Produkcja zielonej energii na dużą skalę ma swoje plusy i minusy. Dążymy do tego, by jak najefektywniej wykorzystać możliwości energii ze słońca. Trzeba jednak pamiętać o tym, że produkcja odbywa się tylko w ciągu dnia. Nadmiar wytworzonej energii przekazujemy do sieci. Problemem staje się późniejszy odbiór energii z sieci elektroenergetycznej. Dlatego jedynym skutecznym rozwiązaniem jest budowa dużych magazynów energii, które będą odbierać i przechowywać energię produkowaną z fotowoltaiki i zasilać w razie potrzeby sieć elektroenergetyczną.
Największy magazyn energii na świecie w Kalifornii
Na początku 2021 roku uruchomiono największy magazyn energii na świecie, znajdujący się w Kalifornii. Jest to drugi taki projekt zbudowany w tym stanie. Bateryjny magazyn energii powstał w Moss Landing w Monterey County, w stanie Kalifornia. Obiekt o łącznej pojemności 1200 MWh i mocy 300 MW jest 4,8 razy większy od dotychczasowego największego magazynu energii, liczącego 250 MW/250 MWh, podłączonego przez dewelopera LS Power, funkcjonującego również w tym stanie. Dostawcą baterii jest Koncern Tesla, który wprowadził w 2020 roku na rynek magazyny Megapack o pojemności 3 MW.
Inwestorem przedsięwzięcia jest koncern energetyczny Vistra, notowany na nowojorskiej giełdzie. Koncern zapowiada dalsze inwestycje, które zakończą się w sierpniu 2021 roku. W drugim etapie jednostka zostanie rozbudowana o kolejne 100 MW/400 MWh. Dzięki temu cały obiekt będzie mógł pracować z mocą 400 MW w czasie do 4 godzin. Magazyn w Loss Landing został objęty kontraktami na usługi wspierania sieci elektroenergetycznej należącej do Pacific Gas and Electric Company (PG&E).
Wielki magazyn energii w południowej Australii
Największy magazyn w Australii oraz drugi co do wielkości na świecie, zlokalizowany jest w południowej części tego kraju. Hornsdale Power Reserve został uruchomiony w 2017 roku przez koncerny Tesla i Neoen. Obiekt początkowo liczył 100 MW/129 MWh. W 2020 roku został rozbudowany o kolejne jednostki do mocy 50 MW i pojemności 64,5 MWh. Wartość inwestycji wyniosła 66 mln dolarów. Wielka farma OZE i powerbanki rozwiązały problem częstych niedoborów energii i jej dostaw do firm oraz gospodarstw domowych w tym regionie. Zapewniają one również setkom tysięcy mieszkańców Australii energię elektryczną.
Należy tutaj podkreślić, iż sama inwestycja przynosi właścicielowi ogromne zyski. W ciągu pierwszych 6 miesięcy odnotowano przychód w wysokości 17 milionów dolarów.
Sam magazyn jest na tyle elastyczny, że może szybko zmienić swoją funkcję z produkcji i magazynowania energii, na wysyłanie jej bezpośrednio do sieci energetycznej kraju, co jest szczególnie przydatne w okresach braków. Kiedy jest małe zapotrzebowanie na energię, to wyprodukowane nadwyżki są przechowywane w magazynach energii i w razie zwiększonego poboru, są oddawane do sieci.
Innowacyjne rozwiązanie w Wielkiej Brytanii
W Manchesterze powstaje innowacyjny magazyn energii, gromadzący energię w skroplonym powietrzu w technologii tzw. Liguid Air Energy Storage (LAES). Instalacja ma na celu przechowywanie energii w dłuższych okresach i w ilościach, przekraczających możliwości konwencjonalnego bateryjnego systemu magazynowania energii.
Za realizacje jest odpowiedzialna brytyjska firma Highview Power, która jest również autorem innowacyjnego rozwiązania gromadzenia energii w postaci skroplonego powietrza w magazynach zwanych CRYOBattery.
Metoda LAES polega na schładzaniu powietrza do temperatury –200oC, gromadzi się je w postaci skroplin i w razie potrzeby zamienia w gaz napędzający turbiny. Jak zapewnia sam producent, kriogeniczna technologia jest tańsza niż konwencjonalne bateryjne przechowywanie energii, oparte o ogniwa litowo-jonowe. Zaletą LAES jest również jej żywotność. Konstruktor przewiduje, że taki magazyn energii może pracować 30-40 lat, czyli trzykrotnie dłużej, niż w przypadku konwencjonalnych instalacji magazynowych, w których średni czas funkcjonowania wynosi ok. 10 lat.
Co do wydajności samego systemu LAES, to tutaj niestety przodują magazyny energii oparte o technologie litowo-jonowe. W LAES szacuje się sprawność na poziomie 60-75%, gdzie baterie litowo-jonowe osiągają efektywność ładowania i rozładowywania na poziomie 75-85%.
Pierwszą na świecie pilotażową instalację opartą o technologię LAES firma Highview Power uruchomiła w 2019 roku. Obiekt zlokalizowany jest w mieście Bury koło Manchesteru. Jego moc wynosi 5 MW, a pojemność 15 MW. Stworzenie tak innowacyjnego projektu bazowało na wieloletnich testach na obiekcie badawczym o parametrach 350 kW/2,5 MWh.
Nowy magazyn energii w technologii LAES będzie miał wielkość 50 MW/250 MWh, a zakończenie budowy planowane jest w 2022 roku. Jak przewiduje Highview Power, instalacja w Manchesterze będzie w stanie zgromadzić energię potrzebną do zasilania około 200 tys. gospodarstw domowych w czasie 5 godzin. Sam magazyn ma przechowywać energię przez wiele tygodni.
Koszt inwestycji to kwota 85 mln funtów, w tym 10 mln funtów, jako grant przeznaczył brytyjski rząd oraz 46 mln dolarów zainwestował japoński gigant, grupa Sumitomo Heavy Industries (SHI).
Obecnie brytyjski koncern Highview Power planuje również taką inwestycję w USA w stanie Vermont.
