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La nuova tecnologia di storage in rete aiuta a integrare le energie rinnovabili
Lo sviluppo di uno stoccaggio di energia a basso costo è un passaggio fondamentale per passare alle energie rinnovabili e lontano dai combustibili fossili come fonte primaria di elettricità: è l'unico modo in cui tali fonti intermittenti possono fornire energia alla rete quando il vento non soffia e il sole non splende.
Duke Energy, la più grande utility della nazione, sta provando una nuova strategia per affrontare questa sfida. Al suo Sottostazione di Rankin, nella Carolina del Nord , ha installato un sistema di accumulo di energia ibrido che combina una batteria da Energia di Aquione e ultracondensatori da Tecnologie Maxwell .
Le due tecnologie sono complementari. Gli ultracondensatori, ideali per picchi di corrente di breve durata, aiutano a fornire energia quando l'energia solare sulla rete fluttua a causa della copertura nuvolosa. Le batterie Aquion, che sono migliori per immagazzinare energia per periodi più lunghi, possono fornire energia nel corso della giornata, quando il sole tramonta e la domanda di elettricità aumenta. La combinazione dei due utilizzando l'elettronica intelligente consente al sistema di gestire in modo efficiente la domanda di energia per periodi che vanno da secondi a diverse ore. Il sistema è il primo del suo genere su scala industriale, afferma Thomas Golden, responsabile dello sviluppo tecnologico di Duke.
La combinazione di ultracondensatori e batterie offre un sistema di accumulo di rete a basso costo e altamente flessibile.
Un sistema ibrido che utilizza ultracondensatori per le esigenze di maggiore potenza e opzioni di batteria a basso costo, come la tecnologia di Aquion, ha il potenziale per fornire una soluzione più economica rispetto a ciascuna delle tecnologie utilizzate separatamente o qualsiasi altra soluzione, del resto, dice Apurba Sakti, un ricercatore con il Iniziativa energetica del MIT che lavora su tecnologie avanzate di accumulo di energia.
La Carolina del Nord è al quarto posto tra gli stati per capacità solare installata e Duke sta investendo mezzo miliardo di dollari per espandere la sua produzione solare lì. L'area servita dalla sottostazione di Rankin comprende un impianto solare da 1,2 megawatt a solo un miglio di distanza. Il sistema di accumulo di energia ibrido, entrato in funzione a febbraio, include una batteria di Aquion che ben si adatta a questo tipo di soluzione di rete. Le batterie di Aquion utilizzano una chimica dell'acqua salata in grado di fornire una conservazione a lungo termine a un costo molto basso (vedi Conservare il sole). Il costo è importante perché l'aggiunta di ultracondensatori potrebbe rendere il sistema più complesso e più costoso di una soluzione a batteria.
Le batterie agli ioni di litio possono scaricare esplosioni di energia maggiori rispetto alle batterie di Aquion, il che ridurrebbe la necessità di ultracondensatori, ma sono più costose (circa $ 450 per kilowattora di capacità, contro meno di $ 350). Golden afferma che il basso costo della tecnologia Aquion e la possibilità di utilizzare una batteria più piccola, grazie agli ultracondensatori, ha abbassato il costo dell'installazione Rankin dal 10 al 15 percento rispetto a un sistema a sola batteria.
Non esiste una batteria perfetta; ognuno ha il proprio adattamento tecnico, afferma Matt Maroon, vicepresidente della gestione dei prodotti di Aquion.
Lo stoccaggio dell'energia economico e pratico potrebbe non solo affrontare le sfide legate all'integrazione delle energie rinnovabili, ma anche aiutare le utility a evitare la cementificazione di centrali elettriche e linee di trasmissione per soddisfare i picchi di domanda. Se guardi alla rete oggi, costruiamo questi enormi sistemi per soddisfare le esigenze dello scenario peggiore a luglio, quando tutti fanno funzionare i loro condizionatori d'aria, afferma Golden. È un sacco di infrastruttura per pochi giorni di picco della domanda che dobbiamo coprire.