محطة شحن بطارية ليثيوم لتخزين الطاقة

أعلنت NV Energy عن شراكة مع Google لإنتاج "أكبر اتفاقية شركة تعمل بالطاقة الشمسية مدعومة بالبطاريات في العالم". يقع المشروع الجديد في ولاية نيفادا مع سعة تخزين للبطارية تبلغ 250-280 ميجاوات ، وسيعمل على تشغيل مركز بيانات هندرسون التابع لشركة Google بالقرب من لاس فيجاس. تحت الإنشاء في عام 2015 ، مشروع جنوب كاليفورنيا إديسون بقدرة 400 ميجاوات (100 ميجاوات لمدة 4 ساعات). تم تطويره بواسطة AES Energy وهو عبارة عن نظام بطارية ليثيوم أيون. وجد جنوب كاليفورنيا إديسون أسعار تخزين البطاريات قابلة للمقارنة مع مولدات الكهرباء الأخرى. أعلنت NV Energy عن شراكة مع Google لإنتاج "أكبر اتفاقية شركة تعمل بالطاقة الشمسية مدعومة بالبطاريات في العالم". يقع المشروع الجديد في ولاية نيفادا مع سعة تخزين للبطارية تبلغ 250-280 ميجاوات ، وسيعمل على تشغيل مركز بيانات هندرسون التابع لشركة Google بالقرب من لاس فيجاس. تحت الإنشاء في عام 2015 ، مشروع جنوب كاليفورنيا إديسون بقدرة 400 ميجاوات (100 ميجاوات لمدة 4 ساعات). تم تطويره بواسطة AES Energy وهو عبارة عن نظام بطارية ليثيوم أيون. وجد جنوب كاليفورنيا إديسون أسعار تخزين البطاريات قابلة للمقارنة مع مولدات الكهرباء الأخرى. في الوقت الحاضر (2/2016) قيد الإنشاء لتخزين بطارية 250 ميجاوات في إندونيسيا. هناك حوالي 500 قرية في إندونيسيا يجب توفيرها ، وهي تعتمد حتى الآن على إمدادات الطاقة من البترول. في الماضي ، كانت الأسعار تتقلب بشكل كبير وكان هناك انقطاع للتيار الكهربائي في كثير من الأحيان. الآن سيتم توليد الطاقة من خلال طاقة الرياح والطاقة الشمسي. هذا القسم يحتاج إلى التحديث. الرجاء المساعدة في تحديث هذه المقالة لتعكس الأحداث الأخيرة أو المعلومات المتوفرة حديثًا. (يوليو 2019) 250-280 ميجاوات إن في إنرجي وجوجل أعلنت NV Energy عن شراكة مع Google لإنتاج "أكبر اتفاقية شركة تعمل بالطاقة الشمسية مدعومة بالبطاريات في العالم". يقع المشروع الجديد في ولاية نيفادا مع سعة تخزين للبطارية تبلغ 250-280 ميجاوات ، وسيعمل على تشغيل مركز بيانات هندرسون التابع لشركة Google بالقرب من لاس فيجاس. 400 ميغاواط ساعة مشروع جنوب كاليفورنيا اديسون تحت الإنشاء في عام 2015 ، مشروع جنوب كاليفورنيا إديسون بقدرة 400 ميجاوات (100 ميجاوات لمدة 4 ساعات). تم تطويره بواسطة AES Energy وهو عبارة عن نظام بطارية ليثيوم أيون. وجد جنوب كاليفورنيا إديسون أسعار تخزين البطاريات قابلة للمقارنة مع مولدات الكهرباء الأخرى. 250 ميجاوات في الساعة إندونيسيا في الوقت الحاضر (2/2016) قيد الإنشاء لتخزين بطارية 250 ميجاوات في إندوني. . محطة طاقة تخزين البطاريات Battery storage power station هي نوع من محطات تخزين الطاقة التي تستخدم مجموعة من البطاريات لتخزين الطاقة الكهربائية. تخزين البطارية هو مصدر الطاقة الأسرع استجابة ويمكن توزيعه على الشبكات الكهربائية ، ويتم استخدامه لتحقيق الاستقرار في هذه الشبكات ، حيث يمكن أن ينتقل تخزين البطارية من وضع الاستعداد إلى الطاقة الكاملة في غضون أجزاء من الثانية للتعامل مع أعطال الشبكة. في حالة الطاقة المقدرة الكاملة ، يتم تصميم محطات طاقة تخزين البطاريات بشكل عام للإخراج لمدة تصل إلى بضع ساعات. يمكن استخدام تخزين البطارية في ذروة الطاقة