Så et 60000 m2 stort batteri skal holdes på 400-500ºC? Og det vil kræve.. hvor meget energi??
Et nystartet, amerikansk batterifirma, LMBC (Liquid Metal Corporation) har fået patent på et flydende kæmpebatteri, der om tre-fem år skal kunne gemme energi på elnettet.
Det fremgår af en artikel på Cnet.com, der dog ikke angiver præcist, hvor store energimængder, der er tale om. Som tommelfingerregel kan store batterier kun bruges til netstabilisering, mens egentlige energilagre vil kræve større batterier, end man kender i dag.
Men store batteristørrelser er en af LMBC's grundlæggende ideer. Batteriet skal være kæmpestort, også af hensyn til fremstillingsprisen. Og det har blandt andet fanget Microsoft-grundlæggeren Bill Gates' opmærksomhed. Han er med blandt flere investorer, som også omfatter det amerikanske energiministerium og et stort olieselskab.
Direktøren for LMBC, professor Donald Sadoway, forestiller sig et batteri på 60.000 kvadratmeter til støtte for New Yorks elnet.
Hensigten er at gemme energi nok til at kunne støtte elnettet i de perioder i døgnet, hvor forbruget er størst. Måske vil det senere kunne bruges til at lagre energi fra sol og vind.
Så stort et lager kræver en batteri-fremstillingspris, der er noget lavere end i dag. Og materiale-professor Donald Sadoway fra MIT (Massachusetts Institute of Technology), som leder firmaet, skønner da også, at prisen med tiden kan komme ned omkring 500 kroner pr. kilowatttime. I øjeblikket er den over 1.250 kroner pr. kilowatttime.
Firmaets eksisterende prototype-element kan gemme 200 watttimer ved 1 Volt, og det er på størrelse med en papæske til en pizza.
Den valgte batteriteknologi er en type med flydende elektroder af magnium og antimon og en flydende salt-elektrolyt. Den skal være 400-500 grader celsius for at fungere, så batteriet skal både termisk isoleres og temperaturstyres.
Ved denne temperatur er batteriets komponenter flydende, og den egenskab er vigtig, siger Donald Sadoway, fordi den flydende tilstand forhindrer, at elektroderne bliver ødelagt af mekaniske spændinger og revner. Til gengæld skal de flydende dele ligge i en kasse, der er elektrisk ledende foroven og forneden, så strømmen kan ledes videre til elnettet. Kassen er batteriets eneste faste materiale.
»Vi har grund til at tro på, at sådan et batteri vil kunne holde i årtier,« siger Donald Sadoway til Cnet.
Den flydende konstruktion betyder, at den ene elektrode ligger nederst, elektrolytten oven på, og øverst ligger den anden elektrode. Vægtfylden holder dem adskilt, og stofferne går ikke i kemisk forbindelse med hinanden - undtagen når de skal, dvs. når der løber en strøm gennem batteriet.
Når batteriet oplades, vokser de to elektroder i tykkelse, mens elektrolytten svinder ind, fordi metal-ionerne forlader saltet. Ved afladning er processen omvendt.
Firmaets talsmænd vil helst ikke fortælle, hvilke metaller, de bruger som elektroder i de nyeste forskningsmodeller. Men det er afgørende for konstruktionen, at de er billige, og at de har forskellig vægtfylde.
Saltbatteri-teknologien er blevet udviklet gennem de seneste fem-seks år, og Donald Sadoway forventer, at hans firma skal bruge tre-fem år mere, før batteriet er klar til markedsføring.
Rettelse: Af teksten fremgik det før, at elektroderne bliver tyndere, når batteriet oplades, mens elektrolytten vokser. Det omvendte er det rigtige.
Artikel i Cnet
Firmaet Liquid Metal Corporatons hjemmeside
Artikel på Gigacom.com
MIT-pressemeddelelse om teknologien fra 2009
Så et 60000 m2 stort batteri skal holdes på 400-500ºC? Og det vil kræve.. hvor meget energi??
Hensigten er at gemme energi nok til at kunne støtte elnettet i de perioder i døgnet, hvor forbruget er størst. Måske vil det senere kunne bruges til at lagre energi fra sol og vind.
Mon ikke det også vil være muligt at lagre energi fra A-kraft og værker baseret på afbrænding af fossile brændstoffer...
Humlen er jo, at man med en [b]effektiv[/b] energilagringsteknologi kan tage brodden af spidsbelastninger, og dermed kun skal dimensionere sine kraftværker (dvs hele paletten fra vindmøller og solceller, over fossil afbrænding og biogas, til a-kraft) efter et gennemsnitsforbrug, og ikke efter et max-forbrug.
