Eger, 2007. november 28

-1-

Energy Storage & Power Quality Solutions

Eger,

2007. november 28.

-2-


NapirendNapirend - - kkulcskulcskérdésekérdések

• Hogyan működik a folyadék-akkumulátor? Alapelve és anyagai

• A VRB Power Systems Inc. bemutatása

• Méretei: kW-MW és kWh-MWh

• Áram/szolgáltatás minősége – reakcióidő, meddő energia

• ‘Black Start’ képesség

• Forgótartalék képesség

• Széláram kiegyensúlyozása energiatárolás által

• Környezetvédelmi aggályok?

• Különböző demonstrációs projektek

-3-


VRB Folyadék Akkumulátor TechnológiaVRB Folyadék Akkumulátor Technológia

Töltés: Elektronok áramlanak az akkuba. A protonok ellenáramlása kiegyenlíti a töltést.Kisülés: Protonok visszaáramlanak eredeti állapotukba, az elektronok kiáramlanak az akkuból és kiegyenlítik a töltést.

-4-


Load or utility 20kV

Isolation and step up/

down transformer

PCS modules

PCS modules

PCS modules

PCS modules

PCS modules

PCS modules

Stacks

Services

Modulos vázlatModulos vázlat

-5-


Tank47 000L

3.6m Dia. X 5m H

Tank47 000L

3.6m Dia. X 5m H

Tank47 000L

3.6m Dia. X 5m H

Tank47 000L

3.6m Dia. X 5m H

8.0

m.

4.0

m.

Épület kialakítása (nagyobb rendszernél)Épület kialakítása (nagyobb rendszernél)

35m x 60 metres 2 stories

-6-


TelephelyTelephely – Richmond – Richmond / / Vancouver,Vancouver, BC, BC, Canada Canada

• NyRt., amely a VRB-ESS (VRB-Energy Storage System) gyártója

• Telephely: Vancouver, Canada

• 48 dolgozó/képviselő 4 országban

• A VRB and Regenesys szabadalmak tulajdonosa / felügyelője világszerte

• Cél: megújulók (szél), szigetüzemek, telekommunikáció, áramszolgáltatók (5kW-10MW x 10 óra)

• Gyártókapacitás:50kW cellakötegek – kb.15MW (300)5kW cellakötegek – kb.12.5MW (2,500)

-7-


Mi is az Mi is az a VRB Energy Storage System?a VRB Energy Storage System?

• Egy elektrokémiai energia-tároló rendszer, mely környezeti hőmérsékleten működik

• Elve a vanádium különböző ionizált formáinak redukcióján és oxidációján alapul

• Egy folyadék-akkumulátor, mely egyetlen eleme a vanádium – így keresztszennyeződés nem léphet fel

• Az elektrolit sosem használódik el – magas maradványérték

• Az energiát (elektromosságot) folyékony formában végtelenül lehet tárolni – nagyon alacsony az önkisülése

• Reverzibilis tüzelőanyag cella – egyazon anyag (vanádium) oxidációja és redukciója

• Mélyciklusok (20 to 80%) száma >15,000

• Azonnali energiavisszanyerés (< 1ms)

• Az akku olyan gyorsan tölthető, mint ahogy kisül (1:1)

• A teljesítmény és tárolt energia mennyisége külön meghatározható

• Nagyon alacsony karbantartási igény

-8-


Hogyan működik aHogyan működik a VRB-ESS VRB-ESS ? ?

Töltés közben az egyenáram e--okat továbbít

az akkunak. Ezen e--okat a vanádium elektronfelhője fogadja be és tárolja.

A többlet-e--ok által a protonok (a sav és víz hidrogénatomjai) átáramlanak a membránon

az alacsonyabb feszültség felé.

Kisüléskor a protonok visszaáramlanak a membránon. A protonok mozgása csekély töltésváltozást okoz, mely a

vanádium többletelektronjainak mozgása egyenlít ki. Az elektronok ezen áramlása az akku egyenáram-leadása.

