Lees ook :Flow batteries, Vanadium redox batterijen, Edison batterijen
Hernieuwbare energie zoals wind- en Zonne PV electriciteit kunnen soms op onpraktische momenten energie opleveren. De energie maatschappijen hebben gelijk als ze klagen dat ze worden opgezadelt met het ‘load balancing’ of verbruiksbalancering op het net. Als de zon het hardst schijnt zijn de mensen meestal niet thuis, en als ze dat ‘s avonds wel zijn dan produceren de zonnepanelen geen stroom meer. Electriciteit moet nu eenmaal worden gebruikt op het moment dat het beschikbaar is, in een kabel blijft het niet hangen.
Een oplossing is een beter schakelbaar net te maken, waarmee beschikbare overschotten met zo min mogelijk verlies naar gebruikers kunnen worden gesluist. Dit kan op industrieel niveau tot op dat van de ‘smart meters’ die iedereen straks met subsidie kan aanschaffen. Er is een kans dat er een open stroom markt ontstaat, via Google Power Meter bijvoorbeeld, of via bedrijfsverbanden. De tecnologie laat dat eenvoudig toe. Het kan ook zijn dat de energie lobby het systeem dicht timmert om zo de ‘service’ van verbruiksbalancering te leveren.
Go with the flow
Een mooie oplossing die tegelijk de uitnutting van alternatieve bronnen kan verbeteren en de behoefte aan meer energie net kan verkleinen is de batterij. De simpele oplaadbare batterij is een alom bekend fenomeen, maar op grotere schaal bestaan deze ook. Zo zijn er bijvoorbeeld zogenaamde ‘flow batteries’, stromende accu’s (vrij vertaald). Deze werken net als een normale auto accu, maar hebben veel meer accuzuur (electroliet) tussen de electroden, zuur dat in een groot basin circuleert. Aangezien de energie in de chemische samenstelling van het electroliet is opgeslagen kunen flow batteries een enorme capaciteit hebben. Het is niet zulke high tech, maar wel effectief. Flow batteries zijn een voorbeeld van de low maintenance oplossingen die duurzame welvaart zullen faciliteren. Er zit praktisch geen patent meer op, iets voor een TU Delft om als standaard product beschikbaar te maken?
Flow battery principe en een voorbeeld van electroliet opslagtanks
Natrium Sulfaat?
Een ander soort batterij is de NaS/sodium sulfate oftewel natriumsulfide batterij. Deze gebruikt de omkeerbare reactie tussen natrium en zwavel bij hoge temperatuur. Deze batterijen worden tot 300 graden Celsius verhit zodat het Natrium en Zwavel vloeibaar zijn. Dan kunnen de natrium ionen door een metalen barriere migreren en met het zwavel reageren, of onder spanning van het zwavel gescheiden worden. Recent werd zo’n batterij (4 MW) van Japans fabrikaat in Presidio in Texas in gebruik genomen.
Sodium Sulfor batteries zijn 89% efficient, zodat er kans is dat je meer electriciteit overhoud dan een verre gebruiker via een versterkt electriciteits net. De grootste versie heeft een capaciteit van 8 MW en staat in Japan bij de Morigasaki waterzuiverings centrale. De totale capaciteit van het zn NAS® systeem aldaar is 58MWh, dat wil zeggen dat die 8 MW zonder externe aanvoer meer dan vijf uur continue beschikbaar kan zijn. In totaal is in Japan 28 MW geinstalleerd, met name om pieken en dalen in verbruik op te vangen.
1,5 MW NAS® systeem in combinatie met PV, combinaties met wind zijn ook gemaakt
Kosten
De kosten van deze oplossingen per kWh is voor flow batteries enkele honderden dollars maar ligt voor de natrium sulfide systemen nog hoger ($25 Mln of $781 USD/kWh wat vergeleken zou moeten worden met de kosten van het anders noodzakelijke hoogspanningsnet). Er is hierbij zeker grond voor onderzoek van de werkelijke kosten zijn zodat een verstandige keuze gemaakt kan worden. Men kan er namelijk over twisten of we fabrikanten van zeer effectieve technologieen daar ook alle winst van moeten gunnen, het is misschien beter deze bij aanschaf over een langere periode uit te spreiden zodat meer capaciteit sneller online gebracht kan worden.
P.S. CEAS
Eerlijkheid gebied in deze context ook CEAS
(Compressed Air Energy Storage) te noemen, waarbij lucht wordt
samengeperst om later via een perslucht turbine stroom op te wekken.
Deze technologie is goedkoop en efficient, gaat langer mee en is minder
millieu belastend. Misschien heeft Holland met haar (soms lege) gasbellen een voorsprong om deze technoligie toe te passen.