Derfor ser jeg ikke det store potentiale for lagring af solenergi i stor skala, da tidspunktet for fremstillingen matcher tidspunktet for spidsbelatninger. Til gengæld vil lagring være relevant for alle energikilder der producerer el udenfor spidsbelastningsperioder - altså dermed også A-kraft og fossilt baserede værker.
Dermed vil vi også kunne udjævne døgnets fluktuationer i el-prisen - man kan jo bare købe el i billige perioder og sælge i dyre, og markedet vil så udjævne prisen.
Handel med el på en børs, ligesom kobber, kaffe, valuta og værdi-papirer!
El handles allerede på el-børser. Vi mangler bare at få eldistributørerne til at give kunderne adgang til prisdifferencerne.
Pointen er ikke at udjævne døgnets fluktuationer. Det er vel fair at de kunder der vil bruge strøm på de tidpunkter hvor det er dyrt eller besværligt at producere strøm nok, også betaler for det. Det er jo hele ideen i økonomiske incitamenter - at tilpasse forbruget til produktionen, og produktionen til forbruget. Hvis man ikke er villig til at betale ekstra for strøm når det er dyrt må man vel lade være med at bruge strøm på de tidspunkter.
Så et 60000 m2 stort batteri skal holdes på 400-500ºC? Og det vil kræve.. hvor meget energi??
Med tilstrækkeligt god isolering: Ingen.
Mao: Hvis den slags bliver populært vil Rockwool score kassen:)
Martin Bøgelund
El handles, for vores vedkommende, på Nord Pool og Nord Pool Spot. Både med time til time priser, samt "day ahead"-priser. Distributørerne skal dagen inden melde ind hvor meget strøm de ønsker at aftage.
Problemet ligger så i hvis en distributør har købt 200 MW, men kun bruger 190 MW - så er der et overskud i nettet på 10 MW. Det er så her hvor Energinet DK som TSO skal ind i regulere med deres reguleringskraft - som de betaler i dyre domme for.
Så det er derfor i Energinet DKs interesse at besidde reguleringskraften selv - og netop af samme grund har de også undersøgt muligheden for et Vanadium Redox batteri. Et VRB har en fuld cyklus effektivitet på op mod 80%, mod sølle 25% for et brintanlæg (som kun bliver værre hvis brinten skal oplagres under tryk).
[quote]Så et 60000 m2 stort batteri skal holdes på 400-500ºC? Og det vil kræve.. hvor meget energi??
Med tilstrækkeligt god isolering: Ingen.
Mao: Hvis den slags bliver populært vil Rockwool score kassen:)
[/quote]
Går vi ud fra at pizzaæskegeometrien også gælder tykkelsen, vil et 60000m2 batteri hvor cellerne er stablet til som en terning være ca. 12m på hver led. Så virker det pludselig mere overskueligt at holde varmen.
Prøver man at tilnærme til en kuglegeometri, kan overfladen bringes endnu længere ned.
@Svante og Jonathan.
Ja, jeg er ikke overrasket over at el handles, al den stund at jeg selv betaler for el...
Perspektiverne er bare nogle helt andre, når/hvis vi kan opbevare el tabsfrit eller næsten tabsfrit.
Her kan opsparing af el begynde at give mening, og åbne for arbitrage henover tidsperioder. Og dermed åbne op for kapacitetsplanlægning efter gennemsnitsbelastning i stedet for spidsbelastning.
Som det er nu, kan vi kun meget svært benytte mere el end vi kan producere på et givet tidspunkt, og derfor er de nuværende el-markeder nødvendige for at kunne produktionsplanlægge ud fra forventet forbrug.
Med tabsfrie energilagre kan vi begynde at kapacitetsplanlægge, og undgår derved at skulle have overhead i produktionskapaciteten, for at kunne dække spidsbelastninger.
Hvorfor er støttelsen på det nævnte batteri mon nævnt i kvadratmeter og ikke i kubikmeter? Som Flemming Frandsen nævner, er det med at holde temperaturen mere et spørgsmål om isolering end om energitilførsel, men jo mindre overflade tingesten har pr. kubikmeter, jo lettere er det at isolere tilstrækkeligt. Men måske bliver midten for varm, hvis man bygger i terningeform eller i cylinderform med ens højde og bredde?
Det er jo hele ideen i økonomiske incitamenter - at tilpasse forbruget til produktionen, og produktionen til forbruget.
