Jeśli jesteś tu, aby zrozumieć, jak działa wiatrak do produkcji energii, to pomożemy najlepiej jak umiemy. Przejdziemy przez to, co skrywa w sobie budowa turbiny wiatrowej. Poznamy rodzaje turbin wiatrowych odpowiedzialnych za powstanie energii wiatrowej. Dowiemy się też, jak wygląda budowa elektrowni wiatrowych w Electrum i nasze największe farmy wiatrowe.

Ludzie szukają coraz więcej informacji na temat tego, jaką turbiny wiatrowe odgrywają rolę w dzisiejszym miksie energetycznym. Patrząc na dane za ostatni rok, nic dziwnego, że energetyka wiatrowa wzbudza coraz większe zainteresowanie.

Zgodnie z raportem przygotowanym przez Global Wind Energy Council, „Global Wind Report 2024”, w 2023 roku odnotowano największą w historii liczbę nowych instalacji turbin na lądzie (łącznie ponad 100 GW) oraz drugą co do wielkości dla turbin morskich (11 GW)! Przekroczyliśmy symboliczny kamień milowy 1 TW zainstalowanej mocy na całym świecie i, przy obecnym tempie, spodziewamy się osiągnąć 2 TW przed 2030 rokiem. Wiatrak jako źródło energii elektrycznej będzie zyskiwał na znaczeniu z zawrotną prędkością. Czas budować elektrownie!

Jeśli interesuje Cię usługa budowa farm wiatrowych, sprawdź: Budowa farm wiatrowych

Zasada działania wiatraka do produkcji energii wiatrowej

Jak powstaje energia wiatrowa? Wiatraki, czyli turbiny wiatrowe, przekształcają wiatr w energię mechaniczną, a następnie w energię elektryczną. Proces ten zaczyna się od wirnika, który obraca się pod wpływem wiatru. Wytworzona w ten sposób energia mechaniczna jest następnie przekazywana do generatora wiatrowego, który przekształca ją w energię elektryczną.

Kluczowym elementem w wydajności turbin wiatrowych są łopaty turbiny, które muszą być odpowiednio zaprojektowane, aby maksymalnie wykorzystać dostępny wiatr.

Typy turbin mogą się różnić w zależności od zastosowania, mocy oraz konstrukcji. Najczęściej rodzaje turbin wiatrowych dzieli się na turbiny o osi pionowej i turbiny o osi poziomej.

Historia turbin wiatrowych

Historia turbin wiatrowych sięga starożytności – wtedy pierwsze wiatraki były używane do mielenia ziarna i pompowania wody. Współczesne turbiny zaczęły się rozwijać w XX wieku, przechodząc od małych jednostek na farmach do ogromnych instalacji odpowiedzialnych za powstanie energii wiatrowej na dużą skalę.

Pierwsza turbina wiatrowa, która została zaprojektowana do generowania energii elektrycznej, została zbudowana przez Charlesa F. Brusha w 1887 roku w Cleveland (Ohio, USA). Turbina ta była ogromnym, 18-metrowym wiatrakiem z drewnianymi łopatami i miała moc 12 kW. To pierwsza w historii próba wykorzystania energii wiatru do produkcji elektryczności na większą skalę.

Większe znaczenie dla rozwoju technologii miała turbina zaprojektowana przez duńskiego wynalazcę Poul la Coura w 1891 roku. La Cour zbudował kilka turbin w Danii i prowadził badania nad wykorzystaniem energii wiatru do produkcji wodoru, który następnie był wykorzystywany jako źródło energii. La Cour jest uważany za jednego z pionierów w dziedzinie technologii wiatrowych.

W historii energii wiatrowej odnawialnej ważny jest też 1941 rok. Wtedy w USA zbudowano turbiny Smith-Putnam o mocy 1,25 MW, które były pierwszymi turbinami wiatrowymi używanymi na skalę przemysłową.

Rozwój technologii takich jak turbiny wolnobieżne i turbiny średniobieżne czy turbiny morskie, znacząco zwiększył wydajność współczesnych turbin.

