Nowy ekonomiczny akumulator przepływowy otwiera drogę do przyszłości opartej na energii odnawialnej
Czysta i zrównoważona energia jest realną odpowiedzią na dzisiejszy kryzys energetyczny. Same farmy fotowoltaiczne i turbiny wiatrowe to za mało, by energia odnawialna przyniosła korzyści społeczeństwu i środowisku. Postępy w tej dziedzinie wymagają rozwiązania problemu losowej i przerywanej dostępności energii ze źródeł odnawialnych. Gromadzenie nadwyżki energii elektrycznej jest kluczowe dla zwiększenia elastyczności i niezawodności sieci energetycznej oraz wspierania autonomicznych systemów energetycznych. Dostępne technologie magazynowania energii nie spełniają jednak złożonych wymagań technologicznych, środowiskowych i ekonomicznych sektora źródeł odnawialnych. Szukając sposobu na przechowywanie energii odnawialnej, uczestnicy finansowanego przez UE projektu VR-ENERGY opracowali nowy model wanadowego akumulatora przepływowego redox. Jest to elastyczne, modułowe rozwiązanie, którego rozmiar można precyzyjnie dostosować do związanych z mocą i energią potrzeb instalacji energetycznej opartej na źródłach odnawialnych. Ponadto niezależnie od liczby cykli pracy akumulator zachowuje ponad 80 % swojej sprawności nawet przy niskim poziomie naładowania oraz 100 % swojej pierwotnej pojemności, charakteryzuje się długim okresem eksploatacji, a konserwacji wymaga jedynie w niewielkim stopniu. Trzonem stworzonej przez zespół VR-ENERGY technologii jest autorska „jednoogniwowa” konstrukcja, w której każde ogniwo działa niezależnie. Najważniejsze parametry eksploatacyjne każdego ogniwa – napięcie, przepływ elektrolitu, stan naładowania i dystrybucja prądu w ogniwie – są monitorowane i kontrolowane elektronicznie. To właśnie konstrukcja w połączeniu z kilkoma innymi innowacjami decyduje o niepowtarzalnych właściwościach układu: całkowitej adaptacji do potrzeb, wysokiej sprawności, długim okresie eksploatacji, bezpiecznej pracy i pełnym dostosowaniu do przetwarzania energii ze źródeł odnawialnych.
Tworzenie rozwiązań magazynujących o dowolnej skali
W sektorze energii odnawialnej widoczne są dwa główne trendy: bardzo szybki wzrost mocy produkcyjnej instalacji oraz ogromny i postępujący dalej spadek kosztów. „Technologia magazynowania energii jest kluczem do zwiększenia udziału zmiennych źródeł odnawialnych, ale aby pozostać opłacalną, musi ona nadążać za tymi trendami”, zauważa Luis Collantes, koordynator projektu VR-ENERGY. Elastyczność nowych wanadowych akumulatorów przepływowych pozwala na ich dostosowywanie do potrzeb instalacji opartych na źródłach odnawialnych, takich jak parki fotowoltaiczne i farmy wiatrowe różnych rozmiarów”, dodaje Collantes. Inaczej niż rozwiązania litowo-jonowe wanadowe akumulatory przepływowe redox nie utrzymują stałego stosunku mocy do energii, czyli stosunku mocy wejściowej lub wyjściowej akumulatora do energii, którą akumulator może przechowywać. Elektrolit jest przechowywany w dwóch osobnych zbiornikach połączanych z reaktorem, w którym może zachodzić wymiana elektronów. Napięcie regulują elektrody w ogniwach, a całkowita pojemność akumulatora zależy od rozmiaru zbiorników. Zwiększenie liczby ogniw elektrochemicznych i ilości elektrolitu pozwala zwiększyć odpowiednio moc i pojemność wanadowego akumulatora przepływowego redox.
Niższe koszty mogą przyspieszyć komercjalizację
„Sektor magazynowania energii jest nowy i nieustannie się rozwija, zmieniając oblicze rynku energii odnawialnej. Ekonomia skali i krzywe uczenia się będą miały ogromny wpływ na różne gałęzie sektora energii odnawialnej, dlatego rozumiemy, że podstawowe elementy naszej technologii muszą być bardziej konkurencyjne cenowo, by miała ona rzeczywisty wpływ na zrównoważony rozwój. W celu obniżenia kosztów na wszystkich płaszczyznach wdrożymy kombinację różnych modeli biznesowych i zapewnimy wyższą zgodność z normami przemysłowymi”, wyjaśnia Collantes. By duże systemy magazynowania energii udało się skomercjalizować, w ciągu następnych pięciu lat ceny muszą drastycznie spaść z obecnego poziomu 500–1 200 euro za kWh do poniżej 100 euro za kWh.
Słowa kluczowe
VR-ENERGY, energia odnawialna, magazynowanie energii, moc, wanadowy akumulator przepływowy redox
