Il produttore di batterie aumenta la produzione con l'automazione

ESS ha implementato sia robot a sei assi che SCARA sulla sua catena di montaggio automatizzata. Foto per gentile concessione di ESS Inc.

Per sfruttare al meglio le fonti energetiche rinnovabili, come l’eolico e il solare, le utility devono superare il problema dell’intermittenza. Quando il sole non splende o il vento non soffia, l'energia non viene generata. Inoltre, la rete energetica è stata progettata per accettare la produzione costante e prevedibile delle centrali elettriche a combustibile, non il brusco aumento e diminuzione prodotto dai pannelli solari all’alba e al tramonto.

Per risolvere questo problema, le società di servizi pubblici necessitano di sistemi di stoccaggio energetico a basso costo, su larga scala e di lunga durata che accumulano energia quando viene generata e forniscono energia quando è necessaria. Ora, la start-up energetica ESS Inc. di Wilsonville, OR, ha sviluppato una nuova tecnologia che promette di soddisfare questa esigenza. I sistemi di batterie a flusso di ferro dell'azienda, l'Energy Warehouse e l'Energy Center, sono progettati per soddisfare le esigenze energetiche di clienti che vanno dai piccoli impianti industriali ai grandi progetti su larga scala.

Le batterie fanno affidamento su una miscela di ferro e acqua salata per immagazzinare energia per ore in più rispetto alle batterie agli ioni di litio. Durante il ciclo di carica, il ferro saturo nell'elettrolita di acqua salata si deposita sull'elettrodo negativo. Per scaricare la batteria, la polarità viene invertita e il ferro si dissolve nuovamente nella soluzione di acqua salata. Gestendo attentamente questo processo, la batteria a flusso di ferro è in grado di raggiungere una durata della batteria significativamente più lunga di 20.000 cicli o più, rispetto ai 3.000-4.000 cicli delle batterie agli ioni di litio, senza degradarsi nel tempo.

Rispetto ad altre tecnologie di accumulo dell’energia, le batterie a flusso di ferro sono più pulite, più sicure, più sostenibili dal punto di vista ambientale e più economiche. Sono inoltre completamente riciclabili. A differenza delle batterie tipiche confezionate come celle o moduli fissi, una batteria a flusso consente di disaccoppiare la potenza (la velocità del flusso di elettricità) dalla capacità (la quantità totale di energia trattenuta). Di conseguenza, le strutture hanno la flessibilità necessaria per utilizzare le batterie per una varietà di applicazioni.

Il magazzino energetico è costruito all'interno di un container standard da 40 piedi per un facile trasporto e messa in servizio. Fornisce da sei a 12 ore di stoccaggio, con una potenza nominale di 75 kilowatt (kW), una capacità energetica di picco di 500 kilowattora (kWh) e una capacità energetica nominale di 400 kWh.

Il sistema non necessita di raffreddamento o climatizzazione, anche in ambienti desertici. Il sistema a bassa manutenzione può fornire più di 20.000 cicli senza perdita di capacità durante i suoi 25 anni di vita progettuale. Ciò lo rende ideale per progetti di energia rinnovabile e di servizi pubblici che necessitano di lunga durata e capacità di riciclaggio illimitata. Inoltre, l'elettronica di potenza a risposta rapida del sistema può eseguire servizi di rete ausiliari, come il supporto di tensione e frequenza sulle microreti.

Il Centro Energetico è più grande. Progettato per produttori di energia indipendenti e progetti su larga scala, l'Energy Center ha gli stessi moduli batteria a flusso di ferro dell'Energy Warehouse, solo in più. Le batterie sono alloggiate in un edificio anziché in un container, quindi gli utenti possono personalizzare un sistema di accumulo di energia per soddisfare le loro precise esigenze.

La tecnologia di ESS sta già suscitando interesse in tutto il mondo. Nel mese di aprile, ad esempio, l'azienda ha consegnato tre sistemi Energy Warehouse a Coldwell Solar, uno dei principali sviluppatori di progetti di energia rinnovabile per i settori commerciale, agricolo e dei servizi pubblici della California. Le unità di stoccaggio saranno integrate nei sistemi di energia solare in tre aziende vinicole nella contea di Mendocino.

In precedenza, ESS ha consegnato un magazzino energetico all'aeroporto di Amsterdam Schiphol nei Paesi Bassi, il secondo aeroporto più grande dell'Europa continentale. Il sistema viene utilizzato in un progetto pilota per dimostrare la fattibilità del ritiro dei generatori diesel nell'aeroporto, che forniscono energia elettrica agli aerei parcheggiati.

Inoltre, lo scorso autunno, ESS è stata scelta da Consumers Energy, il più grande fornitore di energia del Michigan, per fornire un magazzino energetico per un sistema di energia solare presso un impianto di compressione del gas. Consumatori L'energia fornisce gas naturale ed elettricità a due terzi dei 10 milioni di residenti del Michigan. Il progetto aiuterà l'azienda a raggiungere gli obiettivi stabiliti nella tabella di marcia per lo stoccaggio dell'energia per il Michigan. Pubblicata nell’aprile 2022 dal Dipartimento dell’Ambiente, dei Grandi Laghi e dell’Energia del Michigan, la tabella di marcia prevede 1.000 megawatt (MW) di stoccaggio energetico entro il 2025 e 4.000 MW entro il 2040.