Ενσιλωτής

Ενσιλωτής

Τετάρτη, 13 Μαΐου 2015

Οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες της Tesla και το τέλος των ψευδαισθήσεων για τα δήθεν "αυτόνομα" Φ/Β

Τα αιολικά & Φ/Β συστήματα έχουν ένα βασικό μειονέκτημα για να χρησιμοποιηθούν στην ηλεκτροπαραγωγή: παράγουν ενέργεια με τυχαίο και διαλείποντα τρόπο. Την ίδια στιγμή η ζήτηση ηλεκτρισμού δεν είναι ούτε τυχαία ούτε διαλείπουσα, ακολουθεί συγκεκριμένα πρότυπα, που σχετίζονται με την ανθρώπινη δραστηριότητα. Προκειμένου να μπορέσουν να χρησιμοποιηθούν τα αιολικά & Φ/Β με αξιόπιστο τρόπο, πρέπει ανάμεσα στην παραγωγή και την κατανάλωση να παρεμβληθεί ένα σύστημα αποθήκευσης της τυχαία παραγόμενης ενέργειας, ώστε η διάθεσή της στη συνέχεια να γίνεται με ελεγχόμενο ρυθμό.

Αυτά τα συστήματα αποθήκευσης μπορεί να είναι αντλησιοταμίευση, μπαταρίες, πεπιεσμένος αέρας ή ο,τιδήποτε άλλο μπορεί να ικανοποιήσει το ίδιο αποτέλεσμα, αλλά, πέρα απ' τους ...
τεχνικούς περιορισμούς που έχει το κάθε σύστημα αποθήκευσης, καταλήγει να προσθέτει κόστος στο ηλεκτρικό σύστημα. 

Επαναφορτιζόμενες μπαταρίες μαζικής παραγωγής υπάρχουν από πολλά χρόνια στην αγορά. Όλα τα αυτοκίνητα έχουν από μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία, με κύριο χαρακτηριστικό της το μεγάλο βάρος και τη μικρή χωρητικότητα σε ηλεκτρική ενέργεια. Πρόκειται για μπαταρίες που χρησιμοποιούν πλάκες μολύβδου (ή άλλων σχετικά βαριών μετάλλων), που η τεχνολογία τους είναι γνωστή εδώ και χρόνια. Όλα τα υποβρύχια επίσης έχουν μπαταρίες, είτε γέρνουν είτε όχι. Και υπάρχουν εταιρείες στη Γερμανία και άλλες χώρες, που κατασκευάζουν συστήματα μπαταριών για σύνδεση σε αιολικά & ηλιακά πάρκα. Ακριβά συστήματα, από πλούσιους για πλούσιους, όχι για μαζική χρήση.

Σήμερα λοιπόν θα δούμε πρόσφατες νέες ανακοινώσεις για μπαταρίες, που οδηγούν στο τέλος των ψευδαισθήσεων για φθηνή αποθήκευση της αιολικής ή ηλιακής ενέργειας. Τουλάχιστον για μια δεκαετία δεν περιμένουμε πλέον να δούμε στην αγορά τέτοια "φθηνά" κι αποτελεσματικά συστήματα.

Στη Βρετανία ξεκίνησε πολύ πρόσφατα να πωλείται για οικιακή χρήση το σύστημα Powervault, που μοιάζει σε μέγεθος με ένα πλυντήριο και μπορεί να μπει κάτω απ' τον πάγκο της κουζίνας. Μπορεί ν' αποθηκεύει την ενέργεια των Φ/Β πάνελ για χρήση τις βραδινές ώρες. Μέχρι εδώ καλύπτει τα βασικά της θεωρίας. Πάμε τώρα στα "πρακτικά": η συσκευή κοστίζει 2.500 στερλίνες (περίπου 3.500€) κι έχει διάρκεια ζωής 15 χρόνια. Οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες πρέπει ν' αλλάζονται κάθε 5 χρόνια, με κόστος 500 στερλίνες (περίπου 700€) και δεν υπάρχει πληροφόρηση για το είδος των μπαταριών που χρησιμοποιούνται. 