Budowa turbiny wiatrowej

Jeśli chodzi o budowę turbiny wiatrowej, skupimy się na jej najważniejszych elementach. Wśród nich wyróżniamy łopaty, rotor, maszt i gondolę.

Gondola to obudowa, w której znajdują się wszystkie kluczowe komponenty mechaniczne i elektryczne będące swoistym „sercem” wiatraka. Elementy te są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania turbiny i obejmują m.in.

• Generator wiatrowy z inwerterem, który przekształca energię mechaniczną na energię elektryczną.
• Układ chłodzenia obejmujący wentylatory i systemy chłodzenia cieczą, które zapewniają odpowiednią temperaturę pracy generatora i innych składowych.
• Systemy sterowania i monitoringu, czyli komputery i układy elektroniczne, które zarządzają pracą turbiny, monitorują jej stan oraz przesyłają dane do centrum kontrolnego.
• Transformator, który przekształca napięcie generowane przez generator na napięcie odpowiednie do przesyłu energii do sieci.

Rotor to część turbiny z łopatami, które są odpowiedzialne za przechwytywanie energii wiatru.

Tym, co podtrzymuje gondolę i rotor na odpowiedniej wysokości, pozwalając na efektywne wykorzystanie wiatru, jest maszt. Maszt jest umieszczany w odpowiednio przygotowanym fundamencie.

Łopaty turbiny mogą być ustawione na dwóch osiach – najczęściej występującej poziomej osi albo mniej spotykanej pionowej osi.

Wiatrowe turbiny z osi poziomej charakteryzują się większą efektywnością przy stałych kierunkach wiatru. Dominują w dużych farmach wiatrowych na otwartych przestrzeniach.

W konstrukcjach z osi pionowej, łopaty wirnika obracają się wokół pionowej osi, co pozwala na lepsze wykorzystanie wiatru niezależnie od jego kierunku. Przykładem takiego wiatraka jest turbina Darrieusa. Turbiny wiatrowe pionowe coraz częściej pojawiają się w przestrzeniach miejskich ze względu na ich kompaktowy design.

Fundament turbiny wiatrowej

Fundament turbiny wiatrowej to najważniejszy dla stabilności element całej konstrukcji. Fundamenty są dostosowywane do warunków geologicznych i obciążeniowych danej lokalizacji. Najczęściej stosuje się fundamenty betonowe, choć w przypadku turbin offshore (turbiny morskie) często używa się fundamentów palowych. Fundamenty polowe składają się z wielu pionowych elementów nośnych (tzw. pali), które są wbijane lub wwiercane głęboko w ziemię.

Odpowiedni fundament niesie za sobą bezpieczeństwo konstrukcji i trwałość turbiny, co jest kluczowe w efektywnej eksploatacji elektrowni wiatrowych.

Wysokość turbiny wiatrowej

Wysokość turbiny to kolejny z kluczowych czynników wpływający na jej wydajność. Najwyższe turbiny wiatrowe osiągają wysokość przekraczającą 200 metrów, co pozwala im na wykorzystanie silniejszych i bardziej stabilnych wiatrów, tym samym na generowanie większej ilości energii.

Generalnie im wyżej, tym silniejszy jest wiatr. Zjawisko to wynika z faktu, że wiatry na większych wysokościach są mniej narażone na opory związane z ukształtowaniem terenu, roślinnością i innymi przeszkodami. W rezultacie, prędkość wiatru zazwyczaj wzrasta wraz z wysokością, co poprawia wydajność turbin wiatrowych. Najwyższe turbiny wiatrowe w Polsce posiadają 210 m, a najwyższe turbiny wiatrowe na świecie zlokalizowane są w Chinach. Rekord pobito tam wysokością 280m!

Wysokość turbiny jest dobierana w zależności od specyfikacji projektu i lokalnych warunków wietrznych.

