Lielākā litija baterija pasaulē

2014. gada novembra sākumā Kalifornijas enerģētikas uzņēmums Dienvidkalifornijas Edisons paziņoja par savu lēmumu slēgt 20 gadu līgumu ar AES Energy Storage, kas darbojas ar akumulatoru darbināmu elektriskās enerģijas uzkrāšanas sistēmu ražotāju. AES jau pārvalda lielāko komerciālo akumulatoru tīklu ar katru 200 megavatu stundas.

Uzņēmums apgalvo, ka pašlaik pasaulē izstrādāto akumulatoru kopējā jauda ir aptuveni 1 GWh. Šajā sakarā mātesuzņēmums AES Corporation pagājušajā gadā guva ieņēmumus 16 miljardu ASV dolāru apmērā, tomēr tagad plānotajam projektam būs jāpārsniedz visas iepriekšējās iespējas, ko uzņēmums jebkad uzbūvējis.

Uz dienvidiem no Losandželosas, Longbīčā, pie Alamitosas enerģijas centra, tiks uzbūvēts milzīgs 400 megavatu stundu akumulators. Tam būs jānodrošina maksimālā slodze, aizstājot novecojušus elektriskos ģeneratorus, kuru efektivitāte vairs neļāva ticami uzturēt elektroapgādi Losandželosai un apkārtējām teritorijām.

Vecie pīķa gāzes turbīnu ģeneratori, kurus Dienvidu Kalifornijas Edisons iepriekš bija izmantojuši, darbojas ļoti ilgu laiku, un to apkalpošana ir ļoti dārga darbība, jo viņu resursi ir izsmelti. Jaunuzceltā akumulatoru spēkstacija savukārt četru stundu laikā spēs piegādāt 100 MW elektroenerģijas enerģijas sistēmai, nodrošinot maksimālu enerģijas pieplūdumu maksimālā patēriņa brīžos.

Piemēram, pasaulē lielāko akumulatoru, kas uzbūvēts pirms tam, izveidoja ķīniešu uzņēmumi Ķīnas Valsts Grid Corporation (SGCC) un BYD. Tā jauda ir 36 megavatstundas, kas ir tikai 9 procenti no akumulatora jaudas, kas tiks uzbūvēta Longbīčā. Šīs ievērojamās izmaiņas Kalifornijas dienvidu daļā Edisona pieejā enerģijas taupīšanai dažos gados tiks uzbūvēts pasaulē lielākais elektroķīmiskais akumulators.

Sistēma sastāvēs no moduļiem, kuros ietilps tūkstošiem cilvēku litija jonu akumulatora elementi. Tas ļaus ātri pieslēgt vai atvienot atsevišķas bateriju grupas no tīkla, ātri un droši veikt tehnisko apkopi un nomainīt neizdevušās vai izlādējušās bateriju šūnas.

Saskaņā ar plānu akumulatoru stacija Alamitos enerģijas centrā tiks nodota ekspluatācijā pakāpeniski, katru reizi palielinot jaudu, un tā darbosies pilnā spēkā līdz 2021. gadam.

Jauna tehnoloģija jaunu risinājumu nodrošināšanai bez emisijas un bez ūdens izmantošanas. Šo pieeju AES izstrādāja daudzus gadus, un pirmo šādu litija jonu akumulatoru sistēmu tā izveidoja 2008. gadā. Moduļi tika izgatavoti kompakti, savienoti paralēli, lai nodrošinātu augstu uzticamības līmeni un ērtu veidu gan elementu komplektam, gan to ātrai nomaiņai.

Tas, kas padara šo projektu par pirmo šāda veida projektu, ir litija jonu tehnoloģijas izmantošana ar ilgu darba laiku. Lielākā daļa līdz šim izmantoto litija jonu sistēmu var darboties tikai divas stundas vai mazāk.

Pašlaik lielākais pasūtītais akumulators Ziemeļamerikā ir nesen atklātais 32 megavatstundu dienvidu Kalifornijas Edisona litija jonu demonstrācijas projekts, kas darbojas apakšstacijā Tehachapi kalnos.

Kalifornijas dienvidu daļā Edisons tur kopš 2010. gada izmanto 8 MW litija jonu akumulatoru ar 32 megavatu stundu jaudu no LG Chem. Teritorijai ap Tehachapi kalniem, kur atrodas projekts, ir potenciāls līdz 2016. gadam saražot līdz 4,5 gigavatiem vēja enerģijas.

Līdzīgs projekts tika pasūtīts 2003. gadā Fairbanksā, Aļaskā. Tur tika izveidots 5230 voltu niķeļa-kadmija elementu akumulators.

Baterija aizņem ēku, kuras izmēri ir 150 x 36 metri, kur atrodas 4 bateriju rindas, katrā rindā ir 3440 šūnas. Tās ir 13760 atsevišķas 1,2 voltu niķeļa-kadmija šūnas.

Aļaska nav savienota ar 48 kontinentālajiem štatiem, un tikai viena līnija virzās no Ankoridžas pilsētas līdz Fairbanks. Ziemā temperatūra Aļaskā sasniedz mīnus 40-45 grādus. Tik zemā temperatūrā mājas, ūdens apgādes un apkures sistēmas var sasalt 4-5 stundās. Akumulatora sistēma 15 minūtes var patērēt 27 megavatus, šajā laikā elektrības uzņēmums spēs atrisināt problēmu ar strāvas padevi, un šī laika būs pietiekami, lai cilvēki ieslēgtu mājas ģeneratorus.

Šeit izmantoto niķeļa-kadmija bateriju kalpošanas laiks ir līdz 30 gadiem, un ir pieļaujams tūkstošiem uzlādēšanas gadījumu. Visu laiku šis akumulators tiek uzlādēts, un negadījuma gadījumā tas ir savienots ar invertoru, kas palielina un pārveido spriegumu maiņstrāvā, barošanas līnijai piegādājot 138 000 voltu. Pirmajos 4 darbības gados stacija iedzīvotājiem palīdzēja pārdzīvot 217 negadījumus, kas saistīti ar elektroenerģijas padeves pārtraukumiem.