على المدى القصير والخدمات المساعدة ، مثل توفير احتياطي التشغيل والتحكم في التردد لتقليل فرصة انقطاع التيار الكهربائي. غالبًا ما يتم تثبيتها في ، أو بالقرب من ، محطات طاقة أخرى نشطة أو غير مستخدمة وقد تشترك في نفس اتصال الشبكة لتقليل التكاليف. نظرًا لأن محطات تخزين البطاريات لا تتطلب أي شحنات من الوقود ، فهي مضغوطة مقارنة بمحطات التوليد ولا تحتوي على مداخن أو أنظمة تبريد كبيرة ، فيمكن تركيبها بسرعة ووضعها إذا لزم الأمر داخل المناطق الحضرية ، بالقرب من حمولة العملاء. اعتبارًا من عام 2021 ، أصبحت طاقة وسعة أكبر محطات طاقة تخزين البطاريات الفردية ترتيبًا من حيث الحجم أقل من أكبر محطات طاقة التخزين التي يتم ضخها ، وهو الشكل الأكثر شيوعًا لتخزين طاقة الشبكة. على سبيل المثال ، يمكن لمحطة تخزين Bath County Pumped Storage ، وهي ثاني أكبر محطة في العالم ، تخزين 24 جيجاواط / ساعة من الكهرباء وإرسال 3GW بينما يمكن للمرحلة الأولى من منشأة تخزين الطاقة Moss Landing التابعة لشركة Vistra Energy تخزين 1.2 جيجاوات / ساعة وإرسال 300 ميجاوات. ومع ذلك ، لا يجب أن تكون بطاريات الشبكة كبيرة ، ويمكن نشر البطاريات الأصغر على نطاق واسع عبر الشبكة لزيادة التكرار. اعتبارًا من عام 2019 ، أصبح تخزين طاقة البطارية أرخص من طاقة توربينات الغاز ذات الدورة المفتوحة للاستخدام لمدة تصل إلى ساعتين ، وكان هناك حوالي 365 جيجاوات ساعة من تخزين البطارية منتشرة في جميع أنحاء العالم ، وتنمو بسرعة كبيرة. انخفضت التكلفة المستوية للكهرباء من تخزين البطاريات بسرعة ، حيث انخفضت إلى النصف في غضون عامين إلى 150 دولارًا أمريكيًا لكل ميجاوات ساعة اعتبارًا من عام 2020. محطات طاقة تخزين بالبطاريات وإمدادات الطاقة غير المنقطعة (UPS) قابلة للمقارنة في التكنولوجيا والأداء. ومع ذلك ، فإن محطات طاقة تخزين بالبطاريات تكون أكبر. من أجل السلامة والأمن ، توجد البطاريات الفعلية في هياكلها الخاصة ، مثل المستودعات أو الحاويات. كما هو الحال مع UPS ، فإن أحد المخاوف هو أن الطاقة الكهروكيميائية يتم تخزينها أو انبعاثها في شكل تيار مباشر (DC) ، بينما يتم تشغيل شبكات الطاقة الكهربائية عادةً بالتيار المتردد (AC). لهذا السبب ، هناك حاجة إلى محولات إضافية لتوصيل محطات طاقة تخزين البطارية بشبكة الجهد العالي. يشتمل هذا النوع من إلكترونيات الطاقة على ثايرستور GTO ، الذي يشيع استخدامه في نقل التيار المباشر عالي الجهد (HVDC). يمكن استخدام أنظمة مركمات مختلفة اعتمادًا على نسبة الطاقة والعمر المتوقع والتكاليف. في الثمانينيات ، تم استخدام بطاريات الرصاص الحمضية لأول محطات طاقة لتخزين البطاريات. خلال العقود القليلة التالية ، تم استخدام بطاريات النيكل والكادميوم والصوديوم والكبريت بشكل متزايد. منذ عام 2010 ، تعتمد المزيد والمزيد من محطات تخزين البطاريات على نطاق المرافق على بطاريات الليثيوم أيون ، نتيجة للانخفاض السريع في تكلفة هذه التكنولوجيا ، بسبب صناعة السيارات الكهربائية. تستخدم بطاريات الليثيوم أيون بشكل رئيسي. ظهر نظام بطارية متدفق ، لكن بطاريات الرصاص الحمضية لا تزال تستخدم في تطبيقات الميزانية الصغيرة . تخضع بعض البطاريات التي تعمل في درجات حرارة عالية (بطارية الصوديوم - الكبريت) أو التي تستخدم مكونات مسببة للتآكل لتقادم التقويم ، أو