Przeczytaj też:

Energia, która Wieje: Potencjał Farm Wiatrowych w Polsce 

Projekty małych elektrowni wiatrowych / mini elektrowni wiatrowych

Jednak w świecie, w którym lokalność i lokalna samowystarczalność zyskują na znaczeniu, nie liczą się wyłącznie te najwyższe i te duże instalacje wiatrowe. To właśnie małe elektrownie wiatrowe / mini elektrownie wiatrowe zyskują na popularności jako sposób na produkcję energii odnawialnej na lokalną skalę. Projekty małych elektrowni wiatrowych mogą być realizowane w różnych lokalizacjach. Energetyka wiatrowa na małą skalę jest związana z technologiami takimi jak turbina typu H oraz innowacyjne turbiny aeromine.

Budowa łopaty turbiny wiatrowej

Wracając jednak do uniwersalnych komponentów turbiny – kolejnym elementem tej układanki są łopaty turbiny. Wykonane z lekkich i wytrzymałych materiałów kompozytowych, muszą mieć odpowiedni profil aerodynamiczny, aby maksymalnie wykorzystać energię wiatru. Łopaty turbiny (określane też jako łopaty wirnika) są projektowane tak, aby minimalizować opory powietrza i maksymalizować prędkość obrotową wirnika.

Proces produkcji łopat jest skomplikowany i wiąże się z użyciem zaawansowanych technologii, dzięki którym producenci mogą zagwarantować ich wytrzymałość i niezawodność. Każda łopata przechodzi rygorystyczne testy jakościowe, w tym testy wytrzymałościowe i zmęczeniowe, aby upewnić się, że latami będzie spisywać się na medal w trudnych warunkach atmosferycznych i będzie odporna na uszkodzenia turbiny. Proces ten jest monitorowany na każdym etapie, a nowoczesne technologie – takie jak analiza strukturalna i symulacje komputerowe – są używane do optymalizacji projektów i poprawy wydajności łopat wirnika.

Maszt do turbiny wiatrowej

Maszt jest konstrukcją nośną turbiny, podtrzymującą gondolę i rotor na odpowiedniej wysokości. W zastosowaniu lądowym zwykle wykonuje się go ze stali. Betonowe maszty są często używane w większych turbinach (szczególnie kiedy w grę wchodzą elektrownie wiatrowe offshore) ze względu na ich dużą wytrzymałość i stabilność. Maszt musi wytrzymać obciążenia wynikające z siły wiatru, siły wody (elektrownie wiatrowe offshore) i masy konstrukcji. Istnieją różne typy masztów, w tym maszty rurowe i kratownicowe, które są dobierane w zależności od specyfiki projektu i warunków terenowych.

Inwerter do turbiny wiatrowej

Inwerter, znany również jako przetwornica, to urządzenie elektroniczne, które przekształca prąd stały (DC) na prąd przemienny (AC). Bez inwertera energia generowana przez turbinę nie na wiele by się nam zdała. A to właśnie dlatego, że jest ona generowana w postaci prądu stałego, kiedy większość systemów energetycznych i urządzeń działa na prąd przemienny. To inwerter pozwala na konwersję tej energii w formę przystosowaną dla sieci energetycznej oraz dla gospodarstw domowych i przemysłu. Nowoczesne inwertery można wyposażyć w zaawansowane systemy sterowania i monitoringu, które optymalizują proces konwersji i zwiększają efektywność systemu. W przypadku energii wiatrowej odnawialnej falownik to inne określenie na inwerter.

Śmigła turbiny wiatrowej

Śmigła to inne określenie na łopaty wirnika. Są kluczowe dla wydajności turbin wiatrowych i powstawania energii wiatrowej odnawialnej.

Zobacz, jak wygląda środek turbiny: Odkryj wnętrze turbiny wiatrowej – co jest w środku wiatraka energetycznego?

Jak budujemy farmy wiatrowe w Electrum?

Elektrownia wiatrowa składa się z turbin, systemu przekształtników i transformatorów umożliwiających przesył prądu do sieci energetycznej oraz infrastruktury wspierającej, takiej jak drogi dojazdowe i stacje serwisowe.

W Electrum powołujemy do życia przede wszystkim duże instalacje wiatrowe. Jedną z nich jest farma wiatrowa Potęgowo.

Farma wiatrowa Potęgowo składa się z 81 turbin , które to turbiny wiatrowe pozwalają na generowanie mocy 219 MW! Jest to największa elektrownia tego typu na lądzie w Polsce i jedna z największych w Europie. Szacuje się, że pomaga uniknąć emisji 514 tysięcy ton dwutlenku węgla rocznie.

Dowiedz się więcej: Park wiatrowy Potęgowo serwisowany przez Electrum

W Electrum postawienie elektrowni wiatrowej wiąże się z poszanowaniem życia zwierząt i lokalnych społeczności. Rozmieszczając turbiny w Potęgowie, dokładnie przeanalizowaliśmy trasy migracyjne oraz obszary grupowania, żerowania i gniazdowania ptaków, tak, żeby w nie nie ingerować. Ponadto zadbaliśmy o to, aby w żadnej z pobliskich miejscowości poziom hałasu nie przekroczył dopuszczalnych norm.

Jak przebiega montaż turbiny wiatrowej?

Montaż turbiny wiatrowej zaczyna się od przygotowania terenu i budowy solidnych fundamentów. W następnym etapie transportujemy i składamy kolejne komponenty takie jak segmenty wieży, gondola czy wirnik turbiny.

Wieża jest wznoszona segment po segmencie. Następnie na jej szczycie montowana jest gondola. Łopaty wirnika są precyzyjnie przymocowywane do piasty, a cała konstrukcja jest podłączana do sieci energetycznej.

Każdy element jest dokładnie testowany, aby zapewnić prawidłowe działanie i maksymalną wydajność. Proces wymaga zaawansowanego sprzętu oraz współpracy wielu specjalistów. Po zakończeniu montażu turbina jest uruchamiana i przechodzi kalibrację, zanim zostanie oddana do użytku.

Na czym polega serwis turbin wiatrowych?

Serwis polega na regularnych przeglądach, konserwacji i naprawach w celu zapewnienia prawidłowej eksploatacji elektrowni wiatrowych. Serwisowanie jest kluczowe dla zoptymalizowania wydajności i przedłużenia żywotności – innymi słowy minimalizowania przestojów i maksymalizacji produkcji energii przez jak najdłuższy czas.

Przeczytaj więcej na: Serwis turbin wiatrowych

Różne sposoby magazynowania energii w branży odnawialnych źródeł energii zapewniają równowagę między produkcją energii a jej wykorzystaniem. Zapewniają jej stały dostęp do odbiorców, a także zwiększają elastyczność systemów energetycznych. W dzisiejszym artykule przedstawimy, jakie są metody magazynowania energii i co warto o nich wiedzieć.

Sposoby magazynowania energii

Wśród sposobów magazynowania energii wyróżniamy:

• chemiczne,
• elektryczne,
• termiczne,
• mechaniczne.

Chemiczne magazynowanie energii

Metoda elektrochemicznego magazynowania polega na wykorzystaniu baterii do przechowywania energii w postaci chemicznej. Przemiana energii elektrycznej w związki chemiczne to podstawa jednej z najbardziej popularnych technologii magazynowania. Chemiczne magazyny energii to głównie akumulatory:

• niskotemperaturowe – ołowiowo-kwasowe czy litowo-jonowe,
• wysokotemperaturowe, głównie sodowo-siarkowe (tzw. systemy z magazynowaniem wewnętrznym – ich poziom energii i moc wyjściowa są niezależne),
• systemy z zewnętrznym magazynowaniem energii – wodoru/metanu i akumulatory przepływowe (ang. redox-flow batteries).

