Vynechať vysokonapäťovú sieť?Každý komponent a jeho dimenzovanie sa musí preskúmať, aby sa optimalizovali náklady. Nič nemožno považovať za samozrejmé, všetko môže byť úplne inak.
Koncom 19. storočia sa vyrábala len vodná energia a elektrická energia pomocou tepelných a energetických strojov. Vodná energia bola viazaná na geografické podmienky a veľké centralizované tepelné elektrárne sú oveľa účinnejšie ako malé decentralizované elektrárne. Pre mobilné domy existujú malé plynové generátory so 7 % účinnosťou; najnovšia generácia paroplynových elektrární Siemens má 64 % výhrevnosť. Tento malý piestový motor a obrovská plynová turbína, ktorej odpadové teplo stále poháňa parné turbíny. Logická odpoveď: potrebujeme elektrickú sieť, ktorá prepojí výrobcov a spotrebiteľov, ktorí sú od seba vzdialení. Ale platí táto logika vždy a všade?
Prvým krokom je zdokonalenie na 24 elektrickej energie pomocou batérií. Z čoho sa skladá domáci systém na uskladnenie energie v rozsahu 15 kWh? Zvyčajne 16 batériových článkov s kapacitou 280 Ah až 320 Ah v puzdre. Z čoho sa skladá domáci systém na uskladnenie energie v rozsahu 150 kWh? Zvyčajne 10 blokov, každý so 16 batériovými článkami s kapacitou 280 Ah až 320 Ah zapojenými do série. Z čoho sa skladajú veľkokapacitné úložné systémy s kapacitou mnoho MWh? Prekvapenie, úplne rovnaké základné komponenty. Používajú sa presne tie isté batériové články ako v domácom systéme skladovania s kapacitou 15 kWh. Medzi domácim systémom skladovania s kapacitou 15 kWh a veľkokapacitným systémom skladovania s kapacitou 150 MWh nie je žiadny rozdiel v účinnosti. Prečo jednoducho nefunguje všetko na batérie, aby ste mali k dispozícii 365/24 energie? Napadá mi staré príslovie: peniaze musia fungovať.
Existujú 4 dôvody na uskladnenie solárnej energie:
Peniaze musia fungovať. Ak má takáto batéria 200 plných cyklov za rok a vydrží 15 rokov, potom pri cene 60 €/kWh by sme mali: 60 / (15 rokov × 200 cyklov) = 0,02 €/kWh nákladov na skladovanie. Skvelé, to sedí! Ak však dimenzujete batériu dostatočne veľkú, aby pokryla rozdiel medzi letným a zimným obdobím, potom sa životnosť môže zvýšiť na 25 rokov, ale 60 € / 25 rokov = 2,40 €/kWh. To je absolútne nemožné! Batérie sú príliš drahé na to, aby fungovali len raz ročne.
Koľko stojí jednoduchá nádrž s 1 GWh tepelnej energie? To by bolo necelých 200 000 litrov metanolu. Približne 20 000 EUR. Ak by to generátor so 40 % účinnosťou premenil na elektrinu, bolo by to 400 MWh. Urobme veľmi zjednodušený výpočet pre celé zariadenie Power to Methanol 300 kW za 300 000 EUR, nádrž 20 000 EUR, generátor 80 000 EUR, aby sa v prípade potreby vyrobilo 400 MWh z 2 GWh prebytočnej elektriny: 400 000 EUR / (20 rokov × 400 000 kWh ročne) = 0,05 EUR/kWh. V reťazci musíte znásobiť efektivitu. 50 % výkonu na metanol × 40 % generátora je veľmi skromných 20 %. Ale ak slnko svieti celý deň a batérie sú plné, potom je energia na metanol plytvaním inak nevyužiteľnej slnečnej energie. V krajinách v blízkosti rovníka je typická situácia, že 25 % slnečnej energie sa využíva na výrobu metanolu, ktorý potom generuje 5 % celkového dopytu po elektrickej energii.
