نیروگاه ذخیره باتری
نیروگاه ذخیره باتری (انگلیسی: Battery energy storage system) نوعی نیروگاه ذخیره انرژی است که از تعدادی باتری برای ذخیره انرژی الکتریکی استفاده می‌کند. ذخیره باتری یک منبع انرژی با واکنش‌پذیری بالا است که می‌تواند در شبکه‌های الکتریکی توزیع شود و برای تثبیت این شبکه‌ها استفاده می‌شود، زیرا می‌تواند در کسری از ثانیه از حالت آماده به کار به حالت تمام‌قدرت تغییر کند تا قطعی شبکه را مدیریت کند.[۱][۲][۳]
نیروگاه‌های ذخیره باتری معمولاً برای تولید برق تا چند ساعت با حداکثر توان نامی طراحی می‌شوند. از ذخیره‌سازی باتری می‌توان برای اوج مصرف کوتاه‌مدت و خدمات کمکی، مانند ارائه پشتیبانی عملیاتی و کنترل فرکانس برای کاهش احتمال قطع برق، استفاده کرد. آنها اغلب در نزدیکی یا در نزدیکی سایر نیروگاه‌های فعال یا غیرفعال نصب می‌شوند و ممکن است برای به حداقل رساندن هزینه‌ها، از اتصال شبکه مشترک استفاده کنند. از آنجا که نیروگاه‌های ذخیره باتری به سوخت نیاز ندارند، در مقایسه با نیروگاه‌های تولید برق کوچک هستند و دودکش‌ها یا سیستم‌های خنک‌کننده بزرگی ندارند، می‌توانند به سرعت نصب شوند و در صورت لزوم، در مناطق شهری، نزدیک به بارهای مشتری قرار گیرند.[۵][۶]
از سال ۲۰۲۱، توان و ظرفیت بزرگ‌ترین نیروگاه‌های ذخیره‌سازی باتری منفرد، به مراتب کمتر از بزرگ‌ترین نیروگاه‌های ذخیره‌سازی پمپ‌دار، رایج‌ترین شکل ذخیره‌سازی انرژی شبکه، بوده است. به عنوان مثال، نیروگاه ذخیره‌سازی پمپ‌دار شهرستان بث، دومین نیروگاه بزرگ جهان، می‌تواند ۲۴ گیگاوات ساعت برق ذخیره و ۳ گیگاوات برق منتقل کند، در حالی که فاز اول تأسیسات ذخیره‌سازی انرژی ویسترا انرژی، موس لندینگ، می‌تواند ۱٫۲ گیگاوات ساعت برق ذخیره و ۳۰۰ مگاوات برق منتقل کند. با این حال، باتری‌های شبکه لزوماً نباید بزرگ باشند؛ باتری‌های کوچکتر را می‌توان به‌طور گسترده در سراسر شبکه مستقر کرد تا افزونگی را افزایش دهد.[۷]
از سال ۲۰۱۹، ذخیره‌سازی انرژی باتری تا دو ساعت استفاده، ارزان‌تر از توربین‌های گازی با چرخه باز بود و تقریباً ۳۶۵ گیگاوات ساعت ذخیره‌سازی باتری در سراسر جهان مستقر شده بود که به سرعت در حال رشد بود. هزینه تراز شده برق حاصل از ذخیره‌سازی باتری به سرعت کاهش یافت و در عرض دو سال به نصف کاهش یافت و تا سال ۲۰۲۰ به ۱۵۰ دلار آمریکا در هر مگاوات ساعت رسید. باتری قابل شارژ مورد استفاده در مراکز داده نیروگاه‌های ذخیره باتری و منابع تغذیه بدون وقفه (یو پی اس) از نظر فناوری و عملکرد قابل مقایسه هستند. با این حال، نیروگاه‌های ذخیره باتری بزرگتر هستند.
برای ایمنی و امنیت، خود باتری‌ها در محفظه‌های مخصوص خود، مانند انبارها یا کانتینرها، قرار می‌گیرند. همانند سیستم‌های UPS، یکی از نگرانی‌ها این است که انرژی الکتروشیمیایی به صورت جریان مستقیم (DC) ذخیره یا منتشر می‌شود، در حالی که شبکه‌های برق معمولاً با جریان متناوب (AC) کار می‌کنند؛ بنابراین، ترانسفورماتورهای اضافی برای اتصال نیروگاه‌های ذخیره باتری به شبکه ولتاژ بالا مورد نیاز است. این نوع الکترونیک قدرت شامل تریستور GTO است که معمولاً در انتقال جریان مستقیم ولتاژ بالا (HVDC) استفاده می‌شود.[۸][۹]
بسته به نسبت توان، طول عمر مورد انتظار و هزینه، می‌توان از سیستم‌های مختلف ذخیره‌سازی باتری استفاده کرد. در دهه ۱۹۸۰، باتری‌های سرب-اسید برای اولین نیروگاه‌های ذخیره‌سازی باتری مورد استفاده قرار گرفتند. در طول چند دهه بعدی، باتری‌های نیکل-کادمیوم و سدیم-گوگرد به‌طور فزاینده‌ای مورد استفاده قرار گرفتند. از سال ۲۰۱۰، تعداد بیشتری از نیروگاه‌های ذخیره‌سازی باتری در مقیاس بزرگ به باتری‌های لیتیوم-یون متکی شده‌اند که نتیجه کاهش سریع هزینه این فناوری است که توسط صنعت خودروهای الکتریکی هدایت می‌شود. باتری‌های لیتیوم-یون در درجه اول استفاده می‌شوند. در حالی که سیستم باتری جریان-گذر (flow-through) پدیدار شده است، باتری‌های سرب-اسید هنوز در کاربردهای کوچک و مقرون به صرفه استفاده می‌شوند.
