Domů
Akumulace energie
Účinnost velkých bateriových úložišť a přečerpávacích elektráren v USA je srovnatelná
Zdroj: Vattenfall

Účinnost velkých bateriových úložišť a přečerpávacích elektráren v USA je srovnatelná

S rostoucím výkonem instalovaným v intermitentních obnovitelných zdrojích energie stoupá i význam akumulace. Zatímco historicky obstarávaly takřka veškerou akumulaci elektrické energie přečerpávací vodní elektrárny, aktuálně jsou na vzestupu bateriová úložiště díky poklesu jejich cen. Ani jedna z těchto technologií nicméně nedokáže do sítě vrátit veškerou odebranou elektřinu, přičemž podle dat americké vládní agentury je celková účinnost bateriových systémů i přečerpávacích vodních elektráren srovnatelná.

Intenzivní rozvoj akumulace bude jedním z klíčových prvků pro intenzivnější využívání solárních a větrných elektráren, aby bylo možné elektřinu dodat spotřebitelům i v době, kdy tyto zdroje nevyrábí. Jedním z nejdůležitějších parametrů akumulačních zařízení je jejich celková účinnost, tedy poměr odebraného a později dodaného objemu elektřiny.

Data shromážděná americkou vládní agenturou U.S. Energy Information Administration (EIA) nabízí srovnání těchto dvou nejrozšířenějších technologií na měsíční bázi za roky 2018 a 2019.

Měsíční procentuální srovnání celkové účinnosti bateriových úložišť a přečerpávacích vodních elektráren v USA. Zdroj: EIA

Zdaleka nejrozšířenější technologií, nejen ve Spojených státech, jsou stále přečerpávací vodní elektrárny, které umožňují akumulovat elektrickou energii do potenciální energie vody, která je obvykle v době nižší poptávky či spotové ceny elektřiny čerpána do horní nádrže a následně v období špičkové poptávky prohnána skrz vodní turbínu do spodní nádrže. Při každém takovém cyklu se nicméně část akumulované energie zmaří v podobě různých druhů ztrát. Podle dat EIA dosahovala průměrná celková účinnost přečerpávacích elektráren v USA v roce 2019 zhruba 79 %.

V posledních letech se naopak se slovu stále častěji dostávají bateriová úložiště, která nabízí řadu výhod v podobě rychlé reakce či možnosti snadného škálování výstavby vzhledem k jejich modularitě. Ani velká bateriová úložiště však nedokáží vrátit veškerou elektřinu dodanou na jejich nabíjení. Podle dat agentury se v roce 2019 pohybovala jejich průměrná celková účinnost na úrovni 82 %, tedy pouze mírně nad účinností přečerpávacích elektráren v témže roce.

Měsíční srovnání celkové účinnosti bateriových úložišť a přečerpávacích vodních elektráren v USA z pohledu odebraného a dodaného objemu elektřiny. Zdroj: EIA

Úvodní fotografie: Větrná elektrárna s bateriovým úložištěm. Zdroj: Vattenfall

Mohlo by vás zajímat:

Komentáře(37)
energetik
17. únor 2021, 11:19

Super, nic nového a převratného, ale zdejší zpátečníci to mají zase černé na bílém. Teď ještě i zde pustit akumulace do sítě za stejných podmínek jako přečerpávačky a v síti nastane regulační blahobyt s menším kolísáním frekvence. Jen přečerpávačky a teplárny které zatím výhradě dodávají systémové služby začnou brzy třít bídu z nouzí.

Vinkler
17. únor 2021, 11:23

ZAJÍMAVÝ ÚDAJ JE ŠPIČKA přečerpávaček V DUBNU 19, ANIŽ JE JASNÉ JAK SE DOSÁHNE TĚCH 90%. To napršelo?

Jakub
17. únor 2021, 17:45

Asi tak, dle těchto stránek: ncdc noaa gov/sotc/national/201904 na severozápadě byly od 2. do 14.4.2019 neustálé srážky. Mlhavě si vzpomínám, jak se Oregonem valily řeky místo potoků.

NN
17. únor 2021, 19:49

Dovolil bych si jakousi domněnku: Ta čísla za každý měsíc jsou prostý poměr množství energie výstupní/vstupní na el. měřácích od 1.dne v měsíci 0:00 do posledního dne v měsíci 24:00, ovšem informace o stavu vody v nádržích jaksi nepřibalena. Takže s velkým načerpáním vody přes půlnoc na začátku měsíce a mnohem menším přes půlnoci dalšího měsíce by to mohlo vzniknout. Napovídá tomu i ten "důleček" předcházejícího měsíce. Pokud ty nádrže nejsou (obě!) na nějakém toku, tak srážky asi velký význam nemají.

