EN
Разбиране Системи за съхранение на енергия и техната важност
Ролта на съхраняването на енергия при интеграцията на възобновяеми източници
Системите за съхранение играят голяма роля в това да направят по-надеждни възобновяемите енергийни източници като вятъра и слънцето, тъй като те са склонни да произвеждат енергия несъгласувано. Тези системи всъщност поглъщат допълнителна електричество, когато се генерира твърде много, и после го пускат отново, когато хората се нуждаят от повече енергия. Това помага за правилно свързване на възобновяемата енергия с настоящата ни инфраструктура. Способността за съхранение на енергия е много важна, защото подпомага световните усилия за намаляване на въглеродните емисии, като същевременно се настоява за по-чисти алтернативи на енергия. Някои проучвания показват, че около 90% от новите проекти за възобновяеми източници са с вградено някакво решение за съхранение. Има смисъл, защото без добри възможности за съхранение, цялата чиста енергия просто се губи, когато никой не се нуждае от нея.
Балансиране на размивките между доставка и търсене с модерни решения
Технологията за съхранение на енергия промени начина, по който управляваме енергийните източници, като поддържа баланса между наличното и необходимото. Услугите могат да спестят допълнителна енергия, когато никой не използва много, и да я върнат в системата, когато всички започнат да се нуждаят от енергия наведнъж. Това помага на цялата електрическа мрежа да работи гладко, без да се претоварва. По време на тези натоварени часове, когато всички включват своите уреди, тези системи за съхранение премахват напрежението от мрежата преди да се случат проблеми. Някои места всъщност са видели най-високите си сметки за енергия да спадат с около 30% след инсталиране на по-добри опции за съхранение според различни доклади. Това показва, че освен да стабилизират нещата, добри системи за съхранение наистина помагат за управлението на разпределението на енергията през различните часове на деня, което прави цялата ни електроенергийна мрежа по-устойчива срещу прекъсвания, като същевременно спестяваме пари в дългосрочен план.
Видове Системи за съхранение на енергия
Литиево-ионни батерии: Гъвкавост и скалабилност
Литиево-йонните батерии са почти навсякъде в света на съхранението на енергия, защото могат да бъдат адаптирани толкова лесно и да се мащабират, когато е необходимо. Тези батерии съхраняват много енергия в малки пространства, което работи чудесно за всякакви неща, включително електрически автомобили, нашите телефони и таблети, и дори тези големи системи, които помагат за управление на вятърни и слънчеви инсталации. Защо са изчезнали батериите? Най-вече защото цените са паднали доста през годините. Ако погледнем цифрите от индустрията, виждаме, че разходите за батерии са спаднали с около 80% от 2010 г. насам. Този вид спад на цените означава, че повече хора и фирми могат да си позволят да инсталират тези системи. Вземете например Powerwall на Тесла. Собствениците на жилища, които поставят такива на имота си, могат да спестят допълнителна слънчева светлина, генерирана през деня, и да я използват по-късно, когато няма слънце или може би по време на прекъсване. Това показва колко гъвкава е литиево-йонната технология.
Насоченото съхранение на вода: доказана надеждност в голям мащаб
Използването на помпени хидрозахранвателни системи е съществувало повече от 100 години и остава най-надеждният вариант, когато става въпрос за съхранение на енергия в голям мащаб. Основната идея е доста проста. Водата се придвижва от един резервоар към друг, разположен на по-висока надморска височина, което съхранява енергия под формата на гравитация. Тези системи съставляват около 95% от всички големи енергийни съхранения в света, което показва колко приети са станали в много страни. Това, което ги прави толкова ценни, е тяхното бързо реагиране на променящите се изисквания, понякога се приспособявайки само за няколко минути. Ефективността е между 70 и 85 процента. Но има и някои ограничения в реалния свят. Намирането на подходящи места изисква специфични географски характеристики, включително достъп до водни източници и значителни височини, които естествено ограничават мястото, където тези инсталации могат да се извършват.
Плувни батерии за дълготрайни нужди
Потокните батерии предлагат нещо различно, когато става въпрос за съхранение на енергия за дълги периоди, което е наистина важно за управление на енергийните доставки през сезоните. Това, което ги отличава от литиево-йонните опции е използването на течни електролити, съхранявани в отделни резервоари извън основния блок. Тази конфигурация означава, че могат да изпускат енергия за много по-дълго време, без да губят способността си да задържат заряд. Начинът, по който са изградени тези системи, също прави разширяването сравнително лесно, което обяснява защо много фабрики и енергийни компании се обръщат към тях, когато се нуждаят от надеждна резервна енергия, която да издържи. Напоследък видяхме някои интересни разработки, които намаляват производствените разходи, докато получават по-добра производителност от тези системи, позиционирайки поточните батерии като сериозни конкуренти срещу конвенционалните решения за съхранение. Например ванадиевите редоксови поточни батерии. VRFB са станали доста популярни в големите инфраструктурни проекти, защото те издържат дълго време и могат да осигурят стабилна мощност дори при продължителни операции.
Термична енергия: Запазване и повторно използване на топлина
Съхранението на топлинна енергия е много важно за спестяване на допълнителна енергия, когато по-късно се нуждаем от нея за неща като отопление на сгради или поддържане на тяхна охлаждане. Системите съхраняват топлина, използвайки неща като вода или дори горещи соли. Това помага да не губим енергия, когато е налична. Например, концентрираните слънчеви електроцентрали се възползват много от тази технология, защото могат да събират слънчева светлина през деня и след това да генерират електричество през нощта, когато хората наистина се нуждаят от енергия. Термохранилището също помага да се извлече повече от възобновяемите енергийни източници, особено за нуждите от отопление, което подкрепя нашия ход към по-зелени енергийни решения. Например, в търговските сгради много хора използват системи за съхранение на лед, които замразяват водата през нощта, когато цената на електричеството е по-ниска, след което топят леда през деня, за да осигурят охлаждане, без да се налага да се използват скъпи климати
Нови технологии: водород и системи bazirani на гравитация
Новите технологични разработки в водород и гравитационно базирани хранилища биха могли напълно да променят начина, по който съхраняваме енергия в бъдеще. При съхранението на водород, допълнителната електричество се превръща в водороден газ чрез процес, наречен електролиза. Това създава начин за движение и съхранение на енергия без да се произвеждат емисии. Докато все още е в процес на развитие, тази технология е многообещаваща, когато се комбинира с възобновяеми източници, помагайки да се изгладят тези възходи и спадове в енергийните доставки от вятъра и слънцето. След това има гравитационни системи за съхранение, които работят чрез съхранение на енергия като кинетична и потенциална енергия. Помисли за това като за помпен водопровод, но без да се нуждаеш от цялата тази вода. Компании като Energy Vault вече работят върху тези концепции, разработвайки зелени алтернативи, които могат да се мащабират, като същевременно поддържат разумните разходи. Тези иновации разширяват възможностите за съхранение на енергия.
Ключови фактори при избора на Система за съхранение на енергия
Кapacитет спрямо изисквания за продължителност на разряд
Мислите да си купите система за съхранение на енергия? Ключовото нещо, за да се оправиш е да знаеш какво означава капацитет срещу продължителност на изпускането. Капацитетът ни казва колко енергия може да задържи системата, като размера на батерия. Продължителността на изпускането показва колко дълго всъщност трае запазената енергия, когато някой започне да я използва. Съответстването на тези спецификации на специфичните енергийни нужди е много важно на практика. Поглеждайки действителните модели на потребление на енергия, можем да разберем дали имаме нужда от повече пространство за съхранение или от по-дълготрайно захранване. Вземете резервни генератори например, те обикновено се нуждаят от резервоари с голям капацитет, но не толкова загрижени за времето за работа. От друга страна, домовете, захранвани със слънчева енергия, често се възползват от системи, които освобождават енергия бавно в продължение на много часове, а не наведнъж.
Финансов анализ: Начална инвестиция спрямо стойност през целия период на употреба
Правилното анализ на разходите е много важно при избора на най-доброто решение за съхранение на енергия за дадена ситуация. Хората трябва да погледнат какво харчат предварително срещу това, което спестяват през годините на работа. Неща като разходите за редовно поддръжка, колко бързо се разваля системата и тези малки спадове в ефективността също имат значение. Повечето професионалисти ще кажат на всеки, който пита, че съхранението на енергия не трябва да се разглежда просто като още една позиция в бюджета. Мислете за това като нещо, в което си струва да инвестирате, защото се изплаща по много начини по пътя. Вземете литиеви батерии например. Разбира се, първоначално те струват повече от някои алтернативи, но собствениците на жилища съобщават, че намаляват месечните си сметки за електричество с 30% или повече само през първата година. Освен това, по време на прекъсване на тока тези системи поддържат основните уреди работещи, докато се възстанови мрежата.