ایمنی
برخی از باتری‌هایی که در دماهای بالا کار می‌کنند (باتری‌های سدیم-گوگرد) یا از اجزای خورنده استفاده می‌کنند، حتی در صورت عدم استفاده، در معرض فرسودگی تقویمی یا خرابی قرار دارند. سایر فناوری‌ها از فرسودگی چرخه‌ای یا تخریب ناشی از چرخه‌های شارژ و دشارژ رنج می‌برند. این تخریب عموماً در نرخ‌های شارژ بالا بیشتر است. هر دو نوع فرسودگی باعث افت عملکرد (کاهش ظرفیت یا ولتاژ)، افزایش دما و در نهایت می‌تواند منجر به خرابی جدی (نشت الکترولیت، آتش‌سوزی، انفجار) شود.
نمونه‌هایی از این موارد شامل آتش‌سوزی ایستگاه تسلا مگاپک در جیلونگ، آتش‌سوزی و انفجار متعاقب آن در یک مزرعه باتری در آریزونا و آتش‌سوزی در مزرعه باتری ماس لندینگ است. همچنین نگرانی‌هایی در مورد احتمال آتش‌سوزی و انفجار در یک واحد باتری در جریان اعتراضات ساکنان علیه مزرعه خورشیدی کلیف هیل در بریتانیا مطرح شد. آتش‌سوزی باتری در ایلینوی منجر به تخلیه هزاران نفر از ساکنان شد و ۲۳ آتش‌سوزی مزرعه باتری در کره جنوبی طی یک دوره دو ساله رخ داد. آتش‌سوزی باتری می‌تواند تعدادی از گازهای خطرناک، از جمله فلوراید هیدروژن بسیار خورنده و سمی را آزاد کند.
برخی از باتری‌ها را می‌توان برای جلوگیری از افت عملکرد ناشی از فرسودگی، سرویس کرد. به عنوان مثال، باتری‌های سرب-اسیدی بدون پلمپ، هنگام شارژ بیش از حد، هیدروژن و اکسیژن را از الکترولیت آبی تولید می‌کنند. برای جلوگیری از آسیب باتری، آب باید به‌طور منظم دوباره پر شود و گازهای قابل اشتعال باید تخلیه شوند تا از خطر انفجار جلوگیری شود. با این حال، این نگهداری هزینه دارد و باتری‌های مدرن مانند لیتیوم-یون طوری طراحی شده‌اند که طول عمر طولانی و بدون نیاز به تعمیر و نگهداری داشته باشند؛ بنابراین، اکثر سیستم‌های فعلی از بسته‌های باتری پلمپ شده تشکیل شده‌اند که پس از افت عملکردشان به زیر یک آستانه مشخص، به صورت الکترونیکی کنترل و تعویض می‌شوند.
گاهی اوقات، نیروگاه‌های ذخیره باتری با سیستم‌های ذخیره نیروی چرخ طیار ساخته می‌شوند تا در مصرف انرژی باتری صرفه‌جویی شود. چرخ طیارها ممکن است نوسانات سریع را بهتر از ایستگاه‌های باتری قدیمی تحمل کنند.
ویژگی‌های عملیاتی
از آنجا که نیروگاه‌های ذخیره باتری هیچ قطعه مکانیکی ندارند، زمان کنترل و راه‌اندازی بسیار کوتاهی، کمتر از ۱۰ میلی‌ثانیه، ارائه می‌دهند. [نیازمند منبع] بنابراین، آنها می‌توانند به کاهش نوسانات سریعی که هنگام کار شبکه‌های برق نزدیک به حداکثر ظرفیت خود رخ می‌دهند، کمک کنند. این حالت‌های ناپایداری - نوسانات ولتاژ تا ۳۰ ثانیه - می‌توانند منجر به نوسانات ولتاژ اوج به حدی شوند که می‌توانند باعث قطع برق منطقه‌ای شوند. یک نیروگاه ذخیره باتری با اندازه مناسب می‌تواند به‌طور مؤثر با این نوسانات مقابله کند؛ بنابراین، کاربردها در درجه اول در مناطقی یافت می‌شوند که سیستم‌های برق با ظرفیت کامل کار می‌کنند و خطر بی‌ثباتی را ایجاد می‌کنند. باتری‌ها همچنین معمولاً در بارهای اوج برای دوره‌هایی تا چند ساعت استفاده می‌شوند.
سیستم‌های ذخیره‌سازی باتری ممکن است در بازارهای لحظه‌ای فعال باشند و خدماتی مانند تثبیت فرکانس را ارائه دهند. آربیتراژ روشی جذاب برای بهره‌برداری از ویژگی‌های عملیاتی ذخیره‌سازی باتری است.
ایستگاه‌های ذخیره‌سازی همچنین می‌توانند با یک منبع انرژی تجدیدپذیر متناوب در سیستم‌های قدرت مستقل مورد استفاده قرار گیرند. ذخیره باتری در شورین، آلمان (نمای داخلی ۲۰۱۴، ردیف‌های استاندارد باتری‌ها) برخی از بزرگ‌ترین نیروگاه‌های ذخیره انرژی باتری در زیر شرح داده شده‌اند و بر اساس نوع، تاریخ و اندازه مرتب شده‌اند.
یون لیتیوم
در سال ۲۰۱۴، شرکت ادیسون کالیفرنیای جنوبی پروژه ذخیره‌سازی انرژی تهاچاپی را راه‌اندازی کرد که در زمان راه‌اندازی، بزرگ‌ترین سیستم باتری لیتیوم-یونی فعال در آمریکای شمالی و یکی از بزرگ‌ترین‌ها در جهان بود.
در سال ۲۰۱۵، گزارشی از بزرگ‌ترین باتری‌های ذخیره‌سازی در ایالات متحده، از جمله یک باتری ۳۱٫۵ مگاواتی در نیروگاه گرند ریج در ایلینوی و یک باتری ۳۱٫۵ مگاواتی در بیچ ریج، ویرجینیای غربی، که هر دو از باتری‌های لیتیوم-یونی استفاده می‌کنند، گردآوری شد.