Rodzaje magazynów energii

Magazyny bateryjne

Elektrochemiczne magazyny energii wykorzystuje procesy chemiczne do magazynowania energii elektrycznej. Inaczej są nazywane po prostu bateriami lub akumulatorami. Najpopularniejsze baterie do magazynowania energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych to:

• litowo-jonowe baterie do magazynowania energii – charakteryzują się wysoką gęstością energii, niską masą własną, stabilnością cyklu i długą żywotnością. Ze względu na zdolność do szybkiego ładowania i rozładowywania, idealnie nadają się do zarządzania szczytowymi obciążeniami. Magazyn energii litowo-jonowy może doskonale służyć jako źródło rezerwowe w przemyśle oraz w systemach fotowoltaicznych i wiatrowych.

Magazyn energii litowo-jonowy na farmach OZE

Baterie litowo-jonowe są popularne w przechowywaniu energii elektrycznej w instalacjach energii odnawialnej. Na farmach fotowoltaicznych baterie są zazwyczaj umieszczane w specjalnie zaprojektowanych kontenerach (tzw. kontenerowe magazyny energii) lub budynkach w pobliżu paneli fotowoltaicznych.

 

Sprawdź ofertę Electrum dla firm:

Systemy magazynowania energii dla firm

 

Baterie litowo-żelazowo-fosforanowe

Baterie litowo-żelazowo-fosforanowe są uznawane za jedne z najbezpieczniejszych typów baterii litowo-jonowych. Mają wysoką tolerancję na wysokie temperatury, co zmniejsza ryzyko wystąpienia problemów z bezpieczeństwem, takich jak przegrzanie czy zapalenie.

Akumulatory kwasowo-ołowiowe

Akumulator kwasowo-ołowiowy jest najbardziej rozpowszechniony. Tego rodzaju magazyny energii charakteryzują się użytecznymi gęstościami mocy i energii przy niskim samorozładowaniu, co sprawia, że są odpowiednie jako akumulatory rozruchowe lub zasilacze awaryjne UPS, np. w telekomunikacji. Warto wspomnieć, że system magazynowania energii może zapewnić możliwość kompensowania krótko- oraz średniofalowych zmian obciążenia.

Zobacz nasze realizacje: Magazynowanie Energii

Akumulatory wysokotemperaturowe

Do popularnych typów magazynów wysokotemperaturowych zaliczamy te na bazie siarczku sodu (NaS) i na chlorku sodu oraz niklu (tzw. akumulatory ZEBRA). Tutaj materiałem aktywnym jest ciekły elektrolit, co odróżnia zasobniki od tych niskotemperaturowych. Cechują się także koniecznością eksploatacji w temperaturze ok. 300°C, dużą liczbą cykli ładowania/rozładowania przy dużej wydajności.

Magazyny energii przepływowe

Magazyny przepływowe przechowują energię w postaci elektrolitu w zbiornikach. Są bardziej skalowalne niż tradycyjne baterie i mogą przechowywać większe ilości energii, co czyni je odpowiednimi do magazynowania energii elektrycznej na dużą skalę.

Baterie przepływowe redox-flow

Zaliczamy je do grupy zewnętrznych zasobników chemicznych. Ich cechy to materiał aktywny na bazie soli rozpuszczony w ciekłym elektrolicie, który znajduje się w oddzielnym zbiorniku. Inny rodzaj baterii przepływowej, czyli akumulator redox-flow na bazie wanadu, to rodzaj magazynu energii, który przechowuje energię w postaci chemicznej w roztworach elektrolitów.

Należy wspomnieć, że zasoby wanadu są ograniczone, co wpływa na mało ekonomiczną eksploatację. Przewagą nad systemami magazynowania z zasobnikami chemicznymi wewnętrznymi jest niezależność dobierania mocy i wydajności akumulatora.

Wodór/Metan

Kolejnym sposobem magazynowania energii jest wodór, który cechuje się możliwością znacznego stopnia sprężania w kawernach solnych. Determinuje niskie koszty zasobnika i wysoką zdolność magazynowania energii.

