ESS energiatárolás: megoldás a jövő ipari áramellátási problémáira

Az energia tárolására az évszázadok során számos különböző megoldást fejlesztett ki az emberiség, melyek értékelésekor két fő szempontot szükséges figyelembe venni. Egyrészt, hogy mennyi energiát lehet általuk tárolni, másrészt, hogy a tárolt energiához milyen gyorsan lehet hozzáférni. Az ökölszabály szerint vagy a kapacitás nagy, vagy a kinyerhetőség gyors, de folyamatos fejlesztések törekszenek e probléma áthidalására.

ESS energiatárolás: megoldás a jövő ipari áramellátási problémáira

Az egyik legújabb eredménye e fejlesztéseknek az ipari akkumulátoros ESS energiatárolás, melyet BESS rövidítéssel is jelölünk. Az energy storage system technológia ígérete, hogy nagy kapacitást tud eltárolni oly módon, hogy amikor szükséges, gyorsan hozzáférhető legyen. Ezáltal lehetségessé válik a:

• fogyasztási csúcsok áthidalása,
• PV smoothing és
• hálózati áramelosztó központok tartalékképzése,

illetve még sok más, napjainkban egyre komolyabb hálózati áramellátási probléma megoldása.

Az akkumulátoros és ipari áramellátás területén szerzett tapasztalataink fényében a Balmex-nél nagy érdeklődéssel kísértük figyelemmel az elmúlt években az ESS technológia fejlődési fázisait. Mivel ez az ipari méretű akkumulátor technológia mára megérett az éles, piaci bevetésre, cikkünkben bemutatjuk, miért látjuk ezt napjaink egyik legfontosabb fejlesztési irányának.

Megoldásra váró problémák az elektromos hálózatban

Nem csak Magyarországon, hanem világszerte érzékelhetők bizonytalanságok a hálózatok teherbírása, valamint a zsinóráram ára körül. Ennek okai három csoportba oszthatók:

• a nyersanyag áremelkedés és áramtőzsdei ingadozások,
• a felhasználók számának és igényeinek növekedése, valamint
• a nehezen szabályozható megújuló energiaforrások szerepének növekedése.

Nem csak előnye van a megújuló energiaforrások térnyerésének

Környezetvédelmi és nyersanyag-függetlenségi szempontból előnyös a nap- és szélenergia felhasználása, ám ezek térnyerése problémákat okoz az áramelosztó központokban. A különösen naperőművekre jellemző termelési- és frekvencia ingadozásokra nincsenek felkészülve a villamos hálózatok, pedig erre a hálózat üzemeltetőknek nagy figyelmet kell fordítani. Ha a kitérés kritikus érték fölé vagy alá megy, akkor akár a hálózatról táplált berendezések meghibásodhatnak.

A megújuló energiaforrások szerepe egyre nő, ami új hálózati kihívásokat gerjeszt

Szintén problémát okoz, hogy nem tervezhető, és így nem igazítható a fogyasztási csúcsokhoz a megújuló forrásokból származó villanyáram termelés. Előfordul, hogy nem jut elegendő áram a hálózatba, ilyenkor a központnak gyakran költséges forrásból, kihívást jelentve kell kipótolni a hiányzó mennyiséget. Ezzel párhuzamosan az ipari termelésben, a robotizálás, az utolsó kilowattig kiszámolt fogyasztás illetve az informatika mindent átszövő világában egyre nő az igény a megbízható áramellátásra. Azaz az esetleges áramszolgáltatói hibákat jobban megsínyli a termelés.

Nem véletlen, hogy az igazán kényes fogyasztókat, mint például a távközlési berendezéseket, az adatközpontokat, vagy az automatizált gépsorok vezérlőit, gyakran hálózati szünetmentes áramellátással (UPS) védik a hálózati problémáktól, kimaradásoktól. Ám sok ipari területen már olyan sok érintett fogyasztó van, hogy hatékonyabb lenne teljes részlegeket, vagy akár az egész üzemet védeni.

Jelentős kitettség az árampiaci ingadozásnak

Napjainkban az sem elhanyagolható kérdés, hogy amint a legtöbb üzem átállt villamos energiára, egyre komolyabb hatása van az áramtőzsdei mozgásoknak. Ha lenne olyan ipari méretű energiatároló rendszer, amellyel olcsón beszerzett áramot hatékonyan el lehetne tárolni későbbi felhasználásra – például csúcsidőn kívül, vagy napenergiával megtermelt áramot esti csúcsidei felhasználásra – ezzel bizonyára sokan élnének, hogy így védjék üzleti terveiket a nehezen kiszámítható piaci hatásoktól.

Egy másik megoldandó probléma az energia-felvételi csúcs. Például egy nyilvános töltőállomáson egyszerre több elektromos autó töltésekor, vagy az iparban egy energiaigényes kísérleti berendezés alkalmazásakor a felhasználói igény meghaladhatja a hálózati szolgáltatóval szerződött keretet, ami túlfogyasztást eredményezhet.