تسلا بین سپتامبر ۲۰۱۶ تا دسامبر ۲۰۱۶، یک مرکز ذخیره‌سازی شبکه‌ای با ظرفیت ۸۰ مگاوات ساعت و ظرفیت ۲۰ مگاوات را در کارخانه ادیسون کالیفرنیای جنوبی نصب کرد. از سال ۲۰۱۷، این واحد ذخیره‌سازی یکی از بزرگ‌ترین بسته‌های باتری موجود در بازار بود. تسلا همچنین ۴۰۰ بسته باتری لیتیوم-یونی Powerpack-2 را در پست برق میرا لوما در کالیفرنیا نصب کرد. این بسته‌ها انرژی را در بارهای کم شبکه ذخیره می‌کنند و سپس در بارهای اوج، آن را به شبکه بازمی‌گردانند. پیش از این، از نیروگاه‌های گازی برای این منظور استفاده می‌شد.
در سال ۲۰۱۷، تسلا یک پروژه لیتیوم-یونی ۵۲ مگاوات ساعتی در کائوآئی، هاوایی، ساخت تا کل زمان را تا عصر به خروجی یک مزرعه خورشیدی ۱۳ مگاواتی تبدیل کند. هدف، کاهش وابستگی این جزیره به سوخت‌های فسیلی است.
در سال ۲۰۱۹، شرکت نشنال گرید یک مرکز ذخیره‌سازی باتری ۴۸ مگاواتی در جزیره نانتاکت ساخت.
در دسامبر ۲۰۲۰، تأسیسات ذخیره‌سازی انرژی Moss Landing شرکت Vistra Energy، واقع در محل نیروگاه Moss Landing، به شبکه برق متصل شد. در آن زمان، این تأسیسات با ظرفیت ۳۰۰ مگاوات/۱٫۲ گیگاوات ساعت، بزرگ‌ترین تأسیسات در جهان بود. این پروژه با یک قرارداد ۲۰ ساله تأمین منابع با شرکت Pacific Gas & Electric (PG&E) پشتیبانی می‌شد.
استرالیا
در سال ۲۰۱۸، بزرگ‌ترین نیروگاه ذخیره‌سازی باتری، ذخیره انرژی Hornsdale در استرالیا بود که در کنار مزرعه بادی Hornsdale واقع شده و توسط تسلا ساخته شده است. ظرفیت ۱۰۰ مگاواتی قراردادی آن به دو بخش تقسیم می‌شود: ۷۰ مگاوات که به مدت ۱۰ دقیقه کار می‌کند و ۳۰ مگاوات که به مدت ۳ ساعت کار می‌کند. این نیروگاه از سلول‌های ۲۱–۷۰ سامسونگ استفاده می‌کند. این نیروگاه که توسط Neoen اداره می‌شود، در مجموع ۱۲۹ مگاوات ساعت (۴۶۰ گیگاژول) ذخیره‌سازی را فراهم می‌کند که قادر به تخلیه ۱۰۰ مگاوات به شبکه برق است. این سیستم به جلوگیری از قطع برق کمک می‌کند و پایداری شبکه (خدمات شبکه) را فراهم می‌کند، در حالی که ژنراتورهای کندتر می‌توانند در صورت افت ناگهانی باد یا سایر مشکلات شبکه فعال شوند. این نیروگاه در کمتر از ۱۰۰ روز ساخته شد، از ۲۹ سپتامبر ۲۰۱۷، زمانی که توافق‌نامه اتصال شبکه با ElectraNet امضا شد و برخی از واحدها از قبل عملیاتی بودند. باتری تکمیل شد و آزمایش آن در ۲۵ نوامبر ۲۰۱۷ آغاز شد. این باتری در ۱ دسامبر ۲۰۱۷ به شبکه برق متصل شد. در طول یک دوره دو روزه در ژانویه ۲۰۱۸، زمانی که استرالیای جنوبی شاهد افزایش قیمت بود، صاحبان باتری با فروش برق به شبکه برق با قیمت ۱۴۰۰۰ دلار استرالیا به ازای هر مگاوات ساعت، تقریباً ۱ میلیون دلار استرالیا درآمد کسب کردند. در سال ۲۰۲۲، شرکت توسعه‌دهنده انرژی‌های تجدیدپذیر استرالیایی Edify Energy، ۶٫۶ میلیون دلار استرالیا بودجه از آژانس انرژی‌های تجدیدپذیر استرالیا (ARENA) برای توسعه یک سیستم باتری اینورتر پیشرفته و پایدار شده با شبکه دریافت کرد.
کانادا
در انتاریو، کانادا، یک باتری ذخیره انرژی ۵۳ مگاواتی و ۱۳ مگاواتی در سال ۲۰۱۶ راه‌اندازی شد. باتری‌ها توسط شرکت تولیدکننده باتری سوئیسی Leclanché تأمین شدند و کارخانه توسط Deltro Energy Inc. برنامه‌ریزی و ساخته شد. سفارش توسط یک اپراتور مستقل شبکه برق (IESO) ثبت شد. ذخیره‌سازی انرژی برای ارائه خدمات سریع شبکه، در درجه اول برای کنترل ولتاژ و توان راکتیو، استفاده می‌شود. انتاریو و منطقه اطراف آن دارای نیروگاه‌های بادی و خورشیدی متعددی هستند که منجر به طیف گسترده‌ای از منابع انرژی می‌شود.
نامیبیا
نامیبیا
در دسامبر ۲۰۲۱، بانک سرمایه‌گذاری و توسعه دولتی آلمان، KfW، مبلغ ۲۰ میلیون یورو به صورت تأمین مالی جزئی (تقریباً ۸۰ درصد) برای ساخت سیستم ذخیره‌سازی انرژی باتری Erongo (Erongo Bess) به شرکت Nambaur نامیبیا اعطا کرد. این تأسیسات ۷۲ مگاوات ساعت/۵۸ مگاواتی در خارج از Omaruru در منطقه Erongo در مرکز نامیبیا در حال توسعه است.
کره جنوبی
از ژانویه ۲۰۱۶، سه نیروگاه ذخیره‌سازی باتری در کره جنوبی عملیاتی شده‌اند. دو مورد از این سیستم‌ها جدیدتر هستند: یک سیستم ۲۴ مگاواتی با ظرفیت ۹ مگاوات ساعت و یک سیستم ۱۶ مگاواتی با ظرفیت ۶ مگاوات ساعت. هر دو از باتری‌های لیتیوم، نیکل، منگنز و اکسید کبالت (NiMH) استفاده می‌کنند. این سیستم‌های جدیدتر، سیستم قدیمی‌تر ۱۶ مگاواتی و ۵ مگاواتی را با باتری‌های اکسید تیتانات لیتیوم که چند ماه عملیاتی بودند، تکمیل می‌کنند. این سیستم‌ها روی هم رفته ظرفیتی معادل ۵۶ مگاوات دارند و شرکت برق کره (KEPCO) تنظیم فرکانس را انجام می‌دهد. ذخیره‌سازی توسط شرکت کوکام (Kokam) تأمین می‌شود. پس از تکمیل در سال ۲۰۱۷، انتظار می‌رود این سیستم ظرفیتی معادل ۵۰۰ مگاوات داشته باشد. پیش‌بینی می‌شود که سه نیروگاه ذخیره‌سازی نصب شده، علاوه بر کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، هزینه‌های سوخت سالانه را حدود ۱۳ میلیون دلار آمریکا کاهش دهند؛ بنابراین، صرفه‌جویی در مصرف سوخت بسیار بیشتر از هزینه ذخیره‌سازی باتری خواهد بود.
آلمان
یک باتری ۱۳ مگاوات ساعتی ساخته شده از باتری‌های لیتیوم-یونی فرسوده خودروهای برقی در آلمان در حال تولید است که طول عمر پیش‌بینی‌شده آن تا ۱۰ سال است و پس از آن بازیافت خواهد شد.
در شورین آلمان، شرکت WEMAG Electric یک مرکز ذخیره‌سازی باتری لیتیوم-یونی را برای جبران نوسانات کوتاه‌مدت برق اداره می‌کند. Unicus نیروگاه ذخیره‌سازی باتری را تأمین کرد. شرکت Samsung SDI کره جنوبی سلول‌های لیتیوم-یونی را تأمین کرد. ظرفیت ذخیره‌سازی ۵ مگاوات ساعت و خروجی آن ۵ مگاوات است. این مرکز در سپتامبر ۲۰۱۴ به بهره‌برداری رسید. مرکز ذخیره‌سازی باتری لیتیوم-یونی از ۲۵۶۰۰ سلول منگنز لیتیومی تشکیل شده و تقریباً شامل پنج ترانسفورماتور ولتاژ متوسط است که هر توزیع منطقه‌ای نیز به شبکه ولتاژ بالای ۳۸۰ کیلوولت مجاور متصل است.
از ژوئیه ۲۰۱۴، شرکت ذخیره‌سازی انرژی Nord GmbH & Co. KG یکی از بزرگ‌ترین باتری‌های هیبریدی در اروپا را در برادرآپ (اشلسویگ-هولشتاین، آلمان) راه‌اندازی کرده است. این سیستم شامل یک باتری ذخیره‌سازی لیتیوم-یون (با ظرفیت ذخیره‌سازی ۲ مگاوات، انرژی ۲ مگاوات ساعت) و یک باتری جریانی وانادیومی (با انرژی ۳۳۰ کیلووات، ظرفیت ذخیره‌سازی ۱ مگاوات ساعت) است. ماژول‌های لیتیوم-یونی مورد استفاده از سونی هستند و باتری جریانی توسط Vanadis Power GmbH تولید می‌شود. سیستم ذخیره‌سازی به پارک انرژی بادی جامعه محلی (با ظرفیت نصب ۱۸ مگاوات) متصل است.
باتری‌های مایع
میتسوبیشی یک مرکز ذخیره‌سازی باتری سدیم-گوگرد در بوزن، استان فوکوئوکا، ژاپن، با ظرفیت ۳۰۰ مگاوات ساعت و توان خروجی ۵۰ مگاوات نصب کرده است. این ذخیره‌سازی برای تثبیت شبکه و جبران نوسانات ناشی از منابع انرژی تجدیدپذیر استفاده می‌شود. این مجموعه در محدوده انرژی نیروگاه‌های تلمبه ذخیره‌ای قرار دارد. باتری‌ها در ۲۵۲ کانتینر نصب شده‌اند. این نیروگاه مساحتی بالغ بر ۱۴۰۰۰ متر مربع را اشغال می‌کند.
یک باتری سدیم-گوگرد با دمای بالا با ظرفیت ۱۰۸ مگاوات/۶۴۸ مگاوات ساعت در سال ۲۰۱۹ به صورت ۱۵ سیستم در ۱۰ مکان در ابوظبی مستقر شد. سیستم‌های توزیع‌شده را می‌توان به عنوان یک نیروگاه مجازی واحد کنترل کرد.
فسفات آهن لیتیم
شرکت چینی BYD در هنگ کنگ در حال بهره‌برداری از بانک‌های باتری با ظرفیت‌های بین ۴۰ مگاوات تا ۲۰ مگاوات است. این ذخیره‌سازی در مقیاس بزرگ برای کاهش تقاضای بار در ساعات اوج مصرف استفاده می‌شود و می‌تواند به پایداری فرکانس در شبکه کمک کند. این باتری تقریباً از ۶۰٬۰۰۰ سلول فسفات آهن لیتیوم جداگانه تشکیل شده است که هر کدام ظرفیت ۲۳۰ آمپر ساعت دارند. این پروژه در اکتبر ۲۰۱۳ آغاز و در ژوئن ۲۰۱۴ عملیاتی شد. نصب واقعی سیستم ذخیره‌سازی سه ماه طول کشید. با استفاده از اختلاف قیمت بین بارگیری و تخلیه برق روز و شب، و با جلوگیری از گسترش شبکه برای بارهای اوج مصرف و ایجاد درآمد از خدمات شبکه مانند تثبیت فرکانس، این سیستم امکان بهره‌برداری مقرون به صرفه و بدون یارانه را فراهم می‌کند. در حال حاضر، سه مکان برای نیروگاه ذخیره‌سازی ۱۰۰۰ مگاوات تا ۲۰۰ مگاوات وجود دارد.