• Ogniwa paliwowe – przekształcają energię chemiczną zawartą w paliwie (na przykład w wodorze) bezpośrednio na energię elektryczną poprzez reakcje chemiczne. Są efektywne i czyste, ponieważ ich jedynym produktem ubocznym jest woda.
• Tworzenie wodoru lub metanu – te procesy mogą być wykorzystane do magazynowania energii elektrycznej w postaci chemicznej. Przykładowo, wodorowanie polega na wykorzystaniu nadmiaru energii elektrycznej do elektrolizy wody, w wyniku czego powstaje wodór. Może on być później wykorzystany do zasilania ogniw paliwowych lub do produkcji metanu, który jest łatwy do przechowywania i transportowania.

Zielony wodór na farmach fotowoltaicznych i wiatrowych

Podczas planowania systemów w celu kompensacji wahań mocy farm fotowoltaicznych, należy wziąć pod uwagę łatwopalność wodoru. W związku z tym zielony wodór jest metanizowany poprzez dostarczenie CO2 (proces Fischera-Tropscha). W wyniku tego uzyskujemy czysty metan, który jest łatwy w eksploatacji i kontroli pod kątem bezpieczeństwa. Koszty magazynów energii bazujących na metanie są niższe.

Elektryczne systemy magazynowania energii

Elektryczne technologie magazynowania energii zazwyczaj nie wymagają wtórnego materiału do jej przechowywania. Magazynowanie często zachodzi w polu elektrostatycznym albo w stałym polu magnetycznym. Tego rodzaju systemy mogą szybko się ładować i rozładowywać. Warto omówić tutaj dwa przykłady: superkondensatory i cewki nadprzewodzące.

Superkondensatory

Superkondensatory mogą być wykorzystywane do krótkoterminowego magazynowania energii, na przykład do równoważenia chwilowych zmian w produkcji energii z farm fotowoltaicznych czy wiatrowych. Dzięki ich zdolności do szybkiego ładowania i rozładowania, mogą dostarczać energię w krótkich cyklach czasowych.

Nadprzewodnikowe cewki magnetyczne

Nadprzewodnikowe magnetyczne zasobniki energii (SMES) przechowują ją w postaci pola magnetycznego wytworzonego przez prąd stały płynący przez cewkę. W celu bezstratnego przechowywania energii wymagane jest chłodzenie cewki ciekłym helem.

Termiczne magazynowanie energii

Magazynowanie termiczne skupia się na akumulacji ciepła, które może być wykorzystane później, na przykład do ogrzewania budynków lub w procesach przemysłowych. Technologie magazynowania energii, takie jak akumulatory ciepła, korzystają z różnych mediów, np. wody, kamieni czy soli, efektywnie przechowują ciepło.

Te systemy magazynowania prądu są szczególnie efektywne w połączeniu z energetyką solarną, umożliwiając wykorzystanie nadmiaru ciepła w okresach, gdy kolektory słoneczne nie generują energii.

Magazyny energii mechaniczne

Metody mechanicznego magazynowania energii, takie jak hydroakumulacyjne elektrownie wodne czy koła zamachowe (flywheels), przechowują energię poprzez procesy fizyczne.

Przykładowo, hydroelektrownie pompowe gromadzą energię poprzez pompowanie wody do zbiornika umieszczonego na wyższym poziomie, wykorzystując ją później do produkcji energii przez turbiny. Flywheels magazynują energię kinetyczną w obracającym się dysku, który może szybko oddać zgromadzoną energię, stabilizując sieć i odpowiadając na nagłe zmiany zapotrzebowania.

Elektrownia szczytowo-pompowa

Energia kinetyczna wody płynącej z górnego zbiornika do dolnego jest zamieniana w generatorze na energię elektryczną. Jest to rozpowszechniony system magazynowania energii stanowiący 99% światowych systemów magazynowania energii w sieciach elektroenergetycznych. W odróżnieniu od systemów akumulatorowych, możliwe lokalizacje tego rodzaju jednostek są zależne od warunków oraz ograniczeń geograficznych i zwykle położone z dala od centrów poboru energii elektrycznej. Pod względem ekonomicznym elektrownie szczytowo-pompowe stanowią jedną z najbardziej efektywnych kosztowo opcji magazynowania energii elektrycznej.

