בחירת מערכת אחסון אנרגיה הטובה ביותר

הבנה מערכות אחסון אנרגיה ושל👌ם החשיבות

המשימה של אחסון אנרגיה בהשתלבות אנרגיה מתחדשת

מערכות אחסון משחקות תפקיד גדול בהפכת מקורות אנרגיה מתחדשים כמו רוח ושמש אמינים יותר, מכיוון שהם נוטים לייצר חשמל לא עקבי. מה שהמערכות האלה עושות בעצם הוא לספוג חשמל נוסף כאשר יש יותר מדי שנוצר, ואז לשחרר אותו שוב כאשר אנשים צריכים יותר כוח. זה עוזר לחבר אנרגיה מתחדשת כראוי לתשתית הרשת הנוכחית שלנו. היכולת לאחסן אנרגיה חשובה מאוד, כי היא תומכת במאמצי העולם שנועדו להפחית את פליטות הפחמן תוך דחף לאלטרנטיבות אנרגיה נקייה יותר. מחקרים מראים ש-90 אחוזים מהפרויקטים החדשים של מקורות מתחדשים מגיעים עם סוג כלשהו של פתרון אחסון מובנה. זה הגיוני באמת, מאחר ובלי אפשרויות אחסון טובות, כל האנרגיה הנקייה הזאת פשוט הולכת לאיבוד כשאף אחד לא צריך אותה ברגע זה.

האזנה בין תרומות-ביקוש באמצעות פתרונות מודרניים

טכנולוגיית אחסון אנרגיה שינתה את האופן שבו אנו מנהלים אספקת חשמל על ידי שמירה על איזון בין מה שזמין לבין מה שאנשים צריכים. שירותי שירותים יכולים עכשיו לחסוך אנרגיה נוספת כאשר אף אחד לא משתמש בה הרבה ואז להחזיר אותה למערכת כאשר כולם מתחילים להזדקק לחשמל בבת אחת. זה עוזר לשמור על כל רשת החשמל פועלת בצורה חלקה מבלי להיות עמוס. בשעות העומס האלה, כשכולם מדליקים את המכשירים שלהם, מערכות אחסון אלה לוקחות לחץ מהרשת לפני שקורים בעיות. במקומות מסוימים למעשה ירדו חשבונות האנרגיה הגבוהים ביותר שלהם בכ-30% לאחר התקנת אפשרויות אחסון טובות יותר על פי דיווחים שונים. מה שזה מראה הוא שבנוסף לתיקון הדברים, מערכות אחסון טובות עוזרות לנהל את האופן שבו אנרגיה מופצת בכל שעות היום,

סוגים של מערכות אחסון אנרגיה

בטריות ליתיום-יון: גמישות וסקלביליות

סוללות ליתיום יוניות נמצאות כיום כמעט בכל מקום בעולם אחסון האנרגיה, משום שהם יכולים להיות מותאמים בקלות רבה ולהתרחב כאשר יש צורך בכך. סוללות אלה מעמיסות הרבה אנרגיה במקומות קטנים, מה שעובד נהדר לכל מיני דברים כולל מכוניות חשמליות, הטלפונים והטלפונים הלוחים שלנו, ואפילו המערכות הגדולות האלה למה הסוללות האלה נעלמו? בעיקר בגלל המחירים ירדו די הרבה במהלך השנים. אם נסתכל על מספרים בתעשייה, ראינו את עלויות הסוללות יורדות ב-80% מאז 2010. ירידה כזו במחירים פירושה יותר אנשים ועסקים יכולים להרשות לעצמם להתקין מערכות אלה. קחו את "חומת הכוח" של טסלה, למשל. בעלי בתים שמו אחד מאלה על רכושם יכולים לחסוך אור שמש נוסף שנוצר במהלך היום ולאחר מכן להשתמש בו מאוחר יותר כאשר אין אור שמש או אולי במהלך הפסקת. זה מראה כמה גמישה טכנולוגיית ליתיום-יונים באמת.

אחסון הידראולי: אמינות מסCALE הוכחה

אחסון מים מופץ קיים כבר יותר מ-100 שנה ונשאר האפשרות האמינה ביותר כשמדובר באחסון אנרגיה בקנה מידה גדול. הרעיון הבסיסי הוא די ישיר. מים נעים ממאגר אחד לאחר הממוקם בגובה גבוה יותר, אשר מאחסן אנרגיה בצורת כוח המשיכה. מערכות מסוג זה מהוות בערך 95% מכל אחסון האנרגיה בקנה מידה גדול בעולם, מה שמראה עד כמה הן התקבלו במדינות רבות. מה שהופך אותם כה יקרים הוא זמן התגובה המהיר שלהם לשינוי הדרישות, לפעמים להתאים בתוך כמה דקות בלבד. מספר היעילות נמצא בין 70 ל-85 אחוזים. אבל יש גם כמה מגבלות בעולם האמיתי. מציאת מיקומים מתאימים דורשת מאפיינים גיאוגרפיים ספציפיים, כולל גישה למקורות מים והבדלים משמעותיים בגובה, אשר באופן טבעי מגבילים היכן מתקנים אלה יכולים להתרחש.