اسید سرب
باتری سرب-اسیدی در نوتریس، تگزاس، ۳۶ مگاوات (۳۶ مگاوات برای ۴۰ دقیقه) بود. این باتری در سال ۲۰۱۷ با یک باتری لیتیوم-یونی جایگزین شد.
نیروگاه فتوولتائیک Alt Daber موجود در نزدیکی ویتستوک در براندنبورگ، آلمان، یک سیستم ذخیره‌سازی باتری ۲ مگاوات ساعتی دریافت کرده است. مزیت ویژه این است که این راهکار آماده به کار، در کانتینرها تهیه و نصب می‌شود تا بلافاصله در محل و بدون نیاز به کارهای ساختمانی بزرگ قابل استفاده باشد. سیستم ذخیره‌سازی از باتری‌های سرب-اسید استفاده می‌کند.
پروژه ذخیره‌سازی باتری چینو از سال ۱۹۸۸ تا ۱۹۹۷ توسط شرکت ادیسون کالیفرنیای جنوبی در چینو، کالیفرنیا، اداره می‌شد. این پروژه در درجه اول برای تثبیت شبکه برق مورد استفاده قرار می‌گرفت و می‌توانست در طول قطعی‌های مکرر برق در منطقه به عنوان جبران‌کننده نوسانات ثابت و استارتر سیاه برای نیروگاه‌های غیرقابل راه‌اندازی استفاده شود. این نیروگاه دارای حداکثر توان ۱۴ مگاوات بود که با این حال، برای تثبیت مؤثر شبکه ادیسون کالیفرنیای جنوبی کافی نبود و ظرفیت ذخیره‌سازی آن ۴۰ مگاوات ساعت بود. این سیستم شامل ۸۲۵۶ باتری سرب-اسید در هشت آبشار بود که به دو سالن تقسیم می‌شدند.
نیکل و کادمیوم
شرکت برق گلدن ولی – فیربنکس: یکی از بزرگ‌ترین سیستم‌های در حال کار، با سیستم عامل Stand 2010، توسط شرکت برق گلدن ولی در فیربنکس اداره می‌شود. با توجه به فواصل زیاد، شبکه برق آلاسکا به عنوان یک شبکه مستقل و بدون اتصال مستقیم به اتصالات داخلی همسایه آمریکای شمالی در بنیاد قابلیت اطمینان برق آمریکای شمالی عمل می‌کند. یک نیروگاه ذخیره باتری ۲۵ مگاواتی برای تثبیت شبکه تا ۱۵ دقیقه استفاده می‌شود که جبران پیک بالا و توان راکتیو را پوشش می‌دهد. این نیروگاه در سال ۲۰۰۳ راه‌اندازی شد و شامل ۱۳۷۶۰ باتری نیکل-کادمیوم در چهار شاخه است. سلول‌های NiCd توسط Saft و اینورترها توسط ABB تولید می‌شوند.
لیتیوم پلیمر
تأسیسات ذخیره‌سازی باتری فلدهیم در فلدهیم، براندنبورگ، آلمان، یک تأسیسات ذخیره‌سازی باتری ۱۰ مگاواتی با ظرفیت ذخیره‌سازی ۶٫۵ مگاوات ساعت است. این تأسیسات در هزینه این پروژه ۱۲٫۸ میلیون یورو بوده است. این ذخیره‌سازی، انرژی مورد نیاز شبکه برق را برای جبران نوسانات ناشی از نیروگاه‌های بادی و خورشیدی فراهم می‌کند. این تأسیسات توسط شرکت Energiequelle اداره می‌شود.
ذخیره سازی باتری درسدن
شرکت برق آلمانی Stadtwerke Dresden در ۱۷ مارس ۲۰۱۵ یک سیستم ذخیره‌سازی باتری آنلاین ۲ مگاواتی خریداری کرد. هزینه آن ۲٫۷ میلیون یورو بود. در این سیستم از باتری‌های لیتیوم-پلیمری استفاده شده است. باتری‌ها به همراه سیستم کنترل در دو کانتینر ۱۳ متری مستقر شده‌اند و می‌توانند در مجموع ۲٫۷ مگاوات ساعت انرژی ذخیره کنند. این سیستم برای جبران اوج تولید برق در یک نیروگاه خورشیدی در نزدیکی طراحی شده است.
پروژه‌ها
۲۵۰–۲۸۰ مگاوات انرژی NV و گوگل
شرکت NV Energy از همکاری با گوگل برای ساخت «بزرگ‌ترین نیروگاه خورشیدی تک سایته باتری‌دار جهان» خبر داده است. این پروژه جدید که در نوادا واقع شده و ظرفیت ذخیره‌سازی باتری آن ۲۵۰ تا ۲۸۰ مگاوات است، برق مرکز داده هندرسون گوگل در نزدیکی لاس وگاس را تأمین خواهد کرد.
