Zrównoważona i bezpieczna dystrybucja energii
Rozproszone systemy wytwarzania i magazynowania energii, wykorzystujące energię odnawialną, odgrywają istotną rolę w systemach dystrybucji. Kontrolowanie mocy wyjściowej takich źródeł energii lub dopasowanie jej do zapotrzebowania jest trudne. Konwencjonalne systemy akumulatorów cechują się stosunkowo krótkim czasem wyładowania. Przepływowe akumulatory cynkowo powietrzne nadają się do krótkoterminowego magazynowania energii odnawialnej, ponieważ mają relatywnie dużą pojemność i wolno się rozładowują. W ramach finansowanego ze środków UE projektu "Zinc-air flow batteries for electrical power distribution networks" (POWAIR) naukowcy opracowują nowy system magazynowania energii elektrycznej charakteryzujący się wysoką gęstością energii, modułowością, krótkim czasem reakcji i niskimi kosztami. Aby zrealizować te założenia, uczestnicy projektu POWAIR dokonują radykalnego rozszerzenie funkcjonalności akumulatora cynkowo-powietrznego, od małych, pojedynczych ogniw podstawowych, do modułów akumulatorów przepływowych o funkcji wielokrotnego ładowania. W skali produkcyjnej akumulatory te można łączyć ze sobą, uzyskując moc od 10 kW do kilku megawatów przy kilku godzinach magazynowania energii. Technologia POWAIR pozwala na nieskończenie długie magazynowanie dużych ilości energii elektrycznej, która może być przesyłana i dystrybuowana w odpowiednim czasie. System akumulatorów można ładować bezpośrednio z sieci energetycznej w przypadku zastosowań mających na celu oszczędzanie energii w szczycie lub ze źródeł energii odnawialnej. Zapewnia on tym samym stabilność sieci i eliminuje potrzebę stosowania elektrowni szczytowych. Zespół projektu wspólnie zaprojektował nowe technologie magazynowania energii wraz z odpowiednią modułową przetwornicą i kontrolerem systemu. Nowa modułowa przetwornica może zostać podłączona do sieci, a ponadto pozwala na elastyczną rozbudowę i rekonfigurację. Akumulator cynkowo-powietrzny opracowany w ramach projektu wykorzystuje elektrodę powietrzną do reakcji połówkowej, która zwiększa gęstość energetyczną, oraz elektrolit alkaliczny, w którym metal jest wysoce rozpuszczalny. Ten innowacyjny system katalityczny nie generuje wysokich kosztów i zachowuje stabilność, uzyskując przy tym wydajność przekraczającą tę typową dla kosztownych systemów na bazie metali. Trwają prace mające na celu wyskalowanie elektrod powietrznych oraz optymalizację i wyskalowanie ogniw i połączenie ich w niewielkie akumulatory. Owocem projektu POWAIR ma być system magazynowania energii przeznaczony głównie do źródeł energii odnawialnej, który zostanie przetestowany zgodnie z międzynarodowymi normami i przygotowany do wdrożenia.
Słowa kluczowe
Dystrybucja energii, magazynowanie energii, energia odnawialna, systemy akumulatorów, cynkowo-powietrzne, akumulatory cynkowo-powietrzne, gęstość energii, akumulator przepływowy redoks, energia elektryczna, elektroda powietrzna, elektrolit alkaliczny
