Skladištenje električne

energije dobijene iz

obnovljivih izvora energije

DIPL. MAŠ. INŽ. M. MILANOVIĆ, INOVACIONI CENTAR MAŠINSKOG FAKULTETA, KRALJICE MARIJE 16, BEOGRAD

PROF. DR M. KOMATINA, MAŠINSKI FAKULTET UNIVERZITETA U BEOGRADU, KRALJICE MARIJE 16, BEOGRAD

Uvod

U svetu je u 2014. godini instalirano oko 128GW novih OIE postrojenja

za proizvodnju električne energije što predstavlja više od 45%

ukupno instaliranih kapaciteta za proizvodnju električne energije.

U zemljama EU oko 11% kapaciteta za proizvodnju električne

energije čine postrojenja koja koriste energiju vetra i solarnu energiju

(Portugal 24,5%, Španija 23,9%)

Zbog promenjivog karaktera OIE, električna energija proizvedena

pomoću njih, kao i njihovo priključivanje u elektro energetski sistem

zahteva pažljivu analizu.

Jedno od rešenja za premošćivanje razlike između proizvodnje i potrošnje električne energije je korišćenje sistema za skladištenje

električne energije (SEE).

Snabdevanje el. energijom

Potrošnja električne energije je karakteristična

po tome da se značajno menja na dnevnom,

nedeljnom, mesečnom i godišnjem nivou.

Proizvodnja i potrošnja električne energije

moraju da budu uskladjene.

S obzirom da proizvedena električna energija

ne može da se uskladišti u okviru elekto mreže,

usklađivanje proizvodnje i potrošnje električne

energije predstavlja izazov.

Postoji nekoliko mera koje se primenjuju da bi se sačuvala stabilnost elektro energetskog

sistema.

Snabdevanje el. energijom

Nekoliko tipova elektrana su u upotrebi:

Bazne elektrane pokrivaju velike stalne zahteve za električnom energijom nezavisno od sezone ili doba dana.

Elektrane srednjeg kapaciteta se koriste za pokrivanjesezonskih i dnevnih potreba.

Jedinice (agregati) za pokrivanje vršne snage (pikova) rade svega nekoliko stotina sati godišnje.

Vrlo važna mera koja doprinosi stabilnosti i pouzdanosti mreže je spajanje električnih mrežazemalja u regionu. Jedan primer regionalne mrežeje ENTSO-E (European Network of Transmission System Operators for Electricity), koja obuhvata 34 zemalja od kojih su vec ina deo Evropske Unije.

Korišćenje OIE za proizvodnju el. energije

Osnovna prednost proizvodnje električne energije iz OIE je manja

emisija štetnih materija u životnu sredinu, a samim tim smanjeno

zagađenje, kao i uticaj na globalno zagrevanje.

Električna energija proizvedena iz OIE može se posmatrati kao

ušteda u proizvodnji el. energije iz konvencionalnih elektrana.

Osnovni tehnički problemi kod uključenja OIE u EES su u tome da je

proizvodnja el. energije znatno varira u zavisnosti od klimatskih

uslova.

Pored problema povezanih sa predviđanjem potrošnje, javljaju se i

problemi u vezi sa predviđanjem proizvodnje električne energije.

Korišćenje OIE za proizvodnju el. energije

Neto opterecenje (zelena linija na slici) predstavlja količinu el.

energije koju je potrebno proizvesti iz konvencionalnih elektrana.

Korišćenje OIE za proizvodnju el. energije

Fleksibilnost električne mreže igra veoma važnu ulogu u pouzdanosi

električnog sistema. Na slici su predstavljeni nefleksibilni (levo) i

fleksibilni (desno) električni sistem sa visokim učešćem

vetroelektrana.

Skladišta El. Energije (SEE)

Opšteprihvaćeni pristup klasifikacije SEE sistema je prema obliku

energije koji se koristi

SEE sistemi su klasifikovani u mehaničke, elektrohemijske, hemijske,

električne i termalne sisteme za skladištenje električne energije

Klasifikacija Sistema za skladištenje električne energije

Mehaničko

skladište energije

Elektrohemijsko

skladište energije

Hemijsko skladište energije

Električno skladište energije

Termalno skladište energije

- Hidro skladište

(pumpana voda)

- Komprimovani

vazduh

- Zamajci

- Sekundarne baterije

(Olovne / NiCd / NiMh /

Li / NaS)

- Protočne baterije

(Redoks / Hibridne)

- Vodonik

(Elektrolizer /

Gorive ćelije /

SNG)

- Višeslojni

kondenzatori

- Superprovodnički

magnetni

kalemovi

- Skladište osetne

toplote

(istopljena so)

- Skladište

latentne toplote

(akumulatori

leda)

Skladišta El. Energije (SEE)

Do sada je izvedeno samo nekoliko tehnoloških rešenja za

skladištenje el. energije čiji instalirani kapacitet prelazi 100 MW:

Neke vrste baterija

Pumpanje vode u rezervoare

Komprimovani vazduh

Toplotna skladišta energije

Skladišta el. energije, SEE moraju da ispune ekološke i ekonomske

zahteve

SEE mora da bude efikasno, ekološko i isplativo

Primena u zgradarstvu

U „pametnim“ zgradama se el. energije dobijena pomoću sunčevih

kolektora skladišti u baterijama, i to najčešće litijum jonskim.

Skladišta toplotne energije ne skladište direktno el. energiju, kao

elektrohemijska skladiša, ali mogu indirektno doprineti smanjenju

vršne potrošnje el. energije.

U Sjedinjenim Državama se npr. oko 6% proizvedene el. energije troši

isključivo na klimatizaciju zgrada

Skladišta leda mogu naći svoju primenu u oblasti klimatizacije

U sprezi sa OIE skladišta električne energije predstavljaju perspektivu u „pametnim“ zgradama budućnosti.

Zaključak

Veća implementacija OIE značila bi smanjenu zavisnost od fosilnih

goriva, kao i smanjeno zagađenje, čime bi se uticalo i na problem

globalnog zagrevanja i klimatskih promena.

Zbog nepredvidivog karaktera OIE, a samim tim i proizvedene

električne el. energije, integracija OIE u električnu energetsku mrežu

predstavlja veliki izazov.

Pri većem učešću energije vetra (više od 30%), razlika izmeđuminimalnog i maksimalnog neto opterecenja predstavlja ključni

faktor koji opravdava upotrebu tehnologija kao što je skladište

energije.

U sprezi sa OIE skladišta električne energije predstavljaju perspektivu

u „pametnim“ zgradama.

HVALA NA PAŽNJI !