الفشل حتى إذا لم يتم استخدامها. تعاني التقنيات الأخرى من تقادم الدورة ، أو التدهور الناجم عن دورات الشحن والتفريغ. يكون هذا التدهور أعلى بشكل عام عند معدلات الشحن العالية. يتسبب هذان النوعان من التقادم في فقدان الأداء (انخفاض السعة أو الجهد) ، وارتفاع درجة الحرارة ، وقد يؤدي في النهاية إلى فشل خطير (تسرب المنحل بالكهرباء ، والحريق ، والانفجار). ومن الأمثلة على هذا الأخير محطة في جيلونج التي اشتعلت فيها النيران ، والنار والانفجار اللاحق لمزرعة البطاريات في أريزونا ، والحريق في مزرعة بطاريات Moss Landing. كما أثيرت مخاوف بشأن حريق وانفجار محتمل لوحدة بطارية خلال احتجاجات سكنية ضد مزرعة كليف هيل الشمسية في المملكة المتحدة. أسفر حريق البطاريات في إلينوي عن إجلاء "الآلاف من السكان" ، ووقع 23 حريقًا في مزارع البطاريات في كوريا الجنوبية على مدار عامين. قد تطلق حرائق البطارية عددًا من الغازات الخطرة ، بما في ذلك فلوريد الهيدروجين عالي التآكل والسام. يمكن صيانة بعض البطاريات لمنع فقدان الأداء بسبب التقادم. على سبيل المثال ، تنتج بطاريات الرصاص الحمضية غير المختومة الهيدروجين والأكسجين من المنحل بالكهرباء المائي عند الشحن الزائد. يجب إعادة تعبئة الماء بانتظام لتجنب تلف البطارية ؛ ويجب تنفيس الغازات القابلة للاشتعال لتجنب مخاطر الانفجار. ومع ذلك ، فإن هذه الصيانة لها تكلفة ، وقد تم تصميم البطاريات الحديثة مثل Li-Ion بحيث يكون لها عمر طويل بدون صيانة. لذلك ، تتكون معظم الأنظمة الحالية من حزم بطاريات محكمة الإغلاق ، والتي تتم مراقبتها واستبدالها إلكترونيًا بمجرد انخفاض أدائها إلى ما دون حد معين في بعض الأحيان ، يتم إنشاء محطات طاقة تخزين البطاريات بأنظمة طاقة تخزين دولاب الموازنة من أجل الحفاظ على طاقة البطارية. قد تتعامل الحذافات مع التقلبات السريعة بشكل أفضل من محطات البطاريات القديمة . نظرًا لعدم احتوائها على أي أجزاء ميكانيكية ، توفر محطات طاقة تخزين البطاريات أوقات تحكم وأوقات بدء قصيرة للغاية ، أقل من 10 مللي ثانية. [بحاجة لمصدر] يمكنهم بالتالي المساعدة في تخفيف التذبذبات السريعة التي تحدث عندما تعمل شبكات الطاقة الكهربائية بالقرب من سعتها القصوى. يمكن أن تؤدي حالات عدم الاستقرار هذه - تقلبات الجهد بفترات تصل إلى 30 ثانية - إلى تقلبات في ذروة الجهد بمثل هذه السعة التي يمكن أن تسبب انقطاع التيار الكهربائي الإقليمي. يمكن لمحطة طاقة لتخزين البطاريات ذات الحجم المناسب مواجهة هذه التذبذبات بكفاءة ؛ لذلك ، توجد التطبيقات بشكل أساسي في تلك المناطق حيث يتم تشغيل أنظمة الطاقة الكهربائية بكامل طاقتها ، مما يؤدي إلى خطر عدم الاستقرار. تُستخدم البطاريات أيضًا بشكل شائع في ذروة الأحمال لفترات تصل إلى بضع ساعات. قد تكون أنظمة تخزين البطارية نشطة في الأسواق الفورية مع توفير خدمات الأنظمة مثل تثبيت التردد. المراجحة طريقة جذابة للاستفادة من خصائص تشغيل مخازن البطارية يمكن أيضًا استخدام محطات التخزين مع مصدر طاقة متجددة متقطع في أنظمة طاقة قائمة بذاتها. يتم وصف بعض أكبر محطات طاقة تخزين البطاريات أدناه ، ويتم ترتيبها حسب النوع والتاريخ والحجم. في عام 2014 ، قامت جنوب كاليفورنيا إديسون بتكليف مشروع تيهاتشابي لتخزين الطاقة ، والذي كان أكبر نظام بطاريات ليثيوم أيون يعمل في أمريكا الشمالية وقت