Τι μπορεί να ηλεκτροδοτήσει το βράδυ το σύστημα αυτό; Ε, μη ζητάτε και πολλά πράγματα, μπορεί να φορτίσει το κινητό σας, να δουλέψει το μόντεμ, την ηλεκτρική οδοντόβουρτσα, τέτοια πράγματα, ηλεκτρική κουζίνα, πλυντήρια ρούχων ή πιάτων, ηλεκτρικό σίδερο ξεχάστε τα! Άλλωστε, αν επισκεφθείτε τον ιστότοπο της εταιρείας, στο δελτίο τύπου θα διαπιστώσετε πως ο σκοπός ενός τέτοιου συστήματος είναι να μειώσει το λογαριασμό του ηλεκτρικού κατά έως 15%: "Powervault aims to lower electricity bills by up to 15%". Κομματάκι ακριβούτσικο το βρίσκω αυτό το έως 15%. Αλλά αν είναι "να σώσουμε τον πλανήτη", τι είναι να δώσουμε μερικές χιλιάδες ευρώ, απ' αυτά που δεν έχουμε; Μπορεί κανείς να βασιστεί σε τέτοια συστήματα για ηλεκτροδότηση σπιτιού; Ούτε μια στο εκατομμύριο. Ας το βάλουν στα σπίτια τους όσοι εντελώς ανεύθυνα μας λένε πως δεν πρέπει να κάνουμε τη νέα λιγνιτική μονάδα Πτολεμαΐδα 5 και να βάλουμε ηλιακά με μπαταρίες.

Στις ΗΠΑ είχαμε στις 30/4 την πολυαναμενόμενη ανακοίνωση της νέας γενιάς μπαταριών λιθίου για το σπίτι απ' την Tesla, την εταιρεία που κατασκευάζει ακριβά σπορ ηλεκτρικά αυτοκίνητα και προετοιμάζει ένα πολύ μεγάλο εργοστάσιο παραγωγής μπαταριών λιθίου, κόστους 5 δισεκ. δολαρίων. Η Tesla παρουσίασε δυο συστήματα, το Powerwall για οικιακή χρήση και το Powerpack για βιομηχανική χρήση. Το Powerwall ζυγίζει 100 κιλά κι έχει μια ομολογουμένως κομψή σχεδίαση, σε λεπτή γραμμή, με διαστάσεις H: 1300mm - W: 860mm - D:180mm, που επιτρέπουν επιτοίχια τοποθέτηση. Το σύστημα έχει ονομαστική ισχύ 10kw, αλλά αποδίδει σταθερά 2kw και σε αιχμή μέχρι 3,3kw, επομένως ξεχάστε και πάλι πως μπορείτε να λειτουργήσετε ηλεκτρική κουζίνα, πλυντήρια ρούχων ή πιάτων, ηλεκτρικό σίδερο. Μπορείτε όμως να λειτουργήσετε το ψυγείο και να δείτε τηλεόραση. Μπορεί να συνδεθεί με άλλα 8 παρόμοια σε συστοιχία συνολικής ισχύος 90kw, αλλά δεν προσδιορίζεται κατά πόσο θα μπορεί να αποδίδει και 2x9=18kw σταθερής ισχύος. Ωστόσο υπάρχει ενα βασικό πρόβλημα με το σύστημα των 10kw, όπως είπε εκπρόσωπος της SolarCity, βασικού συνεργάτη της Tesla (με τον ίδιο Πρόεδρο) και μεγαλύτερου εγκαταστάτη Φ/Β οροφής στις ΗΠΑ: δεν είναι κατασκευασμένο για περισσότερους από 50 κύκλους φόρτισης/εκφόρτισης ανά έτος, (το έτος έχει 52 εβδομάδες, επομένως δεν μπορεί να κάνει ένα κύκλο ανά εβδομάδα).

Η τιμή πώλησης ενός Powerwall προς τους εγκαταστάτες ηλιακών συστημάτων ανακοινώθηκε στα 3.500 δολάρια (3.142€ με την τωρινή ισοτιμία, χωρίς τον απαραίτητο εναλλάκτη/ινβέρτερ και την εγκατάσταση). Διατίθεται και Powerwall ισχύος 7kw για οικιακή χρήση, στα 3.000 δολάρια. Η μπαταρία θ' αρχίσει να παραδίδεται στα τέλη του καλοκαιριού κι έχει ήδη προπωληθεί η παραγωγή μέχρι τα μέσα του 2016. Το νέο μεγάλο εργοστάσιο, που θα επιτρέψει αύξηση της παραγωγής, δεν αναμένεται πριν τα μέσα του 2016.