A vanádium különböző ionizált formáinak redukcióján és oxidációján alapul.

Kénsavban oldva a vanádium mind e--leadóként, mind e--felvevőként működik

Töltés

Kisülés

V 4+ V 5+ + e - V 3+ + e- V 2+

Redukció folyamataOxidáció folyamata

V 5+ + e - V 4+ V 2+ V 3+ + e-

-9-


MiMi is is a a VanVanáádium?dium?

A vanádium egy ezüstös átmeneti fém, normál

állapotban 23 protonja és elektronja, ill. 28 neutronja van.

A Vanádium az egész világon megtalálható ásványi formában, pl. olajmezőkön vagy finomítók és szénégetők pernyéjében.

Elsősorban adalékként használják vashoz, acélhoz vagy titániumhoz, hogy szilárdabbá, tartósabbá tegye őket.

Hiveld Steel és a Vanadium of South Africa a világ legnagyobb Vanádium-előállítói és a VRB stratégiai partnerei a beszerzésben.

A Vanádium a periódusos rendszer 23. eleme

Atommag

-10-


VanVanáádiumdium, ahogy bányásszák, ahogy bányásszák

-11-


MűködésiMűködési Param Paramééterterekek

• Hőmérséklet tartomány: 0ºC - 40ºC (nincs fagyveszély)

• Elektrolit koncentráció: 1.6 - 2.4 mol/liter

• Kénsavkoncentráció: 2 - 4 mol/l (ólomsavas akkuk 30%-a)

• Electrolit veszélyességi besorolása: EEC 8, 6.1

• Reakcióidő <1ms

• Fajsúly: 1.36 -1.47 kg/liter

• Energiasűrűség: 16 - 30 Wh/kg

-12-


AA VRB VRB ttechnolechnológia jelenlegi helyzeteógia jelenlegi helyzete

• Jelenlegi fókusz: vanádium-alapú VRB ESS– 5kW-10MW - 12 óra időtartamig– Méretezhető különböző alkalmazásokra

• Teljesítmény: 5kW-os vagy 50kW-os egységekből

• Tárolt energia: elektrolit hozzáadásával

– Egész világra kiterjedő szabadalmak*• Erős portfolió a Pinnacle / Sumitomo

megszerzéséből

* Excl. Ausztrália.

-13-


AA VRB-ESS™ VRB-ESS™ technológiai előnyei technológiai előnyei

• 70% feletti hatásfok – nagyobb berendezéseknél

• Alacsony önkisülése miatt töltött állapotban marad, gyakorlatilag végtelenül

• Tárolt energia-mennyiség könnyen növelhető elektrolit hozzáadásával

• Ha keverednek is az elektrolitok, ez nem vezet keresztszennyezéshez

• Működéséhez nem kell operátor, karbantartási költségei nagyon alacsonyak ($0.003/kWh)

• Környezeti/alacsony működési hőmérséklet

• >13,000 mélyciklus, mielőtt a membránt cserélni kellene

• Integrált, kifinomult, multi-kvadráns, gyorsreagálású PCS (vezérlőrendszer) folyamatosan gondoskodik meddő energiáról (VAR)

-14-


Környezeti előnyökKörnyezeti előnyök

• Nincsenek nehézfémek (mint pl. ólom, nikkel, cink, kadmium)

• Nincsenek halogének (Kyotoi Egyezmény)