پروژه ۴۰۰ مگاوات ساعت ادیسون کالیفرنیای جنوبی
پروژه ادیسون کالیفرنیای جنوبی، یک نیروگاه ۴۰۰ مگاواتی (۱۰۰ مگاوات برای ۴ ساعت) در سال ۲۰۱۵ در دست ساخت بود.[۱۰] این پروژه که توسط شرکت AES Energy توسعه داده شده است، یک سیستم باتری لیتیوم-یونی است. ادیسون کالیفرنیای جنوبی دریافت که هزینه‌های ذخیره‌سازی باتری با سایر ژنراتورهای برق قابل مقایسه است.[۱۱]
۲۵۰ مگاوات در ساعت اندونزی
در حال حاضر (۲/۲۰۱۶)، یک نیروگاه ذخیره‌سازی باتری ۲۵۰ مگاواتی در اندونزی در دست ساخت است. تقریباً ۵۰۰ روستا در اندونزی که در حال حاضر به منابع انرژی مبتنی بر نفت وابسته هستند، نیاز به تأمین برق دارند. در گذشته، قیمت‌ها به‌طور قابل توجهی نوسان داشتند و قطعی برق مکرر بود. اکنون، برق با استفاده از انرژی باد و خورشید تولید خواهد شد. این بخش نیاز به به‌روزرسانی دارد. لطفاً در به‌روزرسانی این مقاله برای انعکاس رویدادهای اخیر یا اطلاعات جدید موجود، کمک کنید. (ژوئیه ۲۰۱۹) ۲۵۰–۲۸۰ مگاوات NV Energy و گوگل: NV Energy از همکاری با گوگل برای ایجاد «بزرگ‌ترین توافق‌نامه خورشیدی باتری‌دار جهان» خبر داد. این پروژه جدید که در نوادا واقع شده است، ظرفیت ذخیره‌سازی باتری ۲۵۰–۲۸۰ مگاوات خواهد داشت و مرکز داده هندرسون گوگل را در نزدیکی لاس وگاس تغذیه خواهد کرد.
پروژه ۴۰۰ مگاوات ساعتی شرکت Southern California Edison که در سال ۲۰۱۵ در دست ساخت است، یک سیستم باتری لیتیوم-یونی ۴۰۰ مگاواتی (۱۰۰ مگاوات برای ۴ ساعت) است که توسط AES Energy توسعه داده شده است. Southern California Edison دریافت که هزینه‌های ذخیره‌سازی باتری با سایر ژنراتورهای برق قابل مقایسه است.
یک مرکز ذخیره‌سازی باتری ۲۵۰ مگاواتی در حال حاضر در اندونزی در حال ساخت است (از فوریه ۲۰۱۶). تقریباً ۵۰۰ روستا در اندونزی که در حال حاضر به منابع انرژی مبتنی بر نفت متکی هستند، نیاز به تأمین برق دارند. در گذشته، قیمت‌ها به‌طور قابل توجهی نوسان داشتند و قطعی برق مکرر بود. اکنون، این انرژی با استفاده از انرژی باد و خورشید تولید خواهد شد.
بریتانیا
در سال ۲۰۱۶، شبکه ملی برق بریتانیا (National Grid) قراردادهایی برای ۲۰۰ مگاوات ذخیره‌سازی انرژی در یک مزایده پاسخ فرکانسی بهبود یافته (EFR) صادر کرد. در طول این مزایده، شبکه ملی برق هشت پیشنهاد از هفت تأمین‌کننده، از جمله EDF Energy Renewables, Vattenfall, Low Carbon, E.ON UK, Element Power, RES و Belectric را پذیرفت. ظرفیت هر سایت با موفقیت مناقصه شده از ۱۰ مگاوات تا ۴۹ مگاوات بود.
در دسامبر ۲۰۱۹، ساخت پروژه ذخیره‌سازی انرژی باتری کوچک Penso Power در نزدیکی Minety, Wiltshire آغاز شد. سرمایه‌گذاری چینی بودجه را تأمین کرد و گروه China Huaneng مسئول ساخت و بهره‌برداری بود. ظرفیت طراحی شده ۱۳۶ مگاوات است که از باتری‌های LiFePO4 استفاده می‌کند. تجهیزات اصلی این پروژه توسط شرکت‌های چینی تولید و ادغام شده است. بیش از ۸۰٪ تجهیزات در چین تولید شده است. این پروژه در ژوئیه ۲۰۲۱ آغاز به کار کرد و گزارش شده است که بزرگ‌ترین تأسیسات ذخیره‌سازی باتری در اروپا است. در سال ۲۰۲۰، Penso Power تصمیم گرفت پروژه را به ۲۶۶ مگاوات ساعت گسترش دهد
در نوامبر ۲۰۲۲، سیستم ذخیره‌سازی باتری ۱۹۸ مگاوات ساعتی Pillswood، با استفاده از باتری‌های لیتیوم-یونی Tesla Megapack که قادر به تولید ۹۸ مگاوات برق به مدت دو ساعت هستند، در کنار پست برق Creyke Beck در نزدیکی Cottingham برای مزرعه بادی Dogger Bank راه‌اندازی شد.
ذخیره سازی باتری Evonik
شرکت Evonik قصد دارد شش نیروگاه ذخیره‌سازی باتری ۱۵ مگاواتی بسازد که در سال‌های ۲۰۱۶ و ۲۰۱۷ به بهره‌برداری خواهند رسید. این نیروگاه‌ها در ایالت نوردراین-وستفالن آلمان، در سایت‌های نیروگاهی در هرنه، لونن، دویسبورگ-والسوم و در بکسباخ، فنه و ویهر در ایالت زارلند واقع خواهند شد.
ذخیره‌سازی برای یک جامعه بومی در استرالیا، یک سیستم موجود در جامعه، متشکل از یک سیستم فتوولتائیک و یک ژنراتور دیزلی که توسط باتری لیتیوم-یونی تغذیه می‌شود، را به یک سیستم هیبریدی تبدیل می‌کند. این باتری تقریباً ۲ مگاوات ساعت ظرفیت و ۰٫۸ مگاوات توان خروجی دارد. باتری‌ها انرژی خورشیدی اضافی را ذخیره می‌کنند و عملکردهای قبلی تشکیل شبکه مانند مدیریت شبکه و تثبیت شبکه را برای ژنراتورهای دیزلی بر عهده می‌گیرند. این امر به ژنراتورهای دیزلی اجازه می‌دهد تا در طول روز خاموش شوند و هزینه‌ها را کاهش دهند. علاوه بر این، سهم انرژی تجدیدپذیر در سیستم هیبریدی به‌طور قابل توجهی افزایش می‌یابد. این سیستم بخشی از طرحی برای تغییر سیستم‌های انرژی جوامع بومی در استرالیا است.