Wirujące zasobniki energii

Magazynowanie energii jest możliwe także za sprawą wykorzystania energii kinetycznej w ruchu obrotowym. Zawieszone w próżni na łożyskach magnetycznych koło zamachowe gromadzi energię. Tego typu magazyn energii cechuje wysoka trwałość i wysoka gęstość mocy. Jednostki skupiają się głównie na zredukowaniu krótkotrwałych wahań napięcia i częstotliwości, żeby poprawić jakość energii.

Kompresyjne systemy magazynowania energii

Kolejny rodzaj magazynu energii – kompresyjne systemy magazynowania energii (ang. CAES) wykorzystują jako nośnik energii sprężone powietrze zmagazynowane np. w kawernach solnych. Rozwój systemów adiabatycznych magazynowania energii sprężonego powietrza poczynił postępy wraz ze wzrostem wykorzystania energii ze źródeł odnawialnych. Zasada działania magazynu opartego na sprężonym powietrzu jest analogiczna do elektrowni szczytowo-pompowej. Wybór miejsca instalacji zależy w głównej mierze od dostępności podziemnych zbiorników, w których może być magazynowane sprężone powietrze może.

Magnetyczny magazyn energii

Wykorzystuje pole magnetyczne do przechowywania energii w postaci energii potencjalnej magnesów. Magazyny magnetyczne są wysoce wydajne, szybko się ładują i rozładowują, a także cechuje je długa żywotność.

Magazynowanie energii z paneli fotowoltaicznych

Różne technologie magazynowania energii pozwalają dostosować je do potrzeb każdej inwestycji OZE. Poniżej przedstawiamy najbardziej popularne rozwiązania stosowane do magazynowania energii słonecznej:

• Baterie do magazynowania energii – najczęstszym sposobem magazynowania energii elektrycznej produkowanej przez panele fotowoltaiczne są baterie. Typowe rodzaje baterii stosowanych do magazynowania energii z fotowoltaiki to baterie litowo-jonowe, które są wydajne, mają długą żywotność i są łatwe w zarządzaniu.

• Systemy hybrydowe – magazynowanie energii z paneli fotowoltaicznych może obejmować zastosowanie systemów hybrydowych. Łączą one panele fotowoltaiczne z innymi źródłami energii, takimi jak turbiny wiatrowe czy wodne. Zintegrowane systemy hybrydowe mogą oferować większą niezależność energetyczną i mogą być bardziej efektywne w obszarach, gdzie warunki pogodowe dynamicznie się zmieniają.
• Technologie przepływowe – magazyny przepływowe są kolejną technologią stosowaną do magazynowania energii z paneli PV. Magazyny przepływowe są skalowalne i mogą przechowywać większe ilości energii w porównaniu do tradycyjnych baterii.
• Zarządzanie energią i inteligentne sieci (smart grids)- z rozwojem technologii zarządzania energią i inteligentnych sieci, magazynowanie energii z paneli fotowoltaicznych staje się bardziej zaawansowane. Inteligentne systemy zarządzania energią mogą optymalizować czas ładowania i rozładowania baterii w zależności od warunków pogodowych, cen energii i indywidualnych potrzeb użytkownika.

Przeczytaj też: Jak działa instalacja fotowoltaiczna z magazynem energii?

Magazynowanie energii wiatrowej

• Baterie litowo-jonowe – są szeroko stosowane do magazynowania nadmiaru energii w okresach, gdy wiatr wieje silnie, a produkcja energii jest wysoka. Mogą później uwalniać zgromadzoną energię, gdy wiatr słabnie lub w okresach jej zwiększonego zapotrzebowania.
• Magazyny przepływowe – znane również jako akumulatory przepływowe, przechowują energię w postaci elektrolitu, co umożliwia łatwe dostosowanie pojemności magazynowej do wymagań produkcji energii wiatrowej.
• Magazyny cieplne – energia wiatrowa może być wykorzystywana do generowania ciepła, które jest magazynowane w substancjach termicznych, takich jak woda lub kamienie. Może to być używane do ogrzewania budynków lub do produkcji energii elektrycznej przez turbinę parową.
• Elektroliza wodoru – wiatr może być używany do elektrolizy wody, produkując wodór, który jest później magazynowany i używany do zasilania ogniw paliwowych lub do produkcji syntetycznych paliw.

