Účinnost různých systémů ukládání elektrické energie Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Ústav plynných a pevných paliv a ochrany ovzduší Technická 5, 166 28 Praha 6, Česká Republika Účinnost různých systémů ukládání elektrické energie Ing. Veronika Šnajdrová T. Hlinčík, K. Ciahotný TVIP 2017, Hustopeče 21. – 23. 3. 2017

Koncept Power-to-Gas Ing. Veronika Šnajdrová – Účinnost různých systémů ukládání elektrické energie.

Technologie pro akumulaci elektrické energie Přečerpávací vodní elektrárny (PVE) Akumulace do stlačeného vzduchu (CAES) Elektrochemické články: Pb akumulátory Li-ion akumulátory Průtokové baterie Superkondenzátory Setrvačníky Ing. Veronika Šnajdrová – Účinnost různých systémů ukládání elektrické energie.

Přečerpávací vodní elektrárny (PVE) Dva zásobníky vody, které jsou umístěné v různých nadmořských výškách. Při ukládání energie je voda čerpána ze spodního do horního zásobníku. Při výrobě energie je voda z horního zásobníku vypouštěna dolů přes turbínu, která vyrábí elektrickou energii. Zásobníky vody slouží nádrže, jezera či řeky v horských oblastech. Účinnost se pohybuje v rozmezí 50 – 85 %. Štěchovice II, Dalešice a Dlouhé Stráně. Ing. Veronika Šnajdrová – Účinnost různých systémů ukládání elektrické energie.

Uspořádání PVE Dlouhé Stráně Ing. Veronika Šnajdrová – Účinnost různých systémů ukládání elektrické energie.

Akumulace do stlačeného vzduchu (CAES) Při akumulaci elektrické energie je vzduch vtláčen kompresorem do zásobníku. Zpět je elektrická energie získávána expanzí vzduchu na turbíně. Zásobníky mohou být přírodní jeskyně, nebo uměle vytvořené taverny. Účinnost se pohybuje v rozmezí 27 – 70 %. Ing. Veronika Šnajdrová – Účinnost různých systémů ukládání elektrické energie.

Akumulace do stlačeného vzduchu Ing. Veronika Šnajdrová – Účinnost různých systémů ukládání elektrické energie.

Elektrochemické články Chemický princip akumulace energie. Energie je uchovávána v chemických vazbách elektrodového materiálu. Vratné reakce elektrodového materiálu s ionty z elektrolytu. Účinnost elektrochemických článků se pohybuje v rozmezí 75 – 95 %. Ing. Veronika Šnajdrová – Účinnost různých systémů ukládání elektrické energie.

Elektrochemické články Pb akumulátory: Nejstarší a nejrozšířenější akumulátory. Výhodou je velká odolnost vůči nízkým teplotám, bezpečnost a cena. Nevýhodou je jejich ekologická zátěž. Ing. Veronika Šnajdrová – Účinnost různých systémů ukládání elektrické energie.

Elektrochemické články Li-ion akumulátory: Vyznačují se velkou hustotou energie i účinností . Vhodné do přenosných zařízení a pro krátkodobé zálohování energie. Nevýhodou je ztráta akumulační kapacity při hlubokém vybíjení, což vede ke snižování životnosti baterie. Ing. Veronika Šnajdrová – Účinnost různých systémů ukládání elektrické energie.

Elektrochemické články Průtokové baterie: Dva rezervoáry naplněné elektrolytem, který proudí elektrochemickým článkem. Hustota baterií je dána množstvím elektrolytu a hustota výkonu je ovlivněna chemickými reakcemi probíhajícími na elektrodách. Vhodné na dlouhodobé zálohování energie. Ing. Veronika Šnajdrová – Účinnost různých systémů ukládání elektrické energie.

Elektrochemické články Superkondenzátory: Elektrický náboj zde není uchováván chemicky, ale fyzikálně, tedy elektrostatickou silou na povrchu elektrod. Vynikají schopností přijmout velké množství náboje v krátkém časovém intervalu. Vhodné na krátkodobé pokrytí špičkových proudů. Ing. Veronika Šnajdrová – Účinnost různých systémů ukládání elektrické energie.

Setrvačníky Fungují na principu kinetické energie. Získává se pomocí elektrického příkonu, který roztáčí rotor. Při ukládání je setrvačník zrychlován elektrickým motorem. Elektrická energie je získávána zpět z generátoru, který je poháněn setrvačníkem. Účinnost se pohybuje v rozmezí 90 – 95 %. Ing. Veronika Šnajdrová – Účinnost různých systémů ukládání elektrické energie.

Schéma setrvačníku Ing. Veronika Šnajdrová – Účinnost různých systémů ukládání elektrické energie.

Závěr Aby bylo možné obnovitelné zdroje energie nahrazovat konvenčními, je třeba do elektrické sítě zařadit systémy pro akumulaci elektrické energie. Systém Účinnost [%] PVE 50 – 85 CAES 27 – 70 Elektrochemické články 75 – 95 Setrvačníky 90 – 95 Power-to-Gas: vodík* 48 – 62 Power-to-Gas: methan* 43 - 54 * Elektřina → plyn → elektřina + teplo (plynová turbína) Ing. Veronika Šnajdrová – Účinnost různých systémů ukládání elektrické energie.

Děkuji Vám za pozornost! email: snajdrov@vscht.cz Ing. Veronika Šnajdrová – Účinnost různých systémů ukládání elektrické energie.