Tjah - Jeg mener modsat at pointen er at skabe en parasitisk forretning ud fra forbrugsvariationer - som i øvrigt hverken var et problem eller noget man skulle betale ekstra for dengang elforsyningen blev drevet af de, nu privatiserede, forbruger-ejede andelsselskaber under ELSAM!
Resultatet af det "frie" el-marked er naturligvis at elektriceten er blevet dyrere fordi der blot er blevet indsat endnu flere led i "fødekæden". Det er det vores regering kalder for vækst.
Svante Jørgensen:
Det er jo hele ideen i økonomiske incitamenter - at tilpasse forbruget til produktionen, og produktionen til forbruget. Hvis man ikke er villig til at betale ekstra for strøm når det er dyrt må man vel lade være med at bruge strøm på de tidspunkter.
Omkostninger er jo ikke direkte bestemmende for pris. Kun indirekte.
Prisen på et frit marked bestemmes af udbud og efterspørgsel. Omkostninger har indflydelse på udbudet, så vejen fra omkostninger til markedspris er indirekte, hvilket giver ekstra muligheder på markedet.
Og netop med tabsfrie energilagre, får vi mulighed for at jonglere rundt på både udbud og efterspørgsel henover tid, og hugge til på børsen når prisen er lav, eller sælge når den er høj.
Tabsfri el-lagring er økonomisk utroligt interessant, måske mere interessant end man lige formoder. At kunne lagre forbrugsgoder er en forudsætning for rigdom - en pensionsopsparing i vandmeloner er knap så interessant som én i guld, af åbenlyse årsager. Og pt ligner el mere vandmeloner end guld pga de begrænsede muligheder for langtidslagring - produktion skal helst foregå synkront med forbrug.
Desuden vil en kapacitetsplanlægning som sigter på at dække et gennemsnitsbehov, fremfor en spidsbelastning, netop være med til at reducere omkostningerne ved at levere i spidsbelastningsperioder. Jeg formoder at faldende skalaafkast gør sig gældende i el-produktionen...?
Man skal huske at batteriet "kun" skal konkurrere med reguleringsstrøm, og altså dermed kan være økonomisk interessant længe før det kan lagre alle verdens sol og vind-udsving.
Det kunne være rart hvis der var en der kendte omkostningen (eller kunne linke) på regulerings-el. Der er så mange priser på el, og de skifter hele tiden. Det ville være dejligt med en forsimplet liste over aktuelle (2010-2011) el-produktionspriser baseret på vind (lille mølle), vind (stor mølle), atom, nordsk vand, bølge(estimat), kul (dk), kul (andre), olie, gas, kraftvarme, etc., etc., etc.
@Frits Det måles i m2 fordi vi skal have effekten op, og da de aktive komponenter er flydende så kan man ikke rulle dem op som et lithium ion batteri. I sidste ende vil man nok stable adskillige "pizza æsker" oven på hinanden for at spare plads. Med 1V per celle så skal man bruge 600 - 700 i serie for at opnå en spænding der kan bruges med moderne DC/AC omformerer.
Energilagring er også nødvendig for at regulere produktionen fra vedvarende energikilder som vind og sol.
Ib
Hvordan vil de flydende elektrolytter opføre sig ved jordskælv? Vil der være risiko for, at der slipper ligeså mange giftige materialer ud, som ved kernekraft?
Med en top og bund i kassen, som er del af batteriet - er så risiko for, at der ætses igennem kassens top/bund, hvorved batteriet lækker?
Hvorfor forsvinder vådelementets egenskaber, hvis det tilsættes f.eks. en gel? Tyngdekraften, er det vigtige, for at holde elementerne adskildt. Men, en GEL forhindrer vel ikke tyngdekraften i at holde materialerne adskildte? Tilsættes en GEL, vil det måske kunne gøre batteriet mere robust overfor mekaniske rystelser, temperaturforskelle, gasbobler, og andet, der kan gøre batteriet mindre sikkert.
Vi bygger bro med stærke vidensmedier, relevante events, nærværende netværk og Teknologiens Jobfinder, hvor vi forbinder kandidater og virksomheder.
Læs her om vores forskellige abonnementstyper
Med vores nyhedsbreve får du et fagligt overblik og adgang til levende debat mellem fagfolk.
Teknologiens Mediehus tilbyder en bred vifte af muligheder for annoncering over for ingeniører og it-professionelle.
Tech Relations leverer effektiv formidling af dit budskab til ingeniører og it-professionelle.
Danmarks største jobplatform for ingeniører, it-professionelle og tekniske specialister.
Kalvebod Brygge 33. 1560 København V
Adm. direktør
Christina Blaagaard Collignon
Chefredaktør
Trine Reitz Bjerregaard