• Az ólom-savas akkumulátorokhoz viszonyítva, a főbb környezetkárosító

komponensek (CO2, SO2, CO, CH4, NOx) kibocsátása 7-25%-a azoknak a

termék élettartama alatt

• Ezt a rendszert nagyon gyorsan fel lehet tölteni, az ólom-savas

akkumulátorok feltöltési idejének töredéke alatt. Az 1:1-es

feltöltés/mélykisütési arány ideális a szélerőműves alkalmazásokhoz

• A VRB-ESS™ -ben alkalmazott elektrolitek élettartama végtelen

- nincsenek hulladékkezelési problémák

- teljes mértékben újrahasználható

A Zöld Akkumulátor

-15-


Energiatároló technológiák összevetéseEnergiatároló technológiák összevetése

Attribute VRB-ESS Lead ACID ZBr Li Ion

Energy density/footprint x x x goodFirst Cost good x good xLife cycles good x x goodLife cycle cost good x x goodefficiency good x good goodcharge discharge ratio good x x xO&M good x x goodAvailbility/reliability good x x goodVoltage over cycle good x good goodCertainnty /predciatbility of SOC good x good xDOD good x good goodEnvironment toxity x x x xweight x x x goodGass/emmissions good x x goodoperating Pressure good good good goodoperating Tempertaure good good good goodIdling capability good good x good

kWh range good x x x

-16-


Energiatermelési profil tárolással és anélkülEnergiatermelési profil tárolással és anélkül

-17-


Szélenergia stabilizálása VSzélenergia stabilizálása VRB-ESS RB-ESS alkalmazásávalalkalmazásával

(1). Sum of generators output

Time [s]

[kW]

(2).Battery is charging

(2).Battery is discharging(3).Target output (T=large)

G

Battery

No. 1 ～ No. n Gen

(3).Target output

(1). Sum of Generator Outputs

(2).Battery output

G

G

G

(3).Target output (T=short)

1/(1+Ts)(1).Gen output (2).Battery output

(3).Target output

－＋

T: Time constant value

-18-


8:00:00 10:00:00 12:00:00 14:00:00 16:00:00

• A VRB-ESS (kék) folyamatosan működik a szélpark termelésének (zöld) kisimítására

• A szélpark névleges teljesítményének 20%-a már jelentős kisimulást eredményez a szélpark+akkumulátor összteljesítményét (piros) tekintve

• A VRB-ESS egész nap ‘intelligensen’ töltődik, az 50%-os SOC-t fenntartva

J-PowerJ-Power: szélerőmű-teljesítmény napi kisimítása: szélerőmű-teljesítmény napi kisimítása

-19-


Semmilyen más technológia nem tudja ezt gazdaságosan vagy technikailag megoldani

Naponta Naponta 600600 ciklus egy ciklus egy 6MW6MW-os szélerőműparknál-os szélerőműparknál

-20-


Piaci szegmensekPiaci szegmensek – – a a VRB-ESSVRB-ESS™ ™ előnyei előnyei

• Jelentős üzemanyag/károsanyag csökkenés • Csökkent karbantartási költségek• Lehetővé teszi a szél/napenergiákkal való párosítást

• 3-4 éves megtérülés / ROI kb. 30%

• Jelentősen hosszabb élettartam (> 10 év) • Alacsony karbantartási költségek• Mélykisütési képesség• Legkisebb környezeti hatás

• Kisimított teljesítmény• Hálózati stabilitás• Magasabb bevételek az áramátadásból• A kiesett szél hasznosítása

• Csúcsidő-levágás• Terheltség kiegyenlítése• Infrastruktúra hatékonyabb használata• Tőkeberuházás felfüggesztése

-21-


Az energiatárolás felvevőpiacaiAz energiatárolás felvevőpiacai

• Energia- és áramárak dinamikusan emelkednek

• Újabb és újabb piacoknak lesz gazdaságos alternatíva, egyre gyorsabban

Multiple Addressable Markets

Current VRB Cost Range – decreasing on volume

Load LevelingLoad Leveling

RenewableRenewable

ArbitrageArbitrage

RAPS – Wind / DieselRAPS – Wind / Diesel

TelcoTelco

$500 million / y

$1 billion / y

$1 billion / y

$2 billion / y

$1 billion / y

$ billions / y

Commercial or end user markets

Utility or Cooperative

T&D DeferralT&D Deferral

$0

$100

$200

$300

$400

$500

$600

$700

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011

Pri

ce /

KW

H (

US

$)

CAPEX Customer Willingness to pay to achieve acceptable returns in

$/kWh

-22-


VRB-ESS VRB-ESS jelentős költségcsökkentése jelentős költségcsökkentése a gyártott darabszám növekedésévela gyártott darabszám növekedésével

Projected VRB-ESS Cost at Various Manufacturing Volumes (as % of 2006 Cost)

0%

10%

20%30%

40%

50%

60%

70%80%

90%

100%

Current (2006) 10 MW 100 MW

Cumulative Manufactured Volume

To

tal S

yste

m C

ost

PCS and Controls Balance of Plant Cell Stacks Electrolyte

100%

89%

69%

-23-


Bizonyított technológiaBizonyított technológia – VRB Power – VRB Power

• Castle Valley, Utah: 250 kW x 8 óra VRB-ESS PacifiCorp. Projekt

• 3 év sikeres működtetés

• US$4M tőkebefektetés alternatívája

• Csúcsidő-levágás – megtérülése 3-4 év

-24-


Bizonyított technológia Bizonyított technológia – Pinnacle VRB– Pinnacle VRB

• King Island, Ausztrália: 250 kW x 4 óra VRB-ESS szél-dízel szigetüzem

• 4 éves megtérülés a csökkentett üzemanyag- és karbantartási költségekből

• Károsanyag-kibocsátás 46%-kal csökkent

-25-


Bizonyított technológiaBizonyított technológia - Sumitomo - Sumitomo

• Sapporo, Japán: 4 MW x 1.5 óra VRB-ESS szélerőműpark alkalmazás

• Japánban több hasonló berendezés is létezik

-26-


Bizonyított technológia –Bizonyított technológia – SorneSorne HillHill, Írország, Írország – 32MW – 32MW szélerőműparkszélerőműpark

VRB telep

-27-


A A VRB-ESSVRB-ESS műszaki előnyei a műszaki előnyei a telekommunikációs és a napelemes piacokontelekommunikációs és a napelemes piacokon

• 5 – 15kW

• Nem kell újra és újra feltölteni

• Hosszú élettartam (> 10 év) – elektrolit nem használódik el

• Magas hatásfok (kb. 80%)

• Nem csökken a hatásfok a mélyciklusoktól

• Alacsony karbantartási igény

• Mindig üzemkész – nincs szükség áthidaló áramra – SOC-t mindig tudjuk

• Hosszú időtartamú tárolás nem függ az áramellátástól – méretezhető 12 óráig

• Zárt kör, nincs emisszió – nincsenek hulladékproblémák

• Nincs gyúlékony anyag

-28-


VRB VRB ESSESS – – UPS (szünetmentes)UPS (szünetmentes) piacpiac

• 12 méteres konténerben

• South Carolina Air National Guard radar rendszere – 30kW x 2 óra = 60kWh

• Mobiltelefon-antenna telepeknél 12 órás backup (tartalék) is szükséges (biztonsági és katasztrófa-helyreállítási okokból)

-29-


Sales / CustomersSales / Customers

• Tapbury Management – 1.5MW x 8hr VRB-ESS for Irish wind farm

• PacifiCorp – 250kW x 8hr VRB-ESS (3 years of successful operation)

• Pinnacle - 1MWH and 3 x 10kWh VRB-ESS for RAPS applications in Australia

• Magnetek – Letter of Intent for Eighty, 5kW VRB-ESS systems

• Risø – 15kW x 8hr (120kWh) VRB-ESS, Danish wind applications

• Eskom – 10kWh VRB-ESS, back-up for substation of major South African utility

• Solon AG – 10kWh VRB-ESS, solar applications in Germany

• University of Alaska – 10kWh VRB-ESS, assessment in RAPS applications

• South Carolina Air National Guard – 30 / 60 kW x 2hr VRB-ESS, back-up power

• National Research Council Of Canada – 10kWh VRB-ESS, RAPS

• Strategic order focus – repeat orders, high profile, local market acceptance

• Strong order pipeline

-30-


Eger,

2007. november 28.

Köszönjük figyelmüket és várjuk kérdéseiket !

Documents

Eger, 2007. november 28