Ekologiczne akumulatory zmagazynują energię w zakładzie

240

Ekologia coraz śmielej puka do drzwi zakładów produkcyjnych – i to nie tylko w formie energooszczędnych maszyn i napędów. Dobrym sposobem na ograniczenie całkowitego zużycia energii i obniżenie rachunków za prąd są także akumulatory przemysłowe, w tym wyjątkowo przyjazne środowisku systemy na bazie wody morskiej.

Rosnące ceny energii elektrycznej skłaniają zakłady produkcyjne do podejmowania coraz aktywniejszych wysiłków na rzecz ograniczenia jej zużycia. Większość koncentruje się jednak na zwiększeniu efektywności energetycznej procesów technologicznych i produkcyjnych, pomijając kwestie samego zasilania. A również i ono ma istotny wpływ na wysokość rachunków za prąd: konwencjonalne sieci przemysłowe bazują bowiem zwykle na przewymiarowanych transformatorach i zawyżonych taryfach energii elektrycznej. Alternatywą jest zastosowanie magazynów energii, które – połączone z odpowiednim przemiennikiem częstotliwości umożliwiającym przekształcenie prądu stałego z akumulatora w prąd zmienny do zasilania przemysłowej sieci energetycznej – zapewniają możliwość magazynowania i przechowywania energii oraz jej oddawania w momencie, gdy jest najbardziej potrzebna.

 

Niższe rachunki, wyższe bezpieczeństwo

Przemysłowe magazyny energii pełnią w przedsiębiorstwie dwie zasadnicze funkcje: umożliwiają częściowe uniezależnienie się od dostaw prądu z elektrowni oraz zwiększają bezpieczeństwo energetyczne zakładu – i to co najmniej na kilka sposobów. Przyjrzyjmy się najważniejszym z nich.

Jednym z podstawowych celów instalacji akumulatorów w zakładzie produkcyjnym jest obniżenie kosztów utrzymania transformatorów i wysokości opłat pobieranych przez zakład energetyczny z tytułu zapewnienia zasilania w okresach szczytowego poboru energii. Bateria gromadzi bowiem energię w okresach mniejszego zapotrzebowania na moc i oddaje ją w czasie szczytowego obciążenia sieci, dzięki czemu kompensuje owe obciążenia do tego stopnia, że zakład produkcyjny może obniżyć moc stosowanych transformatorów oraz ustaloną z elektrownią umowną wysokość szczytowego poboru energii. Co więcej, przy mieszanych taryfach prąd można gromadzić w godzinach, gdy jest on najtańszy i oddawać wówczas, gdy jest on droższy, co dodatkowo pozwala obniżyć rachunki za energię elektryczną.

Zaś w zakresie bezpieczeństwa ten sam akumulator można wykorzystać jako baterię kondensatorową umożliwiającą kompensację mocy biernej, tj. zasilającą odbiorniki indukcyjne w moc bierną bez generowania strat mocy w liniach przesyłowych, lub jako zasilacz UPS zapewniający dostawy energii w przypadku awarii sieci energetycznej.

Jeśli natomiast magazyn energii połączymy z instalacją fotowoltaiczną, będzie on gromadził energię z paneli w okresach ich wzmożonej pracy i oddawał ją w momentach mniejszego nasłonecznienia. To zaś pozwoli utrzymać moc generowaną z OZE na stałym poziomie, a tym samym wykorzystać ją jako dodatkowe źródło zasilania zakładu.

 

Zasilanie wodą morską

W funkcji magazynów energii wykorzystuje się różne rodzaje akumulatorów: kwasowo-ołowiowe, litowo-jonowe, przepływowe typu Redox, a ostatnio także baterie sodowo-niklowe. Te ostatnie są szczególnie chwalone za brak wpływu na środowisko, niwelowany jednak przez wysoką temperaturę roboczą rzędu 250-350ºC. Wady tej pozbawione są akumulatory jonowo-sodowe wypełnione wodnym elektrolitem składającym się z siarczanu sodu i wody. Technologia ta, znana od lat 70. XX w., nie upowszechniła się dotąd w świadomości użytkowników głównie ze względu na relatywnie niską gęstość mocy przekładającą się na większe rozmiary baterii oraz relatywnie długi czas ładowania i rozładowywania. Wydaje się jednak, że w obliczu rosnącego znaczenia ekologii w przetwórstwie przemysłowym ma ona wszelkie predyspozycje ku temu, by zostać „odkryta na nowo”. Przyjrzyjmy się więc bliżej jej pryncypiom.

Akumulator jonowo-sodowy – podobnie jak konwencjonalna bateria samochodowa – zbudowany jest z ogniw składających się z anody, katody, separatorów i kolektora prądu. Funkcję anody pełni tu płytka z fosforanu węglowo-tytanowego, rolę katody – płytka z tlenku manganu, zaś jako separator stosuje się włókninę. Całość zanurzona jest w elektrolicie na bazie wody morskiej i zamknięta w szczelnej obudowie. Co ważne, wszystkie zastosowane tu materiały są nietoksyczne, tj. w pełni przyjazne dla środowiska, a sam akumulator jest niepalny, niewybuchowy, niepodatny na przeładowanie oraz niewrażliwy na głębokie rozładowanie.

Co prawda technologia jonowo-sodowa ustępuje swoim konkurentom sodowym gęstością mocy, ale za to przeważa nad nimi pod innymi względami: w przeciwieństwie do akumulatorów sodowo-niklowych nie wymaga utrzymywania wysokiej temperatury pracy, przez co jest bezpieczniejsza dla otoczenia. Zaś nad akumulatorami przepływowymi typu Redox góruje niskimi kosztami utrzymania i bezobsługowością: nie wymaga bowiem zastosowania pomp do transportu elektrolitu między dwoma obwodami.

Jak potoczą się jej losy? Wiele zależy od tego, czy zakłady przemysłowe zaczną na szerszą skalę korzystać z fotowoltaiki jako pomocniczego źródła zasilania. Akumulatory jonowo-sodowe (np. GreenRock dystrybuowany przez firmę Eco-Prius) idealnie sprawdzają się bowiem jako magazyny energii pochodzącej z ogniw fotowoltaicznych w hybrydowych układach zasilania.

Źródło: Redakcja Portal Przemysłowy.pl