چین
در سال ۲۰۲۲، چین یک کارخانه باتری جریان ردوکس ۸۰۰ مگاواتی با الکترولیت وانادیوم را به شبکه برق متصل کرد. این کارخانه که قادر به تأمین ۲۰۰ مگاوات برق تا ۴ ساعت است، بزرگ‌ترین کارخانه باتری جهان در نوع خود محسوب می‌شود. این کارخانه که در دالیان واقع شده است، فاز اول با ظرفیت نیمه تمام را در ماه مه ۲۰۲۲ به بهره‌برداری تجاری رساند.
بزرگ‌ترین باتری‌های شبکه‌ای
| نام | تاریخ شروع | انرژی (کیلووات ساعت) | توان (مگاوات) | مدت زمان (ساعت) | نوع | کشور | سایت | مراجع |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| باتری ویسترا ماس لندینگ | ۲۰۲۱سه‌ماهه دوم ۲۰۲۱ | ۱۶۰۰ | ۴۰۰ | ۴ | لیتیوم-یون | ایالات متحده | ماس لندینگ (کالیفرنیا) | [۱۲] |
| زرشکی | October ۲۰۲۲ | ۱۴۰۰ | ۳۵۰ | ۴ | لیتیوم-یون | ایالات متحده | شهرستان ریورساید (کالیفرنیا) | |
| نور خورشید کویر | August ۲۰۲۲ | ۹۲۰ | ۲۳۰ | ۴ | لیتیوم-یون | ایالات متحده | شهرستان ریورساید (کالیفرنیا) | |
| ذخیره انرژی ماناتی | December ۲۰۲۱ | ۹۰۰ | ۴۰۹ | ۲٫۲۵ | لیتیوم-یون | ایالات متحده | ساوت‌فورک سولار، فلوریدا | |
| سیستم ذخیره‌سازی انرژی دیابلو | ۲۰۲۲ | ۸۰۰ | ۲۰۰ | ۴ | لیتیوم-یون | ایالات متحده | شهرستان کنترا کوستا، کالیفرنیا | |
| باتری ماس لندینگ الکهورن | ۲۰۲۲ | ۷۳۰ | ۱۸۲٫۵ | ۴ | لیتیوم-یون | ایالات متحده | ماس لندینگ (کالیفرنیا) | [۱۳] |
| اسلیت، کالیفرنیا | March ۲۰۲۲ | ۵۶۱ | ۱۴۰ | ۴ | لیتیوم-یون | ایالات متحده | شهرستان کینگز (کالیفرنیا) | |
| مرکز ولی | March ۲۰۲۲ | ۵۶۰ | ۱۴۰ | ۴ | لیتیوم-یون | ایالات متحده | مرکز ولی | |
| باتری منطقه لنکستر | September ۲۰۲۲ | ۵۰۸ | ۱۲۷ | ۴ | لیتیوم-یون | ایالات متحده | لنکستر (کالیفرنیا) | |
| باتری بزرگ ویکتوریایی | December ۲۰۲۱ | ۴۵۰ | ۳۰۰ | ۱٫۵ | لیتیوم-یون | استرالیا | مورابول | |
ایستگاه‌های برنامه‌ریزی‌شده یا در حال ساخت
| نام | تاریخ بهره‌برداری برنامه‌ریزی‌شده | انرژی (کیلووات ساعت) | توان (مگاوات) | مدت زمان (ساعت) | نوع | کشور | مراجع |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| پروژه ذخیره انرژی راونزوود | ۲۰۲۴ | ۲۵۲۸ عدد | ۳۱۶ | ۸ | لیتیوم-یون | ایالات متحده | |
| دروازه لندن اینترجن دی پی ورلد | ۲۰۲۴ | ۶۴۰ | ۳۲۰ | ۲ | لیتیوم-یون | بریتانیا | |
| آند خورشیدی IIB | ۲۰۲۲ | ۵۶۰ | ۱۱۲ | ۵ | لیتیوم-یون | شیلی | |
| آند خورشیدی IV | ۲۰۲۳ | ۷۳۵ عدد | ۱۴۷ | ۵ | لیتیوم-یون | شیلی | |
| کاپولی، هاوایی | ۵۶۵ | ۱۸۵ | ۳ | ایالات متحده | |||
| CEP Energy، پروژه Kurri Kurri | ۲۰۲۳ | ۴۸۰۰ | ۱۲۰۰ | ۴ | لیتیوم-یون | استرالیا | |
| خاستگاه واراتاه | ۲۰۲۵ | ۱۹۱۵ | ۹۰۹ | ۲ | لیتیوم-یون | استرالیا | |
| باتری بزرگ وسترن نئوئن والروانگ | ۲۰۲۲ | ۱۰۰۰ | ۵۰۰ | ۴ | لیتیوم-یون | استرالیا | |
| انرژی استرالیا، باتری بزرگ Jeeralang | ۲۰۲۶ | ۱۴۰۰ | ۳۵۰ | ۴ | لیتیوم-یون | استرالیا | |
| پروژه برق مراکش - بریتانیا | ۲۰۲۷ | ۲۰۰۰۰ | ۵۰۰۰ | ۴ | لیتیوم-یون | مراکش |
توسعه و گسترش بازار
اگرچه بازار باتری شبکه در مقایسه با دیگر شکل اصلی ذخیره‌سازی شبکه، یعنی برق آبی پمپ‌شده، کوچک است، اما به سرعت در حال رشد است. به عنوان مثال، در ایالات متحده، بازار باتری شبکه در سال ۲۰۱۵ در مقایسه با سال ۲۰۱۴، ۲۴۳ درصد رشد داشته است. قیمت نصب یک باتری ۶۰ مگاوات/۲۴۰ مگاوات ساعت (۴ ساعته) در ایالات متحده در سال ۲۰۲۱، ۳۷۹ دلار آمریکا به ازای هر کیلووات ساعت قابل استفاده یا ۲۹۲ دلار آمریکا به ازای هر کیلووات ساعت بود که نسبت به سال ۲۰۲۰، ۱۳ درصد کاهش نشان می‌دهد.
تا ماه مه ۲۰۲۱، ۱٫۳ گیگاوات ظرفیت ذخیره‌سازی باتری در بریتانیا عملیاتی بود و احتمالاً ۱۶ گیگاوات پروژه در دست اجرا طی چند سال آینده به بهره‌برداری خواهد رسید.
در سال ۲۰۱۰، ایالات متحده ۵۹ مگاوات ظرفیت ذخیره‌سازی باتری از ۷ نیروگاه باتری داشت. این رقم در سال ۲۰۱۵ به ۴۹ نیروگاه با ظرفیت ۳۵۱ مگاوات افزایش یافت. در سال ۲۰۱۸، این ظرفیت از ۱۲۵ نیروگاه به ۸۶۹ مگاوات رسید که قادر به ذخیره‌سازی حداکثر ۱۲۳۶ مگاوات ساعت برق تولید شده بودند. تا پایان سال ۲۰۲۰، ظرفیت ذخیره‌سازی باتری به ۱۷۵۶ مگاوات رسید. تا پایان سال ۲۰۲۱، ظرفیت به ۴۵۸۸ مگاوات افزایش یافت.
در سال ۲۰۲۰، چین ۱۵۵۷ مگاوات به ظرفیت ذخیره‌سازی باتری خود اضافه کرد، در حالی که تأسیسات ذخیره‌سازی برای پروژه‌های سلول فتوولتائیک ۲۷ درصد از این ظرفیت را تشکیل می‌دادند، و در مجموع ۳۲۶۹ مگاوات ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی الکتروشیمیایی را به خود اختصاص دادند.
فعالیت زیادی در بازار وجود دارد؛ برای مثال، برخی از توسعه‌دهندگان در حال برنامه‌ریزی برای ساخت سیستم‌های ذخیره‌سازی از باتری‌های قدیمی برای وسایل نقلیه الکتریکی هستند، که در آن احتمالاً هزینه‌ها در مقایسه با سیستم‌های سنتی از باتری‌های جدید به نصف کاهش می‌یابد.
منابع
- ↑ "Behind the numbers: The rapidly falling LCOE of battery storage". Energy Storage News. 6 May 2020.
- ↑ Weaver, John Fitzgerald (11 April 2025). "California battery dominance coming into view". Energy Storage.
- ↑ "Annual Energy Outlook 2023". U.S. Energy Information Administration (EIA). Retrieved 2026-07-01.
- ↑ Colthorpe، Andy (۲۰۲۲-۰۷-۱۲). «World's biggest battery storage system comes back online after months of shutdown». Energy-Storage.News (به انگلیسی آمریکا). دریافت‌شده در ۲۰۲۶-۰۹-۱۹.
{{cite web}}: نگهداری یادکرد:تاریخ به‌طور خودکار ترجمه‌شده (رده) - ↑ "BloombergNEF: 'Already cheaper to install new-build battery storage than peaking plants'". Energy Storage News. 30 April 2020. Archived from the original on 1 August 2021. Retrieved 23 December 2020.
- ↑ "Grid Energy Storage Technology Cost and Performance Assessment" (PDF). US Department of Energy. Retrieved 23 December 2021.
- ↑ "Energy Storage Cost and Performance Database". US Department of Energy. Retrieved 23 December 2021.
- ↑ Colthorpe, Andy (2 April 2020). "Illinois, Virginia wind farms add 72MWh of battery storage for PJM frequency regulation market". Energy Storage News. Retrieved 20 June 2023.
- ↑ Jacobo, Jonathan Tourino (12 April 2022). "Wisconsin regulators approve another Invenergy solar-plus-storage plant". Energy Storage News. Retrieved 19 June 2023.
- ↑ Colthorpe، Andy (۲۰۲۱-۰۸-۲۰). «Expansion complete at world's biggest battery storage system in California». Energy-Storage.News (به انگلیسی آمریکا). دریافت‌شده در ۲۰۲۶-۰۹-۱۹.
{{cite web}}: نگهداری یادکرد:تاریخ به‌طور خودکار ترجمه‌شده (رده) - ↑ Colthorpe، Andy (۲۰۲۲-۰۷-۱۲). «World's biggest battery storage system comes back online after months of shutdown». Energy-Storage.News (به انگلیسی آمریکا). دریافت‌شده در ۲۰۲۶-۰۹-۱۹.
{{cite web}}: نگهداری یادکرد:تاریخ به‌طور خودکار ترجمه‌شده (رده) - ↑ Colthorpe، Andy (۲۰۲۱-۰۸-۲۰). «Expansion complete at world's biggest battery storage system in California». Energy-Storage.News (به انگلیسی آمریکا). دریافت‌شده در ۲۰۲۶-۰۹-۱۹.
{{cite web}}: نگهداری یادکرد:تاریخ به‌طور خودکار ترجمه‌شده (رده) - ↑ Colthorpe، Andy (۲۰۲۲-۰۷-۱۲). «World's biggest battery storage system comes back online after months of shutdown». Energy-Storage.News (به انگلیسی آمریکا). دریافت‌شده در ۲۰۲۶-۰۹-۱۹.
{{cite web}}: نگهداری یادکرد:تاریخ به‌طور خودکار ترجمه‌شده (رده)
- مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Battery energy storage system». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی، بازبینی‌شده در ۱۴ سپتامبر ۲۰۲۶.
پیوند به بیرون
- باتری‌ها
- نیروگاه‌ها