בטריות זרימה לצרכים ארוכי טווח

סוללות זרימה מציעות משהו שונה כשמדובר באחסון אנרגיה לאורך תקופות ארוכות, מה שחשוב מאוד לניהול אספקת אנרגיה בין העונות. מה שמבדיל אותם מבדילי ליתיום-אייון הוא השימוש שלהם באלקטרוליטים נוזליים שמונחים במיכלים נפרדים מחוץ ליחידה הראשית. ההגדרה הזו אומרת שהם יכולים להמשיך לזרוק חשמל הרבה יותר זמן מבלי לאבד את יכולתם להחזיק את המטען. הדרך בה מערכות אלה בנויות גם הופכת את הגדלת הגודל למדי פשוטה, מה שמסביר מדוע מפעלים וחברות חשמל רבות פונות אליהן כאשר הן זקוקות לגיבוי אנרגיה אמין שנמשך. לאחרונה ראינו כמה התפתחויות מעניינות, שמפחיתה את הוצאות הייצור תוך כדי קבלת ביצועים טובים יותר מהמערכות האלה, קחו למשל סוללות זרימת ונודיום רדוקס. סוללות VRFB הפכו פופולריות מאוד בפרויקטים גדולים של תשתיות, מכיוון שהם נמשכים זמן רב ויכולים לספק כושר יציב אפילו במהלך פעולות ממושכות.

אחסון תרמי: תפיסת והחזרת אנרגיית חום

אחסון אנרגיה תרמית הוא חשוב מאוד כדי לחסוך אנרגיה נוספת כאשר נצטרך אותה מאוחר יותר המערכות למעשה מאחסנות חום באמצעות דברים כמו מים או אפילו תערובת מלח חם. זה עוזר לוודא שאנחנו לא מבזבזים אנרגיה בכל פעם שהיא זמינה. לדוגמה, תחנות כוח סולאריות מרוכזות מרוויחות הרבה מהטכנולוגיה הזו, כי הן יכולות לאסוף אור שמש במהלך היום, ואז לייצר חשמל בלילה, כאשר אנשים באמת זקוקים לכוח. אחסון תרמי מסייע גם להפיק יותר ממקורות אנרגיה מתחדשים, במיוחד לצרכי חימום, אשר תומך במעברנו לכיוון פתרונות אנרגיה ירוקים יותר. קחו בניינים מסחריים לדוגמה, רבים משתמשים כיום במערכות אחסון קרח שמקפיאות מים במשך הלילה כאשר שיעורי החשמל נמוכים יותר, ואז מותכים את הקרח במהלך היום כדי לספק קריאה מבלי לנהל יחידות מיזוג יקרות בתקופות הביקוש הגבוה.

טכנולוגיה<tool_call>

התפתחויות טכנולוגיות חדשות בחומצה ובאחסון מבוסס כוח המשיכה יכולות לשנות לחלוטין את האופן שבו אנו מאחסנים אנרגיה בעתיד. עם אחסון מימן, חשמל נוסף הופך לגז מימן באמצעות תהליך הנקרא אלקטרוליזה. זה יוצר דרך להעביר ולאחסן אנרגיה בלי לייצר פליטות. בעוד שהיא עדיין בפיתוח, הטכנולוגיה הזו מראה הבטחה אמיתית כאשר משולבת עם אנרגיות מתחדשות, עוזרת לשפר את ההתרסקויות במספק החשמל מהרוח והשמש. ואז יש מערכות אחסון גרביטציה שעובדות על ידי אחסון אנרגיה כאנרגיה קינטית ופוטנציאלית. תחשוב על זה כמו על משאבה של מים, אבל בלי צורך בכל המים. חברות כמו אנרגיה וולט כבר עובדות על קונספטים אלה, פיתוח חלופות ירוקות שיכולות להתרחב תוך שמירה על עלויות סבירות. החידושים האלה מרחיבים את האפשרויות בחלופות אחסון האנרגיה שלנו.

גורמים עיקריים לבחירת מערכת אחסון אנרגיה

קיבולת לעומת דרישות משך שחרור

חושב על קניית מערכת אחסון אנרגיה? הדבר המפתח כדי לקבל את הנכון ראשון הוא לדעת מה יכולת פירושו לעומת משך השחרור. קיבולת בעצם אומרת לנו כמה כוח המערכת יכולה להחזיק בתוכה, כמו גודל הסוללה אם תