Cap. 9 - - Energy Storage at Different Voltage Levels: Technology, integration, and market aspects.

Neste tópico será apresentado o  resumo do capítulos  - Case studies from selected countries – the USA do livro Energy Storage at Different Voltage Levels: Technology, integration, and market aspects.

Estabelecer um sistema de energia sustentável e superar a energia e o meio ambiente crise causada pelo uso de combustíveis fósseis, uma nova revolução energética está se formando no setor de energia elétrica. Isto é caracterizado pelo desenvolvimento e uso em larga escala de energia renovável. Ainda, com o desenvolvimento de micro-redes, suportado pelo investimento políticas governamentais, a perspectiva de energia, armazenamento é gradualmente emergente na aplicação. 

A melhoria e o acesso comercial dos sistemas de armazenamento de energia ter um efeito proeminente em aplicativos de rede inteligente (www.smartgrid.gov) em termos de futuros modelos de sistemas de energia, ilustrados na Figura a seguir:

Fig 1 - Sistema de Energia do Futuro

Para aquisição de energia, sempre que necessário, o armazenamento de energia será:

- melhorar a confiabilidade do fornecimento de eletricidade;

- reduzir a variabilidade e incerteza, aumente a estabilidade;

- integrar melhor as energias renováveis ​​no sistema;

- aumentar a eficiência (econômica e de utilização) da geração existente e instalações de transmissão;

- diminuir a exigência de entidades extras de transmissão; e

- ser o fornecedor preferencial de serviços auxiliares.

Nos últimos anos, os ESS alcançaram nível comercial ou de exposição em todo o mundo. A seguir, é apresentada uma lista das tecnologias avançadas para sistemas de armazenamento:

- Lead ACID (fluido, VRLA, avançado);

- Íons de lítio (LFP, NMC, LTO);

- Baterias NAS, Na-NiCI2; e

- Baterias de fluxo (ZBB, VRB).

Na figura a seguir, são mostrados os desafios dos ESSs, bem como sues benefícios: 

Segmentação de mercado do mercado de armazenamento de energia

Os sistemas de armazenamento de energia são inovações importantes para a produção elétrica e consumo e, ao mesmo tempo, é a característica da energia elétrica tradicional que inclui a concreção da rede de energia renovável, transmissão e distribuição de energia, tecnologia.

Além disso, é suficiente para diferentes áreas de aplicação, uma vez que sistemas de armazenamento podem ser amplamente classificados e aplicados à geração, transmissão, geração distribuída, micro-rede, etc. Como fonte de energia flexível, a energia, sistemas de armazenamento podem ser amplamente classificados e aplicados à geração, transmissão,e distribuição. As aplicações de armazenamento de energia podem ser classificadas como mostrado a seguir.

Estudos de caso

Algumas vantagens particulares e previsões máximas de demanda de mercado para os Estados Unidos são mostradas na figura a seguir:

A tabela abaixo inclui cinco critérios para os 17 principais lucros caracterizados no estudo. Capacidade indica a faixa de classificações de potência do armazenamento sistemas aplicados para um determinado benefício. O benefício indica o valor presente de o respectivo tipo de lucro por dez anos (inflação de 2,4%, taxa de desconto de 10%). 

A carga elétrica total atendida pela rede é um índice importante que destaca a potencial de mercado provável máximo. A carga de pico é o tamanho do mercado. Os valores dos EUA são baseados em dados do NERC.

East Penn Manufacturing Project

Em 2011 foi anunciado o início do Projeto de armazenamento de energia do Novo México (PNM) - Figura -  em Albuquerque, NM. Este projeto associa um sofisticado chumbo-ácido regulado por válvula de solução de armazenamento de energia (VRLA) e UltraBattery com uma planta solar de 500 kW instalada separadamente. Seu objetivo é garantir um nivelamento síncrono de tensão para níveis constantes de potência e pico muda para produzir energia sempre que for necessário. O sistema está 90% disponível durante os tempos de operação programados. Desde 1º de janeiro de 2015, o retorno total da start-up foi de 6.140 MWh. 

Em termos de desempenho, o sistema aprende o equivalente a 2 ciclos com 100% de profundidade de descarga (DOD) todos os dias, se funcionar a 2 MW. Ao gerenciar 3 MW, o grid é equivalente a três ciclos de DOD a 100% por dia. 

A integração de recursos de resposta rápida no mercado regulatório enquanto  projeto PJM alterou seu sinal de controle de frequência dinâmica e configura-o para compensar para sua estrutura de pagamento, os recursos de acordo com a precisão com que você sinaliza sequências de regulação.

Auwahi project site in Maui, Hawaii

A NEC Energy Solutions fornece uma bateria de fosfato de ferro e lítio (nano fosfatos) em Maui, Havaí, para suavizar as taxas de rampa em um parque eólico de 21 MW. A bateria tem uma capacidade de 11 MW / 4.300 kWh. Foi estabelecido para atender às taxas de aquecimento para operar um parque eólico de acordo com as necessidades locais de fidelidade.

O sistema foi movido por caminhão de Massachusetts para a Califórnia, e depois foi enviado diretamente para o Havaí, onde um caminhão o transferiu para a área do projeto.