Το Powerpack έχει την ίδια βασική σχεδίαση με το Powerwall, αλλά με χωρητικότητα 100Kwh και με δυνατότητα να συνδέεται με άλλα Powerpack, σε συστοιχίες από 500Kwh έως και άνω των 10Μwh. Δεν ανακοινώθηκε τιμή για τη βιομηχανική μπαταρία.

Όλες αυτές οι μπαταρίες θα πρέπει φυσικά να παραδοθούν και να δοκιμαστούν στην πράξη για κάποια χρόνια, προκειμένου να αποδειχθεί η ασφάλειά τους, καθώς οι -μικρού μεγέθους σε σχέση με τις νέες της Tesla- μπαταρίες λιθίου για υπολογιστές και κινητά τηλέφωνα είχαν παρουσιάσει στα πρώτα στάδια προβλήματα αναφλέξεων, (το λίθιο είναι χημικά πολύ δραστικό). Η Tesla πάντως προσφέρει εγγύηση 10 ετών.

Η Tesla δεν είναι η μόνη εταιρεία που ετοιμάζει εργοστάσιο μπαταριών λιθίου, άλλα 4 αναμένονται στην Κίνα μέχρι το 2020 και δεν θα είναι μπαταρίες για τα σπίτια και τη βιομηχανία, θα είναι κυρίως για τη βιομηχανία ηλεκτρονικών. Αυτό έχει τη σημασία του όχι μόνο για την επάρκεια πρώτων υλών, αλλά και τις τιμές των πρώτων υλών, (εκτός απ' το λίθιο χρειάζεται επίσης π.χ. γραφίτης και κοβάλτιο: ειδικά το κοβάλτιο μπορεί να είναι πρόβλημα, καθώς η μεγάλη ποσότητα βρίσκεται στη Λαϊκή Δημοκρατία του Κονγκό). 

Τα εργοστάσια που υπάρχουν σήμερα έχουν συνολικό ετήσιο παραγωγικό δυναμικό 35GWh. Μέσα στο 2015 αναμένεται εργοστάσιο από την LG (7GWh), το 2016 από τη Foxconn (15GWh) και την Tesla (35GWh) και το 2020 από τις BYD (20GWh) και Boston Power (10GWh). Η μεγάλη ζήτηση για λίθιο (και κυρίως για ηλεκτρικά αυτοκίνητα και δίκυκλα) μάλλον θα φέρει πιο κοντά την ανάπτυξη μπαταριών με άλλα υλικά, που έχουν μεγαλύτερη προσφορά απ' το λίθιο, όπως π.χ. η μπαταρία αλουμινίου που παρουσιάστηκε πρόσφατα απ' το Πανεπιστήμιο Stanford, (που ωστόσο πρέπει να εξελιχθεί, καθόσον υστερεί ως προς τις μπαταρίες λιθίου στην αποδιδόμενη τάση).

Οι αναρτήσεις μας βρίσκονται και στο Facebook, στη διεύθυνση Greeklignite! Πατήστε «Μου αρέσει» (Like) στη σελίδα μας, για να έχετε πιο άμεση ενημέρωση! Και ανοίγετε τις αναρτήσεις, καθώς το Facebook δεν θα σας τις εμφανίζει καθόλου στη ροή αν δει πως δεν τις ανοίγετε.