بدء التشغيل وواحد من أكبر الأنظمة في العالم. في عام 2015 ، حساب تم تصميمه عن أكبر بطاريات تخزين في الولايات المتحدة ، لتشمل بطارية 31.5 ميجاوات في محطة Grand Ridge Power في إلينوي وبطارية 31.5 ميجاوات في Beech Ridge ، West Virginia ، وكلاهما يستخدم بطاريات ليثيوم أيون قامت تسلا بتركيب مرفق تخزين شبكي لجنوب كاليفورنيا Edison ، بسعة 80ميغاواط ساعة بقوة 20 ميغاواط ، بين سبتمبر 2016 وديسمبر 2016. اعتبارًا من عام 2017 ، تعد وحدة التخزين واحدة من أكبر بطاريات المجمعات في السوق. قامت تسلا بتركيب 400 وحدة من وحدات الليثيوم أيون في محطة محولات Mira Loma في كاليفورنيا. تعمل السعة على تخزين الطاقة عند حمل شبكة منخفض ، ثم إعادة هذه الطاقة إلى الشبكة عند ذروة الحمل. قبل ذلك ، تم استخدام محطات الطاقة التي تعمل بالغاز. في عام 2017 ، قامت تسلا ببناء مشروع ليثيوم أيون 52 ميغاواط ساعة في كاواي ، هاواي ، لتحويل الوقت بالكامل إلى انتاج مزرعة الطاقة الشمسية 13 ميغاواط حتى المساء. الهدف هو تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري في الجزيرة. في عام 2019 ، قامت National Grid ببناء منشأة تخزين بطارية 48 ميجاوات في جزيرة نانتوكيت. في كانون الأول (ديسمبر) 2020 ، تم توصيل منشأة تخزين طاقة Moss Landing التابعة لشركة Vistra Energy ، في موقع محطة "موس لاندينغ باور" بالشبكة. في ذلك الوقت ، كانت المنشأة التي تبلغ قدرتها 300 ميجاوات / 1.2 جيجاوات في الساعة هي الأكبر في العالم. كان هذا المشروع مدعومًا بعقد كفاية الموارد لمدة 20 عامًا مع شركة Pacific Gas & Electric (PG&E). . في عام 2018 ، كانت أكبر محطة طاقة لتخزين البطاريات هي الأسترالية احتياطي الطاقة هورنسديل ، بجوار مزرعة الرياح Hornsdale ، التي بنتها تسلا. تنقسم سعتها الإنتاجية البالغة 100 ميجاوات تعاقديًا إلى قسمين: 70 ميجاوات تعمل لمدة 10 دقائق و 30 ميجاوات بسعة 3 ساعات. يتم استخدام خلايا بحجم 21-70 من سامسونغ . يتم تشغيل المحطة من قبل Neoen وتوفر ما مجموعه 129 ميغاواط / ساعة (460 غيغا جول) من التخزين القادر على التفريغ عند 100 ميجاوات في شبكة الطاقة. يساعد النظام في منع انقطاع التيار الكهربائي عن الأحمال ، ويوفر الاستقرار للشبكة (خدمات الشبكة) بينما يمكن بدء تشغيل المولدات الأبطأ في حالة حدوث انخفاض مفاجئ في الرياح أو مشكلات أخرى في الشبكة. تم بناؤه في أقل من 100 يوم ، بدءًا من 29 سبتمبر 2017 ، عندما تم توقيع اتفاقية توصيل الشبكة مع ElectraNet ، وكانت بعض الوحدات تعمل. تم الانتهاء من بناء البطارية، وبدأ الاختبار في 25 نوفمبر 2017. تم توصيلها بالشبكة في 1 ديسمبر 2017. خلال يومين في يناير 2018 حيث تعرضت جنوب أستراليا لارتفاع الأسعار جعلت البطارية الملاك يكسبون نحو 1 مليون دولار أسترالي عندما باعوا التيار إلى الشبكة بسعر 14 ألف دولار استرالي لكل ميغاواط ساعة. في عام 2022 ، ستحصل شركة تطوير الطاقة المتجددة الأسترالية Edify Energy على تمويل بقيمة 6.6 مليون دولار من (ARENA) لتطوير بطارية متقدمة ، ونظام عكوس قادر على تثبيت شبكة الكهرباء. ومن خلال نشر أنظمة تخزين بطاريات الليثيوم، يمكن للمستخدمين شحن الطاقة وتخزينها خلال أوقات انخفاض أسعار الكهرباء، وتفريغ الطاقة خلال ساعات الذروة، مما يمكن أن يقلل بشكل فعال من نفقات الكهرباء للشركة.