Αποθήκευση Ενέργειας από Ανανεώσιμες Πηγές

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Αποθήκευση Ενέργειας από Ανανεώσιμες Πηγές"

Ὀδυσσεύς Καρράς
4 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Αποθήκευση Ενέργειας από Ανανεώσιμες Πηγές Δρ. Κυριάκος Πανόπουλος ΥΔ Αλέξανδρος Καφετζής Δρ. Χρυσοβαλάντου Ζιώγου Καθ. Σημίρα Παπαδοπούλου Καθ. Φώτης Στεργιόπουλος Αλέξανδρος Προσμίτης Δρ. Σπυρίδων Βουτετάκης * Ινστιτούτο Χημικών Διεργασιών & Ενεργειακών Πόρων (ΙΔΕΠ), ΕΚΕΤΑ

2 Περιεχόμενα 1. Ανάγκη για Αποθήκευση Ενέργειας 2. Οφέλη Αποθήκευση Ενέργειας 3. Αποθήκευση Ενέργειας Τεχνολογίες 4. REMOTE Project 5. TESTORE Project 6. SOCRATCES Project

3 Ανάγκη για Αποθήκευση Ενέργειας Μεγάλες διακυμάνσεις (intermittency) στα προφίλ παραγωγής ισχύος από ΑΠΕ ΑΙΟΛΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Μη αξιοποίηση ενεργειακού πλεονάσματος σε περιόδους υψηλής παραγωγής ισχύος από ΑΠΕ (απόρριψη ισχύος). Δημιουργία ελλείματος ενέργειας σε περιόδους χαμηλής παραγωγής ισχύος από ΑΠΕ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΪΚΑ Αύξηση ευελιξίας και αξιοπιστίας των μονάδων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από ΑΠΕ Αύξηση CO2 για κάλυψη αιχμής ζήτησης

ΕΛΛΕΙΜΜΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΠΕΡΙΣΣΕΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Οφέλη Αποθήκευσης Ενέργειας Αποθήκευση της ενέργειας και αποδέσμευσή της όταν είναι απαραίτητο. Αξιοποίηση της δυναμικότητας των ΑΠΕ στο μέγιστο βαθμό.

4 ΕΛΛΕΙΜΜΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΠΕΡΙΣΣΕΙΑ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Οφέλη Αποθήκευσης Ενέργειας Αποθήκευση της ενέργειας και αποδέσμευσή της όταν είναι απαραίτητο. Αξιοποίηση της δυναμικότητας των ΑΠΕ στο μέγιστο βαθμό. Back-up απόθεμα ενέργειας για έκτακτες ανάγκες συντήρησης/αστοχίες/σφάλματα δικτύου. Μείωση απωλειών μεταφοράς και διανομής. ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΠΟ ΑΠΕ ΕΛΕΓΚΤΗΣ ΚΑΤΑΝΑΛΩΣΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Εξισορρόπηση δικτύου (τάσης, συχνότητας) και βελτίωση ποιότητας παρεχόμενου ηλεκτρικού ρεύματος. Δυνατότητα αποθήκευσης σε περιόδους χαμηλής ζήτησης και απόδοση της ενέργειας για κάλυψη φορτίων αιχμής. ΣΥΣΤΗΜΑ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

5 An overview of possible applications Conventional Black start Arbitrage Support to conventional generation Generation Renewable Distributed Generation flexibility Capacity firming Limitation of upstream perturbations Curtailment minimisation Transmission Distribution Customer Services Participation to the primary frequency control Participation to the secondary frequency control Participation to the tertiary frequency control Improvement of the frequency stability of weak grids Investment deferral Participation to angular stability Capacity support Dynamic, local voltage control Contingency grid support Intentional islanding Reactive power compensation Distribution power quality Limitation of upstream perturbations End-user peak shaving Time-of-use energy cost management Particular requirements in power quality Continuity of energy supply Limitation of upstream disturbances Compensation of the reactive power Πηγή : Public hearing on USING NER 300 and THE ENERGY RECOVERY PLAN TO RENEW THE ENERGY SECTOR The Concept of Storage Why do we need it? Bernard Delpech. EASE President. Deputy Executive Vice-President of EDF R&D, European Parliament, 27 November 2013

6 Τεχνολογίες αποθήκευσης Ενέργειας Πηγή : Public hearing on USING NER 300 and THE ENERGY RECOVERY PLAN TO RENEW THE ENERGY SECTOR The Concept of Storage Why do we need it? Bernard Delpech. EASE President. Deputy Executive Vice-President of EDF R&D, European Parliament, 27 November 2013

7 Τεχνολογίες αποθήκευσης Ενέργειας Πηγή Energy Storage Technology Overview, Presented by Dr. Rahul Walawalkar VP, Emerging Tech & Markets, Customized Energy Solutions

8 Εφαρμογές Αποθήκευσης Ενέργειας Πηγή Energy Storage Technology Overview, Presented by Dr. Rahul Walawalkar VP, Emerging Tech & Markets, Customized Energy Solutions