Platí to v blízkosti rovníka, kde sú výkyvy počasia dominantným faktorom dlhodobého skladovania a sklon zemskej osi zohráva podradnú úlohu. Na druhej strane, ja žijem v Rakúsku 47,722° severne od rovníka. Tu je rozdiel medzi letom a zimou dramatický.
Vysokonapäťová sieť, množstvo kubických kilometrov podzemných zásobníkov plynu a veľké centrálne elektrárne s kombinovaným cyklom už existujú. Rakúsko má 7 km³ podzemných zásobníkov plynu, čo predstavuje 70 TWh alebo takmer 8 000 kWh na obyvateľa. Chýba už len rádovo viac fotovoltiky, 3 kWh batérie na 1 kW fotovoltiky a energia na metán. Centralizovaná veľkokapacitná technológia má výhody z hľadiska účinnosti pri výrobe energie do X aj pri výrobe elektriny. Tieto výhody sú väčšie ako náklady na vysokonapäťovú sieť.
Vykonali sme rozsiahle simulácie pre 50 rôznych lokalít a hodinové údaje o výnosoch od roku 2005 do roku 2020 s rôznym zaťažením. Každá z týchto rôznych konfigurácií bola simulovaná s rôznymi zaťaženiami. Cieľom týchto simulácií bolo odpovedať na otázku: Je možné znížiť náklady na energiu pre dopravu a mobilitu na polovicu pomocou sídiel s rýchlym nabíjaním mimo siete? Pri cenách batérií, ktoré sa očakávajú o niekoľko rokov, je to možné: niekde pozdĺž diaľnice stojí niekoľko domov novej generácie GEMINI, ktoré ponúkajú rýchle nabíjanie za 0,20 €/kWh. Tu sú tri príklady použitia:
Bez elektrickej prípojky, ale s 80 kW fotovoltaiky a 160 kWh batérií umožňuje priame napájanie 80 kW rýchlonabíjačky. Tieto domy, ktoré sú dobre rozmiestnené v odľahlých dedinách, môžu po prvýkrát umožniť dostať sa s elektromobilom do akéhokoľvek bodu v Afrike.
Typická veľkosť by mohla byť 16 domov s 2 MW fotovoltaiky a 6 MWh sodíkových batérií. Generátor s výkonom 300 kW poskytuje elektrickú energiu aj vtedy, keď je niekoľko dní veľmi zamračené. Hneď ako budú k dispozícii lacné 300 kW elektrárne na výrobu metanolu, bude možné využiť prebytočnú elektrinu. Veľké nákladné vozidlá sa dajú rýchlo nabíjať aj pomocou 1 MW. V priemere sa každý deň predá 6 MWh elektrickej energie. To by bolo napríklad 8 veľkých nákladných vozidiel so 400 kWh a 70 osobných vozidiel s nabíjaním 40 kWh.
V horúcich krajinách je betón ideálny na výstavbu ciest. Nezahrieva sa tak ako asfalt a predovšetkým sa pri vysokých teplotách nestáva viskóznym ako asfalt. Výroba cementu je však energeticky náročné odvetvie. Napríklad cementáreň LEUBE neďaleko môjho bydliska potrebuje na 500 000 ton ročnej výroby 110 GWh elektrickej energie a 400 GWh tepelnej energie. Slinok sa môže ohrievať aj elektrinou, čo je efektívnejšie, ale tým sa potreba elektriny zvýši na 360 GWh. Na 3 km² energeticky optimalizovanej plochy osídlenia môže cementáreň tejto veľkosti fungovať len s elektrickou energiou. Podľa prognóz vývoja cien batérií to bude najlacnejší spôsob výroby už o niekoľko rokov. Lacné batérie sú kľúčom k zdokonaleniu solárnej energie na 24-fázovú elektrickú energiu. Energia na metanol je kľúčom k rafinácii 24 elektrickej energie na 24/365 elektrickú energiu. | |||||||||||||||||||||
GEMINI next Generation AG (Inc.)
