Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Application of electrical energy storage systems in Germany
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Energy Technology.
2014 (English)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

This study addresses the possibilities and profits of taking advantages of price differences on the electricity market by using a electrical energy storage system (EES) in Germany. The analysis of which technique that is chosen for the purpose is made from two views, one that reflects only over the 4 technical aspects explained in the study and the second one is based on the German market demands where an analysis of the electricity price for 2013 is made. As we know we are moving towards a more sustainable society and with its path, problems will appear. One of the problems is well connected to the technique studied in this paper. The phase out of nuclear power that Germany is currently going through will have big impacts on how electricity will be produced in the future. Some of the electricity production will probably be generated by wind and solar power that will provide problems. With its incontrollable production of electricity and the electricity market as we know, the price differences of the electricity market will truly be greater than today and is more described by (Walsh, 2013; Caste, 2013). These differences in prices can be taken advantage of with an application of EES and not just be made into profit but help the electricity system to balance the production and consumption of the electricity in Germany.  Germany with its high elevations in landscape and electricity prices that do not vary rapidly has the perfect condition for an application of PHES system. That is one of 5 studied techniques in this report.  With the application of just a plant with a power of 2MW that can store twice as fast as generating electricity, profits can rise up to 80’000 € over a year. And with the possible savings of up to 10‘000‘000’000 € with the simple model made in the study, the advantages of electrical energy storage systems are proved.  

Abstract [sv]

Dagens elpris varierar med dygnet men också med årstiderna. Dessa skillnader i pris skapar möjlighet för vinster men måste också ses som ett problem då dessa skillnader kan vara större i framtiden på grund av en ökad andel förnyelsebara energikällor i produktionsmixen som är svårreglerbara. I denna rapport nämns fem olika typer av tekniker som är gjorda för lagring av elektrisk energi. Den första tekniken som nämns är CAES som är en teknik som bygger på att lagra energi i komprimerad luft. Denna teknik är lämpad för regional lagring, där dess styrka befinner sig i denna höga lagringskapacitet och höga verkningsgrad. Det som begränsar denna teknik är främst dess förmåga att inte kunna lagra och producera el snabbt i kombination med att den är starkt geografiskt anknuten till punkter där det finns gas som behövs i turbinen vid genereringen av elektricitet. Den andra typen av tekniken som nämns är PHES, som bygger på att man lagrar den elektriska energin som potentiell energi i vatten. För att återskapa elektrisk energin släpper man vattnet genom en turbin som i sin tur skapar elektricitet med hjälp av en generator. Denna tekniks fördelar är dess höga kapacitet och billig anläggningskostnad sett till dess kapacitet. Dess nackdelar är att den inte kan lagra och generera energi lika fort som andra tekniker kan men man kan anpassa generatorn och pumpen i systemet för att tillämpa tekniken efter marknadens behov.

Den tredje typen av teknik som nämns i studien är batteriet. Denna typ av teknik har fått nytt liv på senare tid på grund av att den har ett flertal tillämpningsområden i det nya energieffektiva samhället som vi bygger upp. Dess användning i t.ex. elbilar har lett till intensiv forskning på området. Dessa synergier har lett till att man ser Lion batterier som ett perfekt komplement till större EES system i framtiden då batterier kan generar och lagra energi på sekunder men också för att de har en otroligt hög verkningsgrad. Det som håller tillbaka tekniken från att bryta igenom är dess kostnad. Den fjärde tekniken som nämns i studien är FEES. Denna teknik bygger på att lagra elektriska energin som kinetisk energi i ett svänghjul. Teknikens styrkor är bland annat att den kan lagra energi snabbt, men också för att tekniken är billig. Men svänghjulet kan inte lagra energi under längre perioder eftersom förlusterna är höga medan energin är lagrad i svänghjulet trots optimala förhållanden. Den sista tekniken som nämns i studien är TEES, som bygger på lagring i form av termisk energi. Denna teknik är en relativt outvecklad och inte så relevant för denna studie.  Resultaten i studien visar på att PHES är den bästa tekniken för Tyskland sett till de två olika typerna av analyser som gjorts, dels från vad Tysklands elmarknad har för behöv men också vad som rent tekniskt är bäst. Sett till de 4 aspekterna som är studerade. Med en applicering av en 2 MW anläggning som kan lagra energi dubbelt så snabbt som den producerar kan vinster uppgå upp till 80’000 €. Men den enkla modell som gjorts på slutet av studien av elmarknaden visar det sig att vinster på 10’000’000’000€ kan göras, vilket visar på potentialen som elektriska ellagringsystem har. 

Place, publisher, year, edition, pages
2014.
National Category
Energy Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-148082OAI: oai:DiVA.org:kth-148082DiVA: diva2:735267
Available from: 2014-08-21 Created: 2014-07-21 Last updated: 2014-08-21Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(7338 kB)304 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 7338 kBChecksum SHA-512
3374d85492c8417f642a1757f505b62283813100d44c6aba6091631a7125e803bf24a315f7a75d3dd63c5ef4e41795c608b08a801c484a719107a71211ec59eb
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Energy Technology
Energy Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 304 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 306 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf