mitra yang sangat baik untuk

generasi angin, khususnya pada pulau-pulau di

mana angin sumber-sumber sangat tersedia dan

penyimpanan listrik adalah lebih penting untuk

kualitas daya dan, di atas semua, keandalan sistem

daya.

Studi lengkap interaksi dan optimalisasi storage

dengan elemen-elemen petak terpadu dan sumber-

sumber energi terbarukan.

Penerapan skala besar dari bulk sistem

penyimpanan yang akan memerlukan regulator serta

kemajuan teknis. Aplikasi saat ini MWs grid untuk

teknologi dewasa untuk aplikasi kWs.

Pengakuan

Penelitian yang memimpin untuk hasil-hasil ini

telah menerima pendanaan dari Uni Eropa Program

Kerangka Kerja ke-7 FP7/2007-2013 di bawah

perjanjian hibah no. Proyek 309048, bentuk singular.

J.P.S. FCT Catalão juga berkat-Portugal dan bersaing

untuk proyek-proyek FCOMP-01-0124-FEDER-

020282 (Ref. PTDC/EEA BELUT/118519/2010-) dan-

HAMA OE/EEI/LA0021/2013.

2304

6. Referensi

[1] Chen, H., et al., "kemajuan dalam sistem

penyimpanan energi listrik: sebuah tinjauan kritis",

kemajuan dalam Ilmu Pengetahuan Alam, 2009. 19(3):

mukasurat 291-312.

[2] Alamri, B.R. dan A.R. Alamri, "Kajian Teknis dari

teknologi penyimpanan energi saat diintegrasikan

dengan energi terbarukan terputus-putus", dalam

generasi daya yang berkelanjutan dan Supply, 2009.

SUPERGEN '09. Konferensi Internasional. 2009.

[3] Geurin, S.O., A.K. Barnes, dan J.C. Balda, "Smart

grid aplikasi teknologi penyimpanan energi yang

dipilih", dalam Teknologi Petak Cerdas Inovatif

(ISGT), 2012 IEEE PES. Tahun 2012.

[4] Martín, J.I.S., et al., "Teknologi Penyimpanan

Energi untuk Aplikasi Listrik", dalam Konferensi

Internasional pada energi terbarukan dan Kualitas Daya

(ICREPQ'11), 2011.

[5] Ibrahim, H., A. Ilinca, dan J. Perron, "sistem

penyimpanan Energi - Ciri-ciri dan perbandingan". Dan

Terbarukan Energi Berkelanjutan Ulasan, 2008. 12(5):

ms. 1221-1250.

[6] Eyer, J. dan G. Corey, "Penyimpanan Energi untuk

jaringan listrik: Manfaat dan potensi pasar Panduan

Assessment", S. laporan, Editor. Tahun 2010, Sandia

Laboratorium Albuquerque Nasional, New Mexico

87185 dan Livermore, California 94550. mukasurat 1-

232.

[7] http://www.ecoprog.com/en/publications/energy-

industry Diakses pada bulan Agustus 2013.

[8] http://www.acgov.org/government/news/smartgrid.h

tm Diakses pada bulan Agustus 2013.

[9] Specht, M., et al., "Menyimpan bioenergi dan listrik

terbarukan dalam petak gas alam", 2009.

[10] Auer, J. dan J. Keil (2012) "di Lovran sistem

penyimpanan listrik", Deutsche Bank, Penelitian DB,

2012.

[11] Taylor, mukasurat, et al., "Jalan Setapak untuk

penyimpanan energi di Inggris", 2012.

[12]

http://www.economist.com/node/21548495, Diakses

Pada mungkin tahun 2013.

[13] Suvire, G.O., P.E. Mercado, dan L.J. Ontiveros.

"Analisa Perbandingan Teknologi penyimpanan energi

untuk mengkompensasi tenaga angin jangka pendek

fluktuasi", dalam T&D Conf. Dan Expo. Amerika Latin,

tahun 2010.

[14] Connolly, D., "suatu tinjauan terhadap Teknologi

Penyimpanan Energi untuk integrasi fluktuasi energi

terbarukan", 2009, University of Limerick.

[15] Masaud, T.M., L. Keun, dan P.K. Sen, "gambaran

umum tentang teknologi penyimpanan energi dalam

sistem daya listrik: Apa yang masa depan?", dalam

simposium daya Amerika Utara (secara terjadwal),

tahun 2010.

[16] EPRI, "Opsi Teknologi Penyimpanan Energi

Listrik", 2010, Daya Listrik Research Institute 3420

Hillview Avenue, Palo Alto, California 94304.

[17] Díaz-González, F., et al., "suatu tinjauan terhadap

teknologi penyimpanan energi angin untuk aplikasi

daya", dan Terbarukan Energi Berkelanjutan Ulasan,

2012. 16(4): ms. 2154-2171.

[18] Divya, K.C. dan J. Astergaard, "teknologi

penyimpanan energi baterai untuk sistem daya-

Ringkasan", Sistem Daya Listrik Research, 2009. 79(4):

mukasurat 511-520.

[19] IRENA, "Listrik dan Penyimpanan Sumber Energi

Terbaharui untuk Island", Daya. Tahun 2012.

[20] balok-balok, Departemen Energi "teknologi

penyimpanan untuk tenaga angin integrasi", 2010,

Université Libre de Bruxelles Faculté des Appliquées

Ilmu Pengetahuan, Service balok-balok groupe Energie.

[21] Pandurangan, V., H. Zareipour, dan O. Malik.

"layanan peraturan Frekuensi: Studi Banding dari pilih

cadangan Amerika Utara dan Eropa", di pasar Amerika

Utara Simposium Daya (secara terjadwal), 2012.

[22] Alanen melepaskan areal-et.al, "EERA Program

Bersama pada Pembangkit Cerdas", 2012, Penelitian

Energi Eropa Alliance. mukasurat 1-111.

[23] Beaudin, M., et al., "penyimpanan energi untuk

meredakan variasi dalam sumber-sumber listrik yang

dapat diperbaharui: kajian yang diperbarui", Energi

untuk Pembangunan Berkelanjutan, tahun 2010. 14(4):

mukasurat 302-314.

[24] Baker, J., "teknologi baru dan mungkin kemajuan-

kemajuan dalam penyimpanan energi", Kebijakan

Energi, 2008. 36(12): ms. 4368-4373.

[25] Hasan, N.S., et al., "Meninjau dari skema

penyimpanan untuk sistem energi angin", dan

Terbarukan Energi Berkelanjutan Ulasan, tahun 2013