Τόσο το Βρετανικό Powervault όσο και το Αμερικανικό Powerwall είναι συστήματα που ΔΕΝ διασφαλίζουν τα σπίτια και τις βιομηχανίες για αποσύνδεση απ' το δίκτυο. Δεν είναι συστήματα που διασφαλίζουν αυτόνομη τροφοδότηση, ιδιαίτερα τους χειμερινούς μήνες που η ηλιοφάνεια είναι περιορισμένη. Αντίθετα, είναι συστήματα που λειτουργούν συμπληρωματικά με τη σύνδεση στο δίκτυο. Ακριβώς γι' αυτό το λόγο οι περισσότερες παραγγελίες για μπαταρίες της Tesla ήρθαν αμέσως από ηλεκτροπαραγωγικές εταιρείες, που ενδιαφέρονται πολύ για λύσεις σταθεροποίησης των δικτύων από φαινόμενα χαμηλής στροφικής αδράνειας, τα οποία προκαλεί η αυξανόμενη διείσδυση των αναξιόπιστων αιολικών & Φ/Β. Τα προβλήματα αυτά εξέτασαν ερευνητές του Πολυτεχνείου Ζυρίχης σε άρθρο, που δημοσιεύθηκε τον περασμένο Δεκέμβριο, με τίτλο "Impact of Low Rotational Inertia on Power System Stability and Operation", και καταλήγουν χαρακτηριστικά: "The presented analyses show that high shares of inverter-connected power generation can have a significant impact on power system stability and power system operation. ... Battery Energy Storage Systems (BESS) units are, due to their very fast response behavior, especially well-suited for providing either fast frequency (and voltage) control reserves or synthetic rotational inertia for power system operation." Στα ίδια συμπεράσματα είχε καταλήξει και άλλο άρθρο, απ' το Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών του Πανεπιστήμιου του Leuven Βελγίου, με τίτλο "Grid Inertia and Frequency Control in PowerSystems with High Penetration of Renewables": "By integrating more and more renewables in the generation mix, the inertia drops, and the power system can even become completely inertialess. ...The power reserve for the frequency control is created by adding an energy storage or by deloading the wind turbine/PV unit." Πολύ εξειδικευμένα τεχνικά θέματα, άγνωστα στο ευρύ κοινό, αλλά βασικά για τη διασφάλιση της ηλεκτροδότησης. 

Η τεχνολογία έχει αρκετό δρόμο ακόμα να διανύσει προτού καταφέρει να προσφέρει λύσεις ασφαλούς αποσύνδεσης απ' το δίκτυο. Μέχρι να το καταφέρει, τίποτα δεν μπορεί να προσφέρει την ασφάλεια εφοδιασμού καλύτερα από ένα δίκτυο βασισμένο στα ορυκτά καύσιμα (και το ουράνιο ορυκτό είναι), στα υδροηλεκτρικά, τη βιομάζα, τη γεωθερμία. Σε ΑΠΕ αξιόπιστες, που ηλεκτροδοτούν κι όχι σε ΑΠΕ αναξιόπιστες, που χρειάζονται μπαταρίες-δεκανίκια.

Το τελικό συμπέρασμα είναι προφανές: WWF και Greenpeace, για τους δικούς τους λόγους, κάνουν εκστρατεία ενάντια στη νέα λιγνιτική μονάδα Πτολεμαΐδα 5 και μας λένε να επενδύσουμε σε συστήματα που ΔΕΝ υπάρχουν διαθέσιμα. Για να το πούμε ΠΟΛΥ ευγενικά, η ανευθυνότητά τους είναι ασυναγώνιστη! Λαφαζάνη, γρήγορα να κάνουμε την Πτολεμαΐδα 5 κι αμέσως και τη Μελίτη 2. Μόνο  

ο Ελληνικός λιγνίτης, ο δικός μας μαύρος χρυσός

μπορεί να διασφαλίσει την παραγωγική ανασυγκρότηση της χώρας!


5 σχόλια:

  1. το Βέλγικο ...εξαφανίστηκε (πριν προλάβω να το σώσω). Λογοκρίνουν???

    ΑπάντησηΔιαγραφή
  2. https://lirias.kuleuven.be/bitstream/123456789/345286/1/Grid_Inertia_and_Frequency_Control_in_Power_Systems_with_Hig

    ΑπάντησηΔιαγραφή
    Απαντήσεις
    1. Μάλλον ο σέρβερ είναι εκτός λειτουργίας για συντήρηση Σα-Κυ.

      Διαγραφή
  3. Κάντε μια οικονομική ανάλυση της μπαταρίας Tesla για 3000 κύκλους και χαμογελάστε. Αυτά είναι για να τρώγονται λεφτά επιδοτήσεων.
    Κανείς δεν λέει επίσης για την ασφάλεια - οι μπαταρίες αυτές έχουν κακό ιστορικό με αναφλέξεις και εκρήξεις. Περιμένετε και θα δείτε.

    ΑπάντησηΔιαγραφή