Martin V.
18. únor 2021, 19:29

Nevím jak v USA, ale u nás ve Štěchovicích ani na Dlouhých stráních déšť moc nepomůže, protože horní nádrže jsou bez přítoku. Zato Dalešice si při menším provozu a větším průtoku v řece Jihlavě můžou vylepšovat účinnost tímto "nečestným a nesportovním" způsobem výjimečně i nad 100 %. :-)

Vinkler
17. únor 2021, 11:29

Systémové služby pro přečerpávací elektrárny a pro teplárny jsou trochu o něčem jiném. Baterie mají kapacitu na hodiny. Přečerpávačky desítek hodin, teplárny obvykle neomezeně. Baterie jsou rychlejší, ale s omezenou kapacitou. Tedy se vhodně doplňují.

Martin P
17. únor 2021, 15:26

Přesně tak. Oba druhy akumulace mají svoje místo v energetické soustavě.

Ivan Novák
17. únor 2021, 16:39

Dokud bude nutné mít neustále připravenu stoprocentní výrobní zálohu pro případy, kdy jsou všechna úložiště prázdná, je to hlavně drahá hra mediálně zdatných neposedů.

Martin V.
18. únor 2021, 19:35

Podzemní zásobníky zemního plynu zvládnou uložit plnou spotřebu i na půl roku. To už na nezbedné OZE stačí. Zemní plyn je pak sice pohotový, ale není už jaksi obnovitelný (pokud nebudeme metan vyrábět jako součást bioplynu a jiných chemických procesů).

Petr
17. únor 2021, 12:38

Je docela trapné jak chtějí všichni možní stavět velkobaterkové kopie velkých přečerpávaček. Když by pro síť byla daleko výhodnější možnost jejich širokého rozprostření a decentralizace, třeba v rámci modernizace většiny transformátorů.

pr
17. únor 2021, 14:17

vyhozený prachy. Domácí akumulace takové řešení odsoudí k ekonomické neefektivitě. Nehledě na nedostatek místa v obci.

JD
17. únor 2021, 18:05

Na příkladu sousedního Německa je vidět, že segmentace trhu s bateriemi probíhá. Zahrnuje domácí / rezidenční využití, průmyslové aplikace a podpůrné služby pro energetiku. Tyto trhy se rychle rozvíjí.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352152X19309442

(Viz obr. 3)

petr
17. únor 2021, 12:42

Bateriové úložiště mají smysl v místě spotřeby, tedy na nízkém napětí...

PVE zase jsou přínosem pro vykrývání globálních potřeb či přebytků třeba z JE či OZE přes den...

Obě technologie mají své místo, ale nahrazovat PVE velkými bateriovými celky je hloupost.

Petr
17. únor 2021, 13:03

Tak nějaký smysl to má i v místě výroby, ale je obří cenový a užitečnostní rozdíl jestli je to u plynové elektrárny na 5 minut nebo u větrných či solárních polí na mnoho hodin. A těch baterk bude ještě hóóódně dlouho omezené množství, takže se musí i hóóódně přemýšlet o efektivitě.

Jiří
17. únor 2021, 16:50

Za 10 let bude globální výrobní kapacita baterií asi 5 TWh/rok.

Energetik 007
17. únor 2021, 13:34

Co je to za nesmyslný a lživý článek EROI u baterie je vždy menší než 1, EROI pro VVER je asi 100 pro CCGT tak 30, vodní elektrárna 50.

Pro baterie ... se používá ESOEI, který bere v úvahu i dobu životnosti, pro lion baterie 30 .. ale přečerpávačka má asi 700.

Z toho pro technicky znalého plyne že bateriové systémy jsou k ničemu.

Zapletal
17. únor 2021, 13:50

Zpráva je to dobrá. Ubude argument jaderné lobby proti OZE. Je to další hřebíček do rakve jaderné energetiky.

Martin P
17. únor 2021, 15:30

Baterie opravdu nejsou řešením pro soustavy bez jaderných zdrojů a naopak se 100% zdrojů obnovitelných. Jste vedle.

Vinkler
17. únor 2021, 15:35

Jaká dobrá zpráva. Vůbec se nepraví nic o ekonomice. Pouze se konstatuje, že průměrná účinnost EE in/ EE out je cca 80% u obojího.

Petr
17. únor 2021, 15:49

Já doufal, že ta účinnost bude lepší. Když přes to proženu přes cenu za německý solár za 55€, tak jen účinnost mi zdraží elektřinu na 69€! (55/0,8 = 68,75€) Pak tu psali, že baterie stojí 100$ za kwh, 100 000$ (83 000€) za mWh, takže při 10 000 cyklech (každý den jednou po 27 let!) to vychází 8,3€ na cyklus (celkem 77€) jen na cenu baterie bez dalších nákladů (údržba, úvěr, ....), takže kolik to bude komplet? 90€?

A to ještě výpočet předpokládá životnost 27 let a musíte každý den jednou nakoupit za 55€ a prodat za 90€, což je dost extrém.

Zatím je to hračka max. na podpůrné služby a stavěl bych jádro. ;-)

Vinkler
17. únor 2021, 16:51

No já taky, dříve se uváděla účinnost PVE asi 75% a měničů 96% tak jsem myslel, že to bude lepší. Sice nechápu tu špičku PVE v dubnu 19 na 90% ale i tak.

pr
17. únor 2021, 19:53

No super, už jste s panem Závodským dva. Ve dvou se to lépe táhne.

