ENERGIATÁROLÁSI LEHETŐSÉGEK VIZSGÁLATA A VONTATÁSI VILLAMOSENERGIAELLÁTÁSBAN Előadó: Novák Mátyás műszaki szakértő, okl.villamosmérnök, doktorandusz MÁV Zrt. PVÜF Technológiai Központ BME-AAIT
ÖSSZEFOGLALÁS
ÖSSZEFOGLALÁS
ENERGIATÁROLÓS GONDOLATOK IDŐRENDISÉGE
MOZDONYOK VISSZATÁPLÁLT ENERGIÁJÁNAK TÁROLÁSI LEHETŐSÉGEI
MOZDONYOK VISSZATÁPLÁLT ENERGIÁJÁNAK TÁROLÁSI LEHETŐSÉGEI • Biatorbágy, mérések • Kereskedelmi szerződéses konstrukció, 2011 → Elszámolás NETTÓ EGYENLEGBEN • Alállomási energiatárolás??? → Éjszakai áram olcsóbban, eltárolva → Kereskedelmi szerződések átalakítása
MOZDONYOK VISSZATÁPLÁLT ENERGIÁJÁNAK TÁROLÁSI LEHETŐSÉGEI • ENERGIATÁROLÓ → NAPPALI CSÚCSIDŐSZAK → BETÁPLÁLÁS • Gazdaságos (???) egy 40~50MW teljesítményű 320~400MWh kapacitás → decentralizáltan, több alállomáson 3~5MW egys.teljesítménnyel • Nem gazdaságos: VRB (VanadiumRedoxFlow Battery) → ~1mrdFt/MW
MOZDONYOK VISSZATÁPLÁLT ENERGIÁJÁNAK TÁROLÁSI LEHETŐSÉGEI
-
Alállomások
Újszász
Szajol a
Mezőtúr
Nyíregyháza
Kisvárda
Ebes
Karcag
Érd
Pestszentlőrinc
Vác
Biatorbágy
Népliget a 01 Népliget b 06, 08? Istvántelek
Zalaegerszeg
Nagyszentjános
Fogyasztás Bruttó
Kimle
Tatabánya-alsó
Szabadbattyán
Veszprém
Celldömölk
Szombathely
Cegléd
Békéscsaba
Kistelek
Kiskunhalas
Szabadszállás
Kiskunfélegyháza
Encs
Nyékládháza
Füzesabony
Szerencs
Szabadegyháza PécsÚjmecsekalja Hatvan
Balatonföldvár
Mindszentgodisa
Belecska
Kaposvár
Nagykanizsa
Energia [kWh]
MOZDONYOK VISSZATÁPLÁLT ENERGIÁJÁNAK TÁROLÁSI LEHETŐSÉGEI Alállomási fogyasztás és betáplálás 2014-ben Betáplálás
60 000 000
50 000 000
40 000 000
30 000 000
20 000 000
10 000 000
-
Alállomások
Újszász
Szajol a
Mezőtúr
Nyíregyháza
Kisvárda
Ebes
Karcag
Érd
Pestszentlőrinc
Vác
Biatorbágy
Népliget a 01 Népliget b 06, 08? Istvántelek
Zalaegerszeg
Nagyszentjános
Kimle
Tatabánya-alsó
Szabadbattyán
Veszprém
Celldömölk
Szombathely
Cegléd
Békéscsaba
Kistelek
Kiskunhalas
Szabadszállás
Kiskunfélegyháza
Encs
Nyékládháza
Füzesabony
Szerencs
Szabadegyháza PécsÚjmecsekalja Hatvan
Balatonföldvár
Mindszentgodisa
Belecska
Kaposvár
Nagykanizsa
Energia [kWh]
MOZDONYOK VISSZATÁPLÁLT ENERGIÁJÁNAK TÁROLÁSI LEHETŐSÉGEI Alállomási fogyasztás és betáplálás 2014-ben Betáplálás
5 000 000
4 000 000
3 000 000
2 000 000
1 000 000
MOZDONYOK VISSZATÁPLÁLT ENERGIÁJÁNAK TÁROLÁSI LEHETŐSÉGEI 2014. év Fogyasztás, bruttó [kWh]
Össz:
902 012 974
Visszatáplálás [kWh]
22 982 343
Viszsatáplált/ Fogyasztott [%]
2,55%
MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK BEVONÁSA
MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK BEVONÁSA
MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK BEVONÁSA Kihasználási tényező (Capacity Factor) Kihasználtság, Capacity Factor [%]
Brit erőművek kihasználási tényezője (2007-2013) 80,0 70,0 60,0
Atomerőművek
50,0
Kapcsolt gázturbinás energiatermelés Szénerőművek
40,0
Vízerőművek
30,0
Szélerőművek
20,0
Fotovillamos erőművek
10,0 0,0 2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
év
k CAP
E termelt 365nap 24 h P nap beépített
MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK BEVONÁSA Napelemes villamosenergia előállítás
MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK BEVONÁSA Napelemes villamosenergia előállítás • PV rsz. telj.: 505,09kWp
• modulok: SV-L-235 • M.hatásf.: 13,70% • M.db.sz.: 2 124 db
• PV terület: 3 670m2 • Techn.ter.: 11 000m2 • Döntés: 32°
• Tájolás, azimut: 0° (dél)
MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK BEVONÁSA Napelemes villamosenergia előállítás Kistelek Solargate I. 2014. évi energiatermelése havi bontásban 90 000,00 80 000,00
60 000,00 50 000,00 40 000,00 30 000,00 20 000,00 10 000,00
Hónapok
ce m be
r
r de
ve
m be
er no
ok tó b
r pt em be
sz e
sz tu s gu
au
jú liu s
us jú ni
us m áj
ril is áp
ciu s m ár
ur ár fe b
ár
-
ja nu
Energia [kWh]
70 000,00
MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK BEVONÁSA Napelemes villamosenergia előállítás 2014. év, kWh
3 500,00 3 000,00 2 500,00
2014. június
2 000,00
2014. július 2014. augusztus
1 500,00 1 000,00 500,00
Napok
31
29
27
25
23
21
19
17
15
13
11
9
7
5
3
-
1
Napi összes energia, kWh
4 000,00
MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK BEVONÁSA Napelemes villamosenergia előállítás 2014. év, kWh
2 500,00 2 000,00 2014. január 2014. február
1 500,00
2014. december
1 000,00 500,00
Napok
31
29
27
25
23
21
19
17
15
13
11
9
7
5
3
-
1
Napi összes energia, kWh
3 000,00
MEGÚJULÓ ENERGIAFORRÁSOK BEVONÁSA Napelemes villamosenergia előállítás ÖSSZ, 2014, kWh
595 029,51
Capacity Factor, egész évre
13,45%
Capacity Factor, DH
26,90%
PV teljesítmény, kWp
505,09
Igen ám, de tárolni KELL!!!
ENERGIATÁROLÁSI MÓDOK
ELEKTROKÉMIAI ENERGIATÁROLÁSI MÓDOK
NÉPSZERŰ ENERGIATÁROLÁSI MÓDOK
ELŐREMUTATÓ MEGOLDÁSOK - NaS • 50kW-os vákuumos hőszigetelésű modulok • 2MW-os egységek (12MWh) • 15 év • c.sz. > 4 500 •Hatásfok: ~ 85%
ELŐREMUTATÓ MEGOLDÁSOK - NaS
ELŐREMUTATÓ MEGOLDÁSOK – VRB-ESS • VRFB VanadiumRedoxFlowBatter • ZnBr • C.sz.: > 10 000 • Hatásfok: ~70%
ELŐREMUTATÓ MEGOLDÁSOK – VRB-ESS
A VILÁGBAN ELŐFORDULÓ NAGYTELJESÍTMÉNYŰ MEGOLDÁSOK Hely
P [MW]
E [MWh]
Akkum.tip.
Cél
Metlakatla, Annette Island, Alaszka
1
1,4
VRLA, 1996
hál.stab.
Vernon, Kalifornia
5
3,5
VRLA, 1996
hál.pót.
Chino, Kalifornia
10
40
VRLA,1988
hál.stab.
Puerto Rico, USA
21
10
VRLA,1995
hál.stab.
6
48
NaS, 1996
hál.stab.
34
245
NaS, 2008
szg.puffer
6
60
Redox-flow
szg.puffer
40
4,67
NiCd
hál.pót.
Leighton Buzzard, UK
6
10
2014
hál.pót.
Dietikon, Svájc
1
Li-ion, 2013
hál.stab.
Tsunashima
Futamata, Japán Japán Alaszka
Carpinone, Olaszország Vacaville, Kalifornia
0,75
0,5
Li-ion, 2012
hál.stab.
2
14
NaS, 2013
hál.pót
A VILÁGBAN ELŐFORDULÓ NAGYTELJESÍTMÉNYŰ MEGOLDÁSOK Energiatárolás módja Víztározós - pumped hydro
[MW]
Energia [MWh]
127 000
1 500 000
NaS akku - Sodium-Sulfur Battery
530
3 700
Sűrített levegős - CAES
440
3 730
Li-ion - Lithium-Ion Battery
275
454
Savas ólomakku - Lead-Acid Battery
35
70
NiCd akku - Nickel-Cadmium Battery
27
6,75
Lendkerekes - flywheel
25
0,40
3
12
Áramlásos akku - Redox-Flow Battery Összesen:
128 332
1 507 973
A VILÁGBAN ELŐFORDULÓ NAGYTELJESÍTMÉNYŰ MEGOLDÁSOK Beépített kapacitások világszerte, Forrás: EPRI 1 000 000 100 000
MW
10 000 1 000 100 10 1 Víztározós pumped hydro
NaS akku SodiumSulfur Battery
Sűrített levegős CAES
Li-ion Lithium-Ion Battery
Savas ólomakku Lead-Acid Battery
Energiatárolási mód
NiCd akku - Lendkerekes Áramlásos Nickel- flywheel akku Cadmium Redox-Flow Battery Battery
Végszó… • Egy elektrokémiai tároló beépítése valamelyik MÁV alállomásba előremutató alkalmazott kutatás tárgya lehetne
• Demonstrálni lehetne az időjárásfüggő megújuló termelők tárolóval együtt történő hálózati integrálását • Magyarországnak számos olyan stratégiai célt kell teljesítenie, melyek összefüggésbe hozhatók a megújuló energiaforrásokból termelt energiával → megújulók felfuttatása → közlekedési energiafelhasználás zöldesítése • A jelenlegi korményzati koncepció előnyben részesíti az állami vállalatok részvételét a stratégiai célok teljesítésében
A nemzet fejlődésének zálogát a megújuló energiaforrásokban, a környezettudatos energiatárolásban és a vasút fejlesztésében látjuk! Köszönetnyilvánítás: Lévai István, MÁV SZK Zrt. Dr. Kárpáti Attila, BME-AAIT Vörös Miklós, Interpower Kft. Dr. Rácz István, C.E.C. Corp., Tokyo Lontay Zoltán
