Magazynowanie energii jako niezbędny element elastyczności energetycznej

• Autorzy: Hołdyński Grzegorz , Skibko Zbigniew

Identyfikatory

DOI

10.15199/74.2024.5.2

Warianty tytułu

EN

Energy storage as an imperative element of energy flexibility

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Transformacja energetyczna Polski to proces, który obejmuje zmiany w sposobie: pozyskiwania, przesyłania i wykorzystywania energii, ze szczególnym naciskiem na ograniczenie emisji gazów cieplarnianych, zwiększenie efektywności energetycznej oraz rozwój odnawialnych źródeł energii. W ostatnich latach wraz ze wzrostem udziału odnawialnych źródeł energii, nastąpiła ewolucja infrastruktury sieci elektroenergetycznych. Korzystanie z takich źródeł energii zwiększa potrzebę dynamicznego balansowania zmieniającego się popytu i coraz bardziej zmiennych warunków podaży, co wymaga transformacji sposobu planowania i zarządzania systemami elektroenergetycznymi. W tę lukę bardzo dobrze wpisują się magazyny energii elektrycznej, które są kluczowe dla zrównoważonego rozwoju systemów energetycznych, zwłaszcza w kontekście wzrostu udziału odnawialnych źródeł energii. W artykule przedstawiono podstawowe zagadnienia związane z elastycznością energetyczną Polski oraz opisano podmioty i działania, jakie należy podjąć w tym aspekcie. Omówiono również rodzaje magazynów możliwych do zastosowania w krajowym systemie elektroenergetycznym jako niezbędnego elementu elastyczności energetycznej.

EN

Poland’s energy transition is a process that involves changes in the way energy is obtained, transmitted and used, with particular emphasis on reducing greenhouse gas emissions, increasing energy efficiency and developing renewable energy sources. In recent years, along with the growth of renewable energy sources, there has been an evolution of the electricity grid infrastructure. The use of such energy sources increases the need to dynamically balance changing demand and increasingly volatile supply conditions, requiring a transformation in the way electricity systems are planned and managed. Energy storage, which is key to the sustainable development of power systems, especially in the context of the growth of renewable energy sources, fits very well into this flexibility gap. The article presents the basic issues related to Poland’s energy flexibility and describes the actors and actions to be taken in this aspect. It also discusses the potential for energy storage in the national electricity system as an essential element of energy flexibility.

Słowa kluczowe

PL

elastyczność energetyczna; magazyn energii; OZE

EN

energy flexibility; energy storage; RES

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Wiadomości Elektrotechniczne
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 92, nr 5
• Strony: 8--13
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys.

Twórcy

autor

Hołdyński Grzegorz

• Wydział Elektryczny Politechniki Białostockiej

autor

Skibko Zbigniew

• Wydział Elektryczny Politechniki Białostockiej

Bibliografia

• [1] Blakers A., M. Stocks, B. Lu, C. Cheng. 2021. A review of pumped hydro energy storage. Prog. Energy, 3.
• [2] Chemali E., M. Preindl, P. Malysz, A. Emadi. 2016. Electrochemical and electrostatic energy storage and management systems for electric drive vehicles: Stateof-the-art review and future trends. IEEE J. Emerg. Sel. Topics Power Electron., 4(3):1117–1134 (DOI: 10.1109/JESTPE.2016.2566583).
• [3] Chen D., M.J. Lu, D. Cai, H. Yang, W. Han. 2021. Recent advances in energy storage mechanism of aqueous zinc-ion batteries. J. Energy Chem. 54: 712–726.
• [4] Developing local flexibility markets, 2023, https://watt-logic.com/2018/06/19/local-flexibility-markets/.
• [5] Etxeberria A., I. Vechiu, H. Camblong, J.M. Vinassa, H. Camblong. 2010. Hybrid energy storage systems for renewable energy sources integration in microgrids: A review, in Proc. Conf. (IPEC), 532–537.
• [6] Firlit A., G. Hołdyński. 2023. Elastyczność energetyczna, https://elastycznoscenergii.pl/.
• [7] Ghanaatian M., S. Lotfifard. 2019. Control of flywheel energy storage systems in the presence of uncertainties. IEEE Trans. Sustain. Energy, 10(1):36–45 (DOI: 10.1109/TSTE.2018.2822281).
• [8] González A., E. Goikolea, J.A. Barrena, R. Mysyk. 2016. Review on Supercapacitors: Technologies and Materials. Renew. Sustain. Energy Rev., 58:1189–1206.
• [9] Guo X., J. Zhou, C.L. Bai, X.K. Li, G.Z. Fang, S.Q. Liang. 2020. Zn/MnO2 battery chemistry with dissolution-deposition mechanism. Mater. Today Energy, 16: 100396.
• [10] Hołdyński G., Z. Skibko, A. Firlit, W. Walendziuk. 2024. Analysis of the Impact of a Photovoltaic Farm on Selected Parameters of Power Quality in a Medium-Voltage Power Grid. Energies, MDPI, 17(3):1-17.
• [11] Hołdyński G., Z. Skibko. 2022. Wpływ pracy falowników fotowoltaicznych na wartość napięcia w sieci elektroenergetycznej. Wiadomości Elektrotechniczne, 1(5):29-32.
• [12] Jiang Y., J. Liu. 2019. Definitions of Pseudocapacitive Materials: A Brief Review. Energy Environ. Mater. 2:30–37.
• [13] Ju Z.Y., X. Xu, X. Zhang, K.U. Raigama, G.H. Yu. 2023. Towards fast-charging highenergy lithium-ion batteries: From nano – to micro-structuring perspectives. Chem. Eng. J., 454, 140003.
• [14] Konarov A., N. Voronina, J.H. Jo, Z. Bakenov, Y.K. Sun, S.T. Myung. 2018. Present and Future Perspective on Electrode Materials for Rechargeable Zinc-Ion Batteries. Acs Energy Lett., 3: 2620–2640.
• [15] Landauer R. 2018. Information Is Inevitably Physical. In Feynman and Computation. CRC Press: Boca Raton: 77–92.
• [16] Liu J., J.-G. Zhang, Z. Yang, J.P. Lemmon, C. Imhoff, G.L. Graff, L. Li, J. Hu, C. Wang, J. Xiao. 2013. Materials Science and Materials Chemistry for Large Scale Electrochemical Energy Storage: From Transportation to Electrical Grid. Adv. Funct. Mater, 23: 929–946.
• [17] Long Duration Energy Storage. 2023. https://fcarchitects.org/the-basics-thegaps-ldes/.
• [18] Mahlia T.M.I., T.J. Saktisahdan, A. Jannifar, M.H. Hasan, H.S.C. Matseelar. 2014. A review of available methods and development on energy storage; technology update. Renew. Sustain. Energy Rev., 33:532–545 (DOI: 10.1016/j.rser.2014.01.068).
• [19] May G.J., A. Davidson, B. Monahov. 2018. Lead batteries for utility energy storage: A review. J. Energy Storage, 15: 145–157 (DOI: 10.1016/j.est.2017.11.008).
• [20] Nishad H.S., S.P. Gupta, V. Kotha, B.M. Patil, S.D. Chakane, M.G. Bute, S.W. Gosavi, D.J. Late, P.S. Walke. 2022 Enhanced Van-Der Waals Separation in Hydrated Tungsten Oxide Nanoplates Enables Superior Pseudocapacitive Charge Storage. J. Alloys Compd. 914, 165227.
• [21] Niu C., H. Pan, W. Xu, J. Xiao, J.G. Zhang, L. Luo, C. Wang, D. Mei, J. Meng, X. Wang. 2019. Self-smoothing anode for achieving high-energy lithium metal batteries under realistic conditions. Nat. Nanotechnol. 14:594–601.
• [22] Rehman S., L.M. Al-Hadhrami, M.M. Alam. 2015. Pumped hydro energy storage system: A technological review. Renew. Sustain. Energy Rev., 44: 586–598 (DOI: 10.1016/j.rser.2014.12.040).
• [23] Rekioua D. 2023. Energy Storage Systems for Photovoltaic and Wind Systems: A Review. Energies, 16: 3893 (https://doi.org/10.3390/en16093893).
• [24] Skibko Z., G. Hołdyński, A. Borusiewicz. 2022. Impact of Wind Power Plant Operation on Voltage Quality Parameters—Example from Poland. Energies, MDPI, 15(15):1-16.
• [25] Skibko Z., G. Hołdyński. 2020. Zmiany napięcia w sieci elektroenergetycznej powodowane pracą instalacji fotowoltaicznych. Wiadomości Elektrotechniczne, 88(5):22-25.
• [26] Talapko D. 2020. Influence of Distributed Electrical Energy Production on the Availability Enhancement in Telecommunication and Datacenter Facility, University of Zagreb: Zagreb, Croatia.
• [27] Taylor P., R. Bolton, D. Stone, X. Zhang, C. Martin, P. Upham. 2012. Pathways for Energy Storage in the UK. Centre for Low Carbon Futures. The World, New York.
• [28] Wang S., Y. Tang, J. Shi, K. Gong, Y. Liu, L. Ren, J. Li. 2015. Design and advanced control strategies of a hybrid energy storage system for the grid integration of wind power generations. IET Renew. Power Gener., 9(2): 89–98 (DOI: 10.1049/iet-rpg.2013.0340).
• [29] Wu F.X., J. Maier, Y. Yu. 2020. Guidelines and trends for next-generation rechargeable lithium and lithium-ion batteries. Chem. Soc. Rev. 49: 1569–1614.
• [30] Xie J., P. Yang, Y. Wang, T. Qi, Y. Lei, C.M. Li. 2018. Puzzles and Confusions in Supercapacitor and Battery: Theory and Solutions. J. Power Sources, 401: 213–223.