Project REMOTE Remote area Energy supply with Multiple Options for integrated hydrogen-based Technologies

eu Πλαίσιο REMOTE Project Εισαγωγή Αντικείμενο Το έργο REMOTE την τεχνοοικονομική σκοπιμότητα δύο λύσεων

Power (P2P) Μη ενοποιημένο σύστημα P2G + Gas to Power (G2P) 4 πιλοτικά συστήματα θα αναπτυχθούν, βασισμένα

9 Project REMOTE Remote area Energy supply with Multiple Options for integrated hydrogen-based Technologies Πλαίσιο REMOTE Project Εισαγωγή Αντικείμενο Το έργο REMOTE την τεχνοοικονομική σκοπιμότητα δύο λύσεων αποθήκευσης ενέργειας βασισμένων σε κυψέλες καυσίμου και αποθήκευση υδρογόνου: Ενοποιημένο σύστημα Power to Power (P2P) Μη ενοποιημένο σύστημα P2G + Gas to Power (G2P) 4 πιλοτικά συστήματα θα αναπτυχθούν, βασισμένα σε ανανεώσιμες, σε απομακρυσμένες περιοχές εκτός δικτύου ή σε μεμονωμένα μικρο-δίκτυα. This project has received funding from the European Union s Horizon 2020 s research and innovation programme.

Project REMOTE Remote area Energy supply with Multiple Options for integrated hydrogen-based Technologies https://www.remote-euproject.

(Greece) MICRO-GRID Βιομηχανικό Υδροηλεκτρικό (0.

10 Project REMOTE Remote area Energy supply with Multiple Options for integrated hydrogen-based Technologies REMOTE Project Πιλοτικά (DEMO) Περίληψη Τοποθεσίες DEMO Τοποθεσία Δίκτυο Φορτίο ΑΠΕ 1 Ginostra OFF-GRID Οικιακό ΦΒ (150 kw) (Italy) DEMO 4 DEMO 2 2 Agkistro (Greece) MICRO-GRID Βιομηχανικό Υδροηλεκτρικό (0.9 MW) DEMO 3 3 Ambornetti (Italy) OFF-GRID Οικιακό ΦΒ (40 kw) Βιομάζα CHP (50 kw) 4 Froan/Rye (Norway) MICRO-GRID Οικιακό + Βιομηχανία αλιείας ΦΒ (85 kw) Ανεμογεννήτριες (225 kw) DEMO 1 This project has received funding from the European Union s Horizon 2020 s research and innovation programme.

11 Project REMOTE Remote area Energy supply with Multiple Options for integrated hydrogen-based Technologies REMOTE Project Στόχοι ΕΠΙΔΕΙΞΗ της προστιθέμενης αξίας των λύσεων με κυψέλες καυσίμου και αποθήκευση ενέργειας σε σχέση με εναλλακτικές τεχνολογίες από οικονομική, τεχνική και περιβαλλοντική σκοπιά. ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗ και ΕΠΙΧΕΙΡΗΜΑΤΙΚΑ σενάρια για την αναπαραγωγή των P2P συστημάτων, όσων αφορά διαφορετικές τοπολογίες μικρο-δικτύων (απομονωμένα ή όχι). ΠΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ μονάδων P2P κάτω του ενός MW για να συμπληρώσουν το κενό στον τομέα της αποθήκευσης ενέργειας στην Ευρώπη αξιοποιώντας παράλληλα την υπάρχουσα τεχνογνωσία ανάμεσα στους εταίρους. ΔΙΑΔΟΣΗ, κίνηση του δημοσίου ενδιαφέροντος και ανέγερση εμπιστοσύνης μεταξύ των ενδιαφερομένων.

12 REMOTE Project Τεχνολογίες H 2 Αποθήκευση ενέργειας σε 2 μορφές: Ηλεκτρική Συστοιχίες μπαταριών ιόντων λιθίου Υδρογόνο Δεξαμενές Η 2 υπό πίεση Παραγωγή Ενέργειας Κυψέλες καυσίμου τύπου πολυμερικής μεμβράνης (PEM) Παραγωγή Υδρογόνου Αλκαλικός ηλεκτρολύτης ή τύπου πολυμερικής μεμβράνης (PEM)

TESTORE Project Εισαγωγή Αντικείμενο Το έργο TESTORE έχει δύο βασικούς πυλώνες: Σχεδίαση & ανάπτυξη ενός συστήματος που επιτρέπει τη βέλτιστη φόρτιση συσσωρευτών ιόντων-λιθίου

Ανάλυση, σχεδιασμό & ανάπτυξη ενός συστήματος παρακολούθησης συσσωρευτών (Battery Monitoring System, BMS) Πλαίσιο Hydro- Power Station Powerpacks Solar PV AC Bus Grid Islanding

13 TESTORE Project Εισαγωγή Αντικείμενο Το έργο TESTORE έχει δύο βασικούς πυλώνες: Σχεδίαση & ανάπτυξη ενός συστήματος που επιτρέπει τη βέλτιστη φόρτιση συσσωρευτών ιόντων-λιθίου αξιοποιώντας ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ) για την παραγωγή της απαιτούμενης ηλεκτρικής ενέργειας. Ανάλυση, σχεδιασμό & ανάπτυξη ενός συστήματος παρακολούθησης συσσωρευτών (Battery Monitoring System, BMS) Πλαίσιο Hydro- Power Station Powerpacks Solar PV AC Bus Grid Islanding Contactor + Relay Load Breaker + Relay Single Phase Loads Three Phase Loads Project TESTORE RES electricity storage in lithium ion batteries to achieve optimal charging and operation for use in tertiary area domains at remote network points