Zbyněk Poisl
17. únor 2021, 17:58

Účinnost vycucaná z prstu! Ještě, že neuvádějí víc než 100%!!! Stačí se podívat na účinnost elektrických akumulátorů a člověkovi je hned jasno! Mimo to. Účinnost přečerpávacích elektráren s časem roste u bateriových dost významně klesá! Navíc bateriová úložiště neumějí držet frekvenci, takže se neobejdou bez masivní podpory rotačních zdrojů (alternátorů.) Nadšení zastánců OZE a bateriové akumulace je pět předčasné!

Vinkler
17. únor 2021, 20:18

Mluvíte jako někteří zde zastánci OZE zcela bez argumentů.

1) bych nezpochybňoval odměřenou účinnost baterií a PVE i když mě překvapila

2) velká bateriová úložiště (tedy jejich FC) umí držet frekvenci, co není zcela jasné je paralelní regulace statisíců FC domácích baterií v síti

Ivan Novák
17. únor 2021, 23:11

Nestudoval jsem to, třeba sklidím posměch expertů, ale napadá mne, že možná je synchronní spolupráce velkého množství malých střídačů bez setrvačnosti, různě rozložených v síti, při rychlých přechodových dějích obtížná z fundamentálních fyzikálních důvodů, totiž kvůli telegrafním rovnicím.

Vinkler
18. únor 2021, 06:46

No určitě to souvisí, protože pokud nemají regulátory vnější řízení od nadřazeného regulátoru a jsou odkázány na měření na svých svorkách tak může hrát roli V destabilizaci dopravní zpoždění. A to souvisí s vlastnostmi vedení, jako délka, kapacita, indukčnost, přenosy VN, NN .... Myslím si, že bude nutno od regulačníků tuto oblast probádat a že bude nutno řídit regulátory po informační síti (obdoba internetu). Nyní je primární regulace rotačních strojů stabilizována setrvačností rotorů, tím pádem dopravní zpoždění není tak důležité. Sekundární a terciální regulace je řízena po informační síti od správce sítě, ovšem zde je čas reakce tak minuty až čtvrthodiny.

pr
17. únor 2021, 19:48

Tak dnešní události v cca. 19:40 - V parlamentě akumulaci ve výboru neschválili a půjdou se zeptat za těmi, kteří na MPO budou lobbovat za kamarádíčky s obr elektrárnami. Du blejt.

energetik
19. únor 2021, 07:41

Kvůli argumentům vlivné teplárenské lobby se tak zatím velkokapacitní baterie na akumulaci energie nedočkají potřebné licence k podnikání v tuzemsku.

Na zvýšenou aktivitu zástupců teplárenské lobby Jiřího Feista a Martina Hájka v kuloárech sněmovny upozornili přítomní pozorovatelé ve sněmovně.

Energetik 007
18. únor 2021, 06:16

Článek i mnozí diskutující pravděpodobně neví co to je ESOI tedy poměr energie skladované po dobu životnosti a energie vložené do výroby úložiště.

Přečerpávací elektrárna vyrobí 700 x více

Lion baterie pouze asi 30 x více

Vinkler
18. únor 2021, 06:33

Myslím, že daleko důležitější jsou investiční a provozní náklady. I když to spolu s ESOI nepřímo souvisí.

Energetik 007
18. únor 2021, 07:52

Provozní náklady tedy OPEX mají baterie rozhodně větší než přečerpávací elektrárna

hellokitty
18. únor 2021, 11:04

uvidime ako s tymito cislami zamavaju solid state baterie

Krajtl
18. únor 2021, 06:45

Co se synchronizace frekvence týče, mám pocit že se to řeší pomocí synchronizace času přes GPS.

Vinkler
18. únor 2021, 06:53

Ano i ne. Synchronizace frekvence jako takové ne. Měření frekvence a přesná regulace frekvence v síti EU se měří pomocí signálu od GPS a dorovnává se celkový denní počet period na stejnou hodnotu za den. Tj co se v denní části třeba zpozdí, to se v noci dožene.

pr
19. únor 2021, 15:21

Hmm, zcela zbytečná činnost kterou nikdo nepotřebuje a není ochoten ji platit. Pouze zvyšuje náklady na výrobu.

Adam
18. únor 2021, 12:27

S takovou za chvíli přijdou opět do módy akumulační kamna.

No dobře, místo metráků šamotek, to bude akumulační nádoba a tepelné čerpadlo

pr
19. únor 2021, 15:23

Pozdě, už je to realita. A místo nádoby slouží beton v podlaze podlahového topení.

Komentáře pouze pro přihlášené uživatele

Komentáře v diskuzi mohou pouze přihlášení uživatelé. Pokud ještě účet nemáte, je možné si jej vytvořit na stránce registrace. Pokud již účet máte, přihlaste se do něj níže.

V uživatelské sekci pak můžete najít poslední vaše komentáře.

Přihlásit se