Hranilniki električne energije – neodvisna in zanesljiva oskrba z električno energijo za industrijske, poslovne in druge porabnike

Električna energija je med najbolj uporabljenimi oblikami energije, njena poraba pa ves čas narašča. Ena izmed njenih lastnosti je ta, da jo je zelo težko hraniti, ne da bi jo pretvarjali v drugo obliko energije, zato lahko hranilnike električne energije delimo glede na to sekundarno energijo, v katero smo pretvorili električno energijo. V splošnem so hranilniki električne energije kot del elektroenergetskega sistema prisotni že veliko časa. Kot najbolj razširjeni so hranilniki v obliki črpalnih hidroelektrarn, katerih inštalirana moč predstavlja kar precejšnjo večino moči vseh hranilnikov električne energije.

V prihodnje se bo proizvodnja električne energije iz sončnih, vetrnih in hidro elektrarn zelo povečala. Obnovljivi viri energije, kot sta veter in sonce, so na voljo občasno in v posameznih trenutkih delujejo s preveliko ali premajhno močjo glede na potrebe po energiji, zato je samo z njimi težko zagotoviti stabilno, zanesljivo in gospodarno delovanje elektroenergetskih sistemov. Tako bo potrebno tudi sistemsko rešiti problem neenakomerne proizvodnje in porabe električne energije iz obnovljivih virov energije. V prihodnje bo potrebno zagotoviti tudi subvencije, na primer po nemškem vzoru, za sofinanciranje hranilnikov električne energije, saj tako kot je sedaj, da elektroenergetsko omrežje prevzema viške proizvedene električne energije po informacijah s strani sistemskih operaterjev prenosnega in distribucijskega omrežja dolgoročno ni vzdržno.

Baterijski hranilniki električne energije

Baterijski hranilniki energije postajajo nepogrešljiv element elektroenergetskih sistemov za oskrbo z električno energijo. Glavni prednosti baterijskih hranilnikov električne energije v primerjavi z ostalimi tehnologijami sta hitra odzivnost, velikostnega reda nekaj ms, ter prilagodljivost. Ti dve lastnosti ponujata različne možnosti uporabe baterijskih hranilnikov električne energije za potrebe elektroenergetskega sistema. Na trgu je prisotnih več tipov baterijskih hranilnikov električne energije, ki pa se med seboj močno razlikujejo.

V osnovi pa je izvedba baterijskih hranilnikov električne energije med različnimi tehnologijami in ponudniki zelo podobna in vsebuje:

• baterijski sistem
• sistem za upravljanje in nadzor baterijskih celic BMS (Battery Management System),
• sistem za pretvorbo moči PCS (Power Conversion System),
• zaščitne in stikalne elemente na AC in DC strani sistema,
• priklop na nizkonapetostno ali srednjenapetostno omrežje (ustrezni transformator),
• dodatni pomožni sistemi (ogrevanje/hlajenje, sistem za avtomatsko gašenje požarov, …

Možnosti uporabe baterijskih hranilnikov električne energije

Glavni namen vključitve baterijskih hranilnikov električne energije v elektroenergetski sistem Slovenije je podpora izvajanju sekundarne regulacije.

V zadnjem času so se baterijski sistemi začeli uporabljati za več aplikacij, kot so:

• regulacija frekvence,
• stabiliziranje omrežja,
• zmanjšanje izgub prenosa,
• zmanjšanje preobremenjenosti,
• povečanje zanesljivosti,
• glajenje proizvedene energije s soncem in vetrom,
• neprekinjeno napajanje
• kot polnilne postaje za električne avtomobile.

Na splošno lahko možnosti uporabe baterijskih hranilnikov električne energije razdelimo na tri področja:

• podpora vključevanju obnovljivih virov energije,
• podpora pri oskrbi z električno energijo,
• podpora pri obratovanju elektroenergetskega sistema.

→ Več o tej vsebini si preberite v Elektrotehniški reviji št. 1/2021

Avtorja:
mag. Andrej Zorec in Ivan Štamol

Strokovni priročnik:

Načrtovanje, vzdrževanje in preverjanje polnilnih postaj za električna vozila si naročniki lahko zagotovite s 50 % popustom. Naročilo tukaj.