In den letzten Jahren hat der Anteil erneuerbarer Energien kontinuierlich zugenommen. Die Zufälligkeit, Intermittenz und Volatilität der Stromerzeugung aus neuen Energien beeinträchtigen die Stabilität des Stromnetzes erheblich, und dessen mangelnde Frequenzregelungsfähigkeit stellt ein großes Hindernis für den weiteren Ausbau dar. Die Frage, wie diese grünen und CO₂-armen neuen Energien sicherer, stabiler und wirtschaftlicher genutzt werden können, ist zu einer Herausforderung für das neue Energiesystem geworden.
Energiespeicherung nutzt spezielle Geräte und Systeme, um Energie zu speichern, sie bei Bedarf freizusetzen und zeitlich und/oder räumlich zu übertragen. Sie zeichnet sich durch schnelle Frequenzmodulation und anpassbare Kapazität aus und gewährleistet so den stabilen Betrieb des Stromnetzes. Daher gilt die Energiespeicherung als wesentlicher Bestandteil des Aufbaus eines neuen Energiesystems, dessen Hauptkomponente erneuerbare Energien sind.
Schwungrad-Energiespeicher
Energiespeicher werden in physikalische, elektrochemische und elektromagnetische Energiespeicher unterteilt. Schwungradspeicher sind eine Form der physikalischen Energiespeicherung. Ihr Funktionsprinzip: Bei Energieüberschuss wird das Schwungrad elektrisch angetrieben und rotiert mit hoher Geschwindigkeit. Die elektrische Energie wird dabei in mechanische Energie umgewandelt und gespeichert. Wird diese benötigt, bremst das Schwungrad ab, und der Motor fungiert als Generator, um die kinetische Energie des Schwungrads in elektrische Energie für den Nutzer umzuwandeln. Schwungradspeicher ermöglichen somit die Speicherung und Freisetzung elektrischer Energie durch die Beschleunigung und Verzögerung des Rotors.
Beim Laden erhöht sich die Geschwindigkeit; beim Entladen verringert sie sich.
Im Vergleich zu anderen Energiespeicherarten zeichnet sich die Schwungrad-Energiespeicherung durch eine lange Lebensdauer, zahlreiche Ladezyklen, eine hohe Energiedichte sowie gute Sicherheits- und Umweltverträglichkeit aus.
Zusammengesetzte Frequenzmodulation: Schwungrad-Energiespeicher + Lithium-Batterie-Energiespeicher
Durch die optimale Kombination von Schwungrad- und Lithium-Ionen-Energiespeicher vereint das System die Vorteile des Schwungradspeichers (hohe Momentanleistung, Millisekunden-Reaktionszeit, mehrfache Lade- und Entladezyklen), die Speicherkapazität und den großen Frequenzmodulationsbereich der Lithium-Ionen-Batterie und arbeitet mit thermischen Kraftwerken zur Frequenzmodulation zusammen. Dadurch können die Auswirkungen von Frequenzstörungen auf die Netzstabilität minimiert werden.
Erstmals vereint das Projekt zur Frequenzmodulation mittels Schwungradenergiespeicher die Vorteile der langen Lebensdauer von Schwungradenergiespeichern und der hohen Speicherkapazität von Lithiumbatterien. Dadurch wird nicht nur die Gesamtkapazität des Systems erhöht, sondern auch die Lebensdauer der Batterie verbessert. In Kombination mit bestehenden Wärmekraftwerken zur Frequenzregelung im Stromnetz gewährleistet das System die Frequenzstabilität und gleicht gleichzeitig die Leistungsdifferenz zwischen der Stromerzeugung der Wärmekraftwerke und dem vom Netzbetreiber geforderten Stromverbrauch aus.
Durch diese Konstruktion erhöht sich die Anzahl der Lade- und Entladezyklen um das 2000-fache im Vergleich zu reinen Lithium-Batteriesystemen. Zudem können bei drei Chargen von Lithium-Batteriepacks innerhalb desselben Lebenszyklus etwa 24 Millionen Yuan an Ersatzkosten eingespart werden.
aktuell
Formular für das Stromversorgungssystem
Drei Elemente vom Quellnetzwerk zur Last
Transformation in die vier Elemente Quelle, Netzwerk, Last und Speicher
Die Rolle der Energiespeicherung gewinnt zunehmend an Bedeutung.
Besitzt ein breiteres Anwendungspotenzial
Mit zunehmender Reife der Schwungrad-Energiespeichertechnologie und sinkenden Kosten
Es werden weitere Projekte zur Nutzung von Schwungradenergiespeichern umgesetzt.
Unterstützung für einen umweltfreundlicheren, stabileren und sichereren städtischen Stromverbrauch
Veröffentlichungsdatum: 22. September 2023