Мрежови против резидентни приложения
За съхранение на енергия има различни вкусове в зависимост от това за какво е предназначена - някои системи работят чудесно за големи мрежи, други се вписват по-добре в домовете. Масивните съхранения, които виждаме в електроцентралите, обработват огромни количества електричество, необходими на индустрии и градове в цялата страна. От друга страна, собствениците на жилища обикновено се справят с много по-малки инсталации, проектирани само за ежедневните потребности на домакинството им и може би дори им помагат да спестят пари по време на тези периоди на високо използване. Когато съчетават възможностите за съхранение с действителните нужди, хората трябва да погледнат отблизо колко енергия наистина се нуждаят от всеки ден. Повечето семейства избират нещо достатъчно малко, за да се побере в гаража им, но все пак достатъчно мощно, за да намалят месечните си сметки, когато цените скочат. Междувременно компаниите, управляващи цели региони, искат хранилища, които могат да съхраняват огромни количества енергия, без да се провалят по време на бури или други прекъсвания.
Влияние върху околната среда и материална устойчивост
Системите за съхранение на енергия причиняват сериозни главоболие за околната среда в наши дни. Трябва да разгледаме по-отблизо какво се случва по време на целия им жизнен цикъл от производството до изхвърлянето, особено когато става въпрос за материали. С правителствата по целия свят, които затягат правилата за емисиите и управлението на отпадъците, компаниите просто не могат да пренебрегват откъде идват суровините им или как се отърват от старото оборудване. Зелените не са само добри за Майката Земя. Потребителите днес се грижат дълбоко за устойчивостта, така че бизнесите, които правят екологично чисти избори, са склонни да изграждат по-силни отношения с клиентите, които споделят тези ценности. Изследванията на пазара показват, че компаниите, които прилагат по-екологични практики, често виждат увеличени продажби сред по-младите хора, които приоритетно придават значение на екологичните фактори при вземането на решения за покупка. За производителите, които гледат напред, това означава, че сериозни възможности за пари се намират в разработването на по-чисти технологии, като същевременно се поддържат оперативните разходи под контрол.
Кейсове: Системи за съхраняване на енергия в действие
Проектът на Alabama Power за батерии в общ размер
Алабама Електроразвод е пуснал нещо доста новаторско, когато става въпрос за мащабно съхранение на батерии точно тук в окръг Уокър. Те поставят на място така наречената система за съхранение на енергия от батерии или BESS за кратко. Това нещо може да задържи около 150 мегавата енергия, достатъчно, за да запали лампите в около 9 000 домакинства наведнъж. Компанията иска тези системи да помогнат за поддържането на стабилна електрическа мрежа, да реагират по-добре при внезапни промени в търсенето и да включат повече възобновяеми източници на енергия. Първоначалните проучвания на това как работи, показват реални подобрения в няколко области, включително по-добро управление на енергийния поток, повишена ефективност и по-ниски оперативни разходи като цяло. Тези открития подчертават защо този проект е толкова важен за дългосрочните планове на Алабама за производство на по-чиста енергия. Това, което виждаме сега, бележи повратна точка за района, докато се движи към по-надеждни и екологични възможности за енергия в бъдеще.
Изследвания на NREL за решения за дълготрайно съхранение
NREL се превърна в лидер в насърчаването на дългосрочните опции за съхранение на енергия. Изследователите там разглеждат всякакви нови технологии, които могат да поддържат разрязването на енергия за много по-дълги периоди от сегашните системи. Лабораторията се фокусира върху създаването на методи за съхранение, които отговарят на нуждите от реалния свят за използване в продължение на дълги периоди от време. Тези пробиви могат напълно да променят начина, по който управляваме енергийните си мрежи, особено когато търсенето нараства през деня. Това, което NREL открива, вероятно ще повлияе на правителствените политики около възобновяемата енергия и ще донесе големи пари от инвеститори, които искат да финансират по-чисти решения за съхранение. В крайна сметка този вид изследвания предоставят на лицата, вземащи решения, по-добра информация, когато планират къде да построят нова инфраструктура или да модернизират съществуващите съоръжения.