14 TESTORE Project Τεχνολογία Προηγμένες μέθοδοι ρύθμισης & ευέλικτες στρατηγικές διαχείρισης βασισμένες στα μαθηματικά μοντέλα των υποσυστημάτων Φωτοβολταϊκά Σύστημα Εποπτείας & Ελέγχου BMS Εφαρμογή στο σύστημα εποπτείας του κύριου φορτιστή και των συσσωρευτών Υδροηλεκτρικό Ηλ. Δίκτυο Κύριος Φορτιστής Li-Ion Συσσωρευτές Σύστημα Δειγματοληψίας Αισθητήρες & Εξισωτικοί Φορτιστές Τοπολογία κύριου φορτιστή Project TESTORE RES electricity storage in lithium ion batteries to achieve optimal charging and operation for use in tertiary area domains at remote network points

15 TESTORE Project Objectives Επιμέρους ΑΝΑΠΤΥΞΗ ενός αποτελεσματικού συστήματος φόρτισης το οποίο θα συνδυάζει ΑΠΕ για μακροπρόθεσμη ελαχιστοποίηση κόστους λειτουργίας. ΑΝΑΠΤΥΞΗ ενός προηγμένου συστήματος διαχείρισης παραγόμενης ηλεκτρικής ισχύος και ελέγχου φόρτισης σε πραγματικό χρόνο. ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ των υποσυστημάτων σε πραγματικές συνθήκες με στόχο τη διερεύνηση απόδοσης και αξιοπιστίας. ΜΕΛΕΤΗ της ανάπτυξης του συστήματος φόρτισης Li-Ion συσσωρευτών για να υποκαταστήσουν τους υπάρχοντες συμβατικούς συσσωρευτές (μόλυβδου-οξέος). Λειτουργικοί ΑΥΞΗΣΗ ΑΠΟΔΟΣΗΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ με τη χρήση προηγμένων τεχνικών ελέγχου. ΜΕΓΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΧΡΟΝΟΥ ΖΩΗΣ και ΑΣΦΑΛΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ κατά τη φόρτιση και την εκφόρτιση της συστοιχίας Li-Ion μπαταριών μέσω της βέλτιστης διαχείρισης ενέργειας. ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΑΕΙΦΟΡΙΑΣ και ΑΥΤΟΝΟΜΙΑΣ του συστήματος φόρτισης μέσω της χρήσης ΑΠΕ. Project TESTORE RES electricity storage in lithium ion batteries to achieve optimal charging and operation for use in tertiary area domains at remote network points

16 Solar Calcium looping integration for Thermo-Chemical Energy Storage Exergy analysis of the integration of a Concentrated Solar Power plant with Calcium Looping for energy storage

Parabolic Trough Systems Thermochemical Energy

Conventional Steam Generator Through-shaped

transfer fluid (i.e., air, sco 2, steam etc.

17 Parabolic Trough Systems Thermochemical Energy Storage (TCES) Thermal oil o C Conventional Steam Generator Through-shaped reflectors Solar Dish Systems Mounted heat engine (i.e., Stirling Engine) Sun-tracking parabolic-shaped mirrors Power Tower Systems Heat transfer fluid (i.e., air, sco 2, steam etc.) > 600 o C Sun-tracking mirrors Heliostat Dubai ~700 MW ~260 m solar tower ~3,750 hectares

kj/mol Calcination Storage Carbonation Power Block Solar driven calcination High energy density of CaO/CaCO 3 Highly exothermic

18 SOCRATCES Project Ca-Looping Process Description Carbonation Section Storage Section Calcination Section C A R B O N A T O R CaCO3 CaO CO2 C A L C I N E R Solar Energy Molten salts CaCO 3 CaO + CO 2 POWER BLOCK POWER CaO (s) + CO 2 (g) CaCO 3 (s) ΔΗ 0 rxn =178 kj/mol Calcination Storage Carbonation Power Block Solar driven calcination High energy density of CaO/CaCO 3 Highly exothermic carbonation (T~ o C) Low price (<10 /ton), Abundant, Harmless, Natural CaCO 3 Reactants/Products stored at ambient temperature

19 Ευχαριστώ Thank you ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΧΗΜΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ & ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΠΟΡΩΝ (ΙΔΕΠ)

Σχετικά έγγραφα

1. PV modules 2. Wind Generator 3. Charge Controllers 4. Battery Bank 5. Inverter 6. Fuse box 7. AC appliances

Αυτόνομα Υβριδικά Συστήματα Παροχής Ισχύος που βασίζονται σε ΑΠΕ 1. PV modules 2. Wind Generator 3. Charge Controllers 4. Battery Bank 5. Inverter 6. Fuse box 7. AC appliances Μπαταρίες σε υβριδικά συστήματα