Metoda magazynowania energii – jak wybrać najlepszą?

Różne rodzaje magazynów energii dają szerokie możliwości ich wykorzystania. Wybór najbardziej optymalnej metody magazynowania jest zależny od czynników takich jak charakterystyka produkcji OZE, profil zużycia energii, wymagania finansowe, a także lokalne warunki środowiskowe. Rozważając różne opcje, kluczowe jest zrozumienie, że każda z nich ma swoje unikalne właściwości, które mogą lepiej odpowiadać na specyficzne wyzwania i potrzeby danego obszaru czy projektu.

W Electrum proponujemy rozwiązania dostosowane do konkretnych uwarunkowań danej instalacji OZE. Naszym celem zawsze jest efektywne i ekonomiczne zarządzanie zasobami energetycznymi. Kontakt

Instalacja hybrydowa i magazyny energii

Pionierskim projektem Electrum, realizowanym w ramach inicjatywy MESH4U, jest rozwój hybrydowego systemu magazynowania energii, który łączy różnorodne technologie – od elektrochemicznych po termiczne i mechaniczne.

Ten wielofunkcyjny węzeł magazynowania zapewnia nie tylko elastyczność w zarządzaniu zasobami energetycznymi dla przemysłu i gospodarstw domowych, ale również umożliwia optymalizację techniczną i ekonomiczną. Dzięki holistycznemu podejściu, system zwiększa efektywność wykorzystania odnawialnych źródeł energii oraz wspiera transformację w kierunku gospodarki niskoemisyjnej.

Przeczytaj też: Electrum uruchomiło pierwszy w Polsce hybrydowy system energo-informatyczny, integrujący OZE i magazyny energii

Przyszłość magazynowania energii

Nowoczesne magazyny energii, nazywane magazynami energii przyszłości, są w intensywnej fazie rozwoju. Jeśli chcesz wiedzieć więcej na ten temat, przeczytaj: Jak Magazyny Energii Rewolucjonizują Rynek OZE?

Magazynowanie energii a monitoring

W skutecznym magazynowaniu energii istotne jest nie tylko to, w jaki sposób daną energię magazynujemy, ale także to, w jaki sposób ten proces monitorujemy. Nasze innowacyjne rozwiązanie EMACS (Everything Monitoring and Control System), łączy zalety klasycznego systemu SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) z zaawansowanymi funkcjami analizy biznesowej, tworząc pierwszą i jedyną tak wielofunkcyjną platformę na polskim rynku.

Kluczowe korzyści z wdrożenia systemu EMACS obejmują:

• znaczną redukcję kosztów operacyjnych, dzięki ciągłemu monitoringowi infrastruktury obiektu
• natychmiastowe reagowanie na usterki, co często pozwala na ich zdalne rozwiązanie.
• poprawę procesów technologicznych poprzez automatyzację i wykorzystanie maksymalnych możliwości instalacji w danym momencie.
• efektywne monitorowanie produkcji energii, jej zużycie, magazynowanie i odbiór, co pozwala na precyzyjne określenie bilansu energetycznego instalacji przemysłowych.

Rodzaje magazynów energii – podsumowanie

W niniejszym artykule przedstawiliśmy różnorodne metody magazynowania energii i typy magazynów, które są nieodzownym elementem efektywnego wykorzystania odnawialnych źródeł energii. Od systemów elektrochemicznych, przez termiczne, aż po mechaniczne – każda z tych technologii ma swoje miejsce w ekosystemie energetycznym, oferując specyficzne korzyści i możliwości.