Batterilager minskar slitage på vattenkraftturbiner med 97 procent
Vad händer
Kontext
Forskare vid Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) har modellerat hur ett batterisystem på 60 miljoner watt (megawatt) med två timmars kapacitet skulle påverka driften av ett verkligt vattenkraftverk – Bagnell Dam i Missouri. Dammen sträcker sig över Osage River och kan producera 240 miljoner watt elektricitet, nog för att försörja 42 000 hushåll med drygt 500 miljarder wattimmar (gigawattimmar) per år.
Problemet som batterierna löser handlar om vad som händer när elnätet inte behöver vattenkraft. Att starta och stoppa turbiner sliter hårt på utrustningen. I dag startar och stoppar operatörerna varje turbin i snitt 201 gånger per år, och varje cykel kostar omkring 500 dollar i slitage och produktionsbortfall.
Med ett batteri kopplat till anläggningen behöver turbinerna inte stanna.
- Vattnet fortsätter flöda genom turbinerna och laddar batteriet.
- När elnätet behöver elektricitet igen kan operatörerna leverera direkt från batteriet medan vattenkraften växlar upp.
Enligt modellen skulle antalet start- och stoppcykler sjunka till under fem per turbin och år.
Forskarna beräknar att batteriet skulle kunna generera sex miljoner dollar i ökade intäkter årligen, utöver besparingar på omkring 100 000 dollar från minskat slitage. Med batterikostnader på några tiotals miljoner dollar skulle investeringen betala sig på mindre än tio år.
Snabbare respons öppnar nya marknader
Efterfrågan på elektricitet kan förändras på sekunder – när luftkonditionering slås på en varm dag eller när datacenter drar mer last. Vattenkraft kan visserligen regleras relativt snabbt, men batterilagring kan leverera elektricitet nästan omedelbart. Det gör att vattenkraftverk med batterier kan delta i marknader för snabb frekvensreglering som tidigare varit otillgängliga.
Forskarna noterar också en miljöfördel: när turbinerna snurrar jämnt i stället för att starta och stoppa upprepade gånger blir vattenflödet nedströms stabilare, vilket underlättar för fisk att passera dammen.
PNNL-teamet arbetar vidare med fler analyser tillsammans med två energibolag i Washington State. De ska undersöka hur batterilagring påverkar olika typer av vattenkraftverk – både anläggningar med stora reservoarer och så kallade strömkraftverk med begränsad vattenlagring.
Vad har det för betydelse
Studien visar hur befintlig infrastruktur kan anpassas för att fungera bättre i ett elnät med mer solenergi och vindkraft. Vattenkraftverk med batterier kan både skydda sin egen utrustning och erbjuda den snabba flexibilitet som behövs när elproduktionen varierar mer. Det är ett exempel på hur olika tekniker kan kombineras för att göra hela elsystemet mer flexibelt.
