211service.com
Hawaiis Solar Push stammer gitteret
Udsigten til billigere, oliefri strøm har lokket Kauai Island Utility Cooperative (KIUC) for at femdoble solkapaciteten i brugsskalaen i løbet af det seneste år ved at bygge to 12 megawatt solcelleanlæg. Disse faciliteter er de største og en væsentlig bidragyder til øens 78 megawatt maksimale strømforsyning. Når det andet anlæg kommer online denne sommer, vil den maksimale solproduktion på Kauai nærme sig 80 procent af elproduktionen på nogle dage, ifølge Brad Rockwell, forsyningsselskabets strømforsyningschef.
Forsendelsescontainere fulde af lithiumbatterier vil stabilisere Kauai's net, når forbipasserende skyer afbryder strømstrømmene fra øens nyeste solfarm.
Det sætter Kauai på forkant med solenergipenetration, og KIUC har blå mærker at vise til. Strømudsving fra et første stort anlæg installeret i 2012 har allerede stort set udbrændt de store batterier, der er installeret for at forhindre solenergi i at destabilisere øens net.
Nu tager KIUC endnu et forsøg med batterier og håber, at energilagringsteknologien er udviklet tilstrækkeligt til at forhindre, at de samme problemer gentager sig. Det nye system, installeret ved siden af solfarmen, der nærmer sig færdiggørelsen på Kauai's nordøstlige kyst, er en af de første kommercielle installationer af lithium-ion-batterier i netskala fremstillet af den franske batterigigant JUICE .
Den intermitterende karakter af vedvarende energikilder som solenergi giver en række udfordringer for forsyningsselskaber, afhængigt af deres nets størrelse og design. Kauai's vanskelighed er mest akut, når skyer driver over et solcelleanlæg. Det kan reducere et anlægs effekt med 70 til 80 procent på mindre end et minut. Hvis anlægget leverer en væsentlig del af nettets strøm, kan det hurtige strømtab få frekvensen af nettets vekselstrøm til at falde et godt stykke under 60 hertz, hvilket beskadiger kundens udstyr eller endda forårsager strømafbrydelse.
Kauais første energilagringssystem, på det seks megawatt solcelleanlæg i Port Allen på Kauais vestside, blev designet til at afbøde sådanne frekvensfald ved at frigive lagret strøm, når output styrtede. Men da anlægget gik i luften i december 2012, opdagede Rockwell og hans ingeniører hurtigt, at batteriet, som Rockwell udtrykker det, bare ikke er, hvad det skulle være.
Solcelleanlægget i Anahola er ved at være færdigt.
Systemet til $2 millioner, designet og fremstillet af Xtreme Power i Lyle, Texas, har masser af muskler og frigiver op til 4,5 megawatt i hurtige udbrud. Hvad den mangler er udholdenhed. Frekvensfald forekom oftere, end KIUC havde forventet, og på delvist overskyede dage løb batteriet hurtigt tør for energi.
At lade opladningen ned dag efter dag, forringede i mellemtiden batteriernes energikapacitet. Mens Xtreme Power kaldte dem avancerede bly-syre-batterier, fordi de oprindeligt pakkede mere energi og kraft end deres forgængere, lider de af den samme følsomhed over for gentagen cykling længe forbundet med bly-syre-batterier. Xtreme Power-systemet er designet til at holde otte år, men to år i det har meget lidt kapacitet tilbage, ifølge KIUC.
Som følge heraf har KIUC været nødt til at spørge flere af sine diesel- og benzinfyrede generatorer, hvilket har forbedret deres evne til at stige under frekvensfald. De kraftige ramper slider på maskinerne, øger luftforureningen og ophæver nogle af de oliebesparelser, som solcelleanlæggene har lovet. Jeg tror, vi har mistet et par procentpoint på effektivitet i løbet af det sidste år, siger Rockwell. Vedligeholdelsespåvirkningerne er endnu ikke set.
Et større batteri og bedre softwarekontrol kunne have givet bedre resultater fra Xtreme Powers bly-syre-batterier, siger John Jung, CEO for Grønsmed , en udbyder af lagersystemer baseret i Emeryville, Californien. Men de problemer, KIUC stødte på, blev delt af andre Xtreme Power-kunder, og Xtreme Power erklærede sig konkurs i januar 2014. Det Berlin-baserede energilagringsfirma Younicos købte virksomheden tre måneder senere, minus batteriproduktionsaktiverne.
Lithium-ion-batterier, som KIUC nærer håb om nu, tåler cykling bedre end bly-syre-batterier. John Cox, KIUCs ingeniørchef, siger, at SAFTs lithium-ion-batterier er normeret til fire til seks gange så mange fulde opladnings-afladningscyklusser som Xtreme Powers.
Pletter af skyer drev over Anahola tidligere på måneden, da jeg besøgte stedet for KIUCs næste solcelleanlæg, hvor otte 22 fod lange forsendelsesbeholdere fulde af SAFTs batterier allerede var på plads ved siden af anlæggets 57.000 plus solcellepaneler.
SAFTs $7 millioner system kan levere seks megawatt strøm kontinuerligt og op til 12 megawatt i korte bursts - svarende til Anahola-arrayets maksimale output. Og SAFT hævder, at den kan absorbere op til 4,5 megawatt kontinuerligt.
Genopladning bør være hurtig nok til at holde batteriet i drift hele dagen med strømudsving på ikke mere end 1,2 megawatt i minuttet, ifølge Jim McDowall, forretningsudviklingschef for SAFTs Connecticut-baserede datterselskab SAFT America.
McDowall er især sikker på Anahola-installationen, som har ekstra energilagringskapacitet efter KIUC's insisteren. Denne ekstra kapacitet vil næppe gå til spilde, siger han og Rockwell. Det vil gøre det muligt for Anahola-batteriet at standse noget af frekvensfaldet forårsaget af Kauai's andre solfarme, hvilket letter belastningen på KIUC's konventionelle generatorer. Ekstra lagerkapacitet hos Anahola kan også hjælpe Rockwell med at håndtere et nyt problem, som han forventer at konfrontere inden udgangen af dette år: overskydende solenergiproduktion.
Efter Anahola er kommet online, forventer Rockwell, at Kauai vil se dage, hvor klar himmel resulterer i solgenerering ud over, hvad KIUC's net kan bære. I stedet for at smide det overskydende væk, siger McDowall, kunne KIUC bruge Anahola-batteriopbevaringssystemet til at absorbere det og derefter frigive den strøm, efter solen går ned.