Hálózati elosztó központok gondjai

A nap- és szélerőművek nehezen kiszámítható termelése különösen azért problémás, mert a fosszilis erőművek beindítása időigényes. Ezt korábban a várhatóan felhasználni szükséges áram előre becslésével ellensúlyozták, ennek kiszámítása azonban mára bonyolult és pontatlan lett.

Hogy a váratlanul felhős-szélcsendes időszakokat át lehessen hidalni, illetve hogy a piac felszabadítása megvalósulhasson, a villamos hálózatok regionális összekapcsolására került sor, amely azonban csökkenti az egyéni védelmi lehetőségeket, ezáltal pedig a másodlagos problémák ellen nincs védelem. Mivel a regionálisan összekapcsolt hálózatokon nagyon sok a termelő és a felhasználó, a szabályozó központokban rengeteg változót kell kezelni, amely lassítja és még tovább terheli a rendszert.

ESS rendszerek: konténerizált ipari energiatárolás

A korábbi években az alacsony C kisütési sávban dolgoztak az akkumulátorok, amely csupán lassú hozzáférést tett lehetővé. Ezzel szemben az új cellák már 4-8 C közti sávban is alkalmazhatók, azaz a bennük tárolt energia rövid idő alatt is hozzáférhető.

Erre építve ma már ipari igényeket kielégítő, MWh nagyságrendű, skálázható kapacitású ESS energiatárolási megoldások is elérhetők, konténerizált, önálló egységként.

Villamos hálózati felhasználás

A villamos hálózati felhasználóknak számos alkalmazásban kedvező az ESS energiatárolás. Alkalmazásával megoldható a napenergia termelési egyenetlenségeinek simítása (PV Smoothing). Továbbá az elosztó központok képesek tartalék képzésére, valamint áthidalható a fosszilis erőművek indítási ideje. Ma még nem épült ki ilyen szintű, több rétegű védelmet biztosító energiatároló rendszer, de az világosan látszik, hogy a hálózati bizonytalanságok kiegyensúlyozása elsősorban ilyen decentralizált megoldások sokaságával oldható meg.

A hálózat több pontján lehetséges haszonnal bevetni ESS energiatárolást

Ipari felhasználás

Hálózati felhasználás mellett az ipari felhasználásban is jelentős előnyökkel jár az ESS energiatárolók alkalmazása. Kurrens kérdés az elektromos autók elterjedése, így egyre gyakrabban fordulhat elő, hogy egy-egy töltőállomásokon akár mindegyik oszlopon nagy áramerősséget igyekeznek felvenni. Az ilyen fogyasztási csúcsokra fedezetet biztosít az ESS, gerinc infrastruktúra mellett alkalmazva pedig biztonsági tartalékként szolgálhat.

Ipari tevékenységek során számtalan különböző igény merülhet fel, függően attól, hogy csak hálózatról, vagy saját nap- vagy szélerőműről táplálná folyamatait a fogyasztó. Általánosságban elmondható, hogy a konténerizált ESS energiatároló rendszerek kültéren telepíthetők, tehát komoly ingatlan fejlesztést nem igényelnek, a hatásuk azonban jelentős:

• kiszűrik a hálózati hibákat és ingadozásokat,
• tartalékot biztosítanak a hálózati kiesés esetére,
• eltárolhatnak olcsón megtermelt vagy vásárolt áramot csúcsidőszaki felhasználásra, illetve
• fedezik az eseti fogyasztási csúcsokat.

Még az ilyen magas C kisütési sávban elérhető cellák is képesek 2000+ kisütési ciklusra. Erre figyelemmel nem csak a biztonságból fakadó indirekt megtérülést, de saját megújuló energiaforrásból táplálva akár direkt megtakarítási lehetőséget is biztosíthat az ESS energiatárolás.

A Balmex szolgáltatások új területe az ESS energiatárolás

Az ESS energiatárolás friss és fejlődő terület az energiaiparban, de már most egyértelmű, hogy az ipari méretű energiatárolás át tudja hidalni azokat a hálózati problémákat, melynek minden más megoldása hosszabb időtávon, jelentős hálózati beruházással lehetséges csak. Ezt mutatják a nemzetközi példák, ahogy egyre több helyen alkalmaznak ilyen megoldást.

Ennek megfelelően már Magyarországon is érzékelhető érdeklődés az ipari méretű akkumulátor technológia iránt. Az igények befogadására, projektek szakmai tervezésére készen állunk, lehetőségünk van akár a gyártó cég szakembereit bevonni a kivitelezésbe. Ha úgy érzi, nem akar várni a hálózatfejlesztési tervek bizonytalan megvalósulására, akkor lépjen velünk kapcsolatba!