Världens största litiumbatteri

I början av november 2014 tillkännagav det Kalifornienbaserade energiföretaget södra Kalifornien Edison sitt beslut att ingå ett 20-årigt kontrakt med AES Energy Storage, en tillverkare av batteridrivna elektriska energilagringssystem. AES hanterar redan världens största kommersiella batterinätverk med 200 megawattimmar vardera.

Företaget hävdar att den totala kapaciteten för för närvarande utvecklade batterier runt om i världen är cirka 1 GWh. I detta avseende erhöll moderbolaget AES Corporation 16 miljarder dollar i omsättning förra året, men det nu planerade projektet måste överträffa alla tidigare anläggningar som någonsin byggts av företaget.

Ett enormt batteri på 400 megawattimmar kommer att byggas söder om Los Angeles, i Long Beach, vid Alamitos Power Center. Det kommer att behöva tillhandahålla toppbelastningar och ersätta föråldrade elektriska generatorer, vars effektivitet inte längre gjorde det möjligt att tillförlitligt upprätthålla strömförsörjningen till Los Angeles och de omgivande territorierna.

De gamla toppturbinegeneratorerna som södra Kalifornien Edison tidigare använde har använts under mycket lång tid, och service på dem är ett mycket kostsamt företag på grund av uttömning av deras resurser. Det nybyggda batterikraftverket kommer i sin tur att kunna leverera 100 MW elkraft till energisystemet inom fyra timmar, vilket ger ett tillströmning av ytterligare energi i ögonblicken för dess högsta förbrukning.

Till exempel skapades världens största batteri som byggdes tidigare av kinesiska företag State Grid Corporation of China (SGCC) och BYD. Den har en kapacitet på 36 megawattimmar, vilket bara är 9 procent av batterikapaciteten som ska byggas i Long Beach. Denna landmärkeförändring i södra Kalifornien Edisons strategi för energibesparing kommer att resultera i byggandet av världens största elektrokemiska batteri på några år.

Systemet kommer att bestå av moduler som kommer att inkludera tusentals individuella litiumjonbatterieceller. Detta gör det möjligt att snabbt ansluta eller koppla bort enskilda grupper av batterier från nätverket, snabbt och säkert utföra underhåll och byta ut misslyckade eller utmattade battericeller.

Enligt planen kommer batteristationen i Alamitos Power Center att tas i drift i etapper, varje gång ökad kapacitet, och den kommer att fungera i full kraft senast 2021.

Ny teknik för att tillhandahålla nya lösningar med nollutsläpp och utan användning av vatten. Detta tillvägagångssätt utvecklades av AES i många år, och det första sådana systemet på litiumjonbatterier byggdes av det 2008. Modulerna gjordes kompakta, anslutna parallellt för att ge en hög grad av tillförlitlighet och ett bekvämt sätt för både en uppsättning element och snabb utbyte.

Det som gör detta projekt till det första i sitt slag är användningen av litiumjonteknologi med möjlighet till lång arbetstid. De flesta av de stora hittills använda litium-jonsystemen kan bara fungera i två timmar eller mindre.

Det största uppladdade batteriet i Nordamerika för närvarande är det nyligen avslöjade 32 megawatt-timmars demonstrationsprojektet Edison lithium-ion i södra Kalifornien, som arbetar vid ett transformatorstationer i Tehachapi-bergen.

Södra Kalifornien Edison har använt ett 8 MW litiumjonbatteri där, med en kapacitet på 32 megawattimmar från LG Chem sedan 2010. Området kring Tehachapi-bergen, där projektet ligger, har potential att producera upp till 4,5 gigawatt vindkraft senast 2016.

Ett liknande projekt beställdes 2003 i Fairbanks, Alaska. Där skapades ett 5230 volt batteri av nickel-kadmiumceller.

Batteriet upptar en byggnad som mäter 150 med 36 meter, där 4 rader med batterier finns, i varje rad finns 3440 celler. Dessa är 13760 individuella 1,2-volts nickel-kadmiumceller.

Alaska är inte anslutet till 48 kontinentala stater, och endast en linje går från staden Anchorage till Fairbanks. På vintern når temperaturen i Alaska minus 40-45 grader. Vid en så låg temperatur kan hus, vattenförsörjning och värmesystem frysa på 4-5 timmar. Batterisystemet kan konsumera 27 megawatt under 15 minuter, under vilken tid elföretaget kommer att kunna lösa problemet med strömförsörjningen, och den här tiden räcker det för att folk ska kunna sätta på hemgeneratorer.

Livslängden på nickel-kadmiumbatterier som används här är upp till 30 år, och tusentals laddningar är tillåtna. Hela tiden hålls detta batteri i ett laddat tillstånd, och i händelse av en olycka ansluts det till en växelriktare, som ökar och omvandlar spänningen till växelström, som tillför 138 000 volt till kraftledningen. Under de första fyra åren av verksamheten hjälpte stationen invånarna att överleva 217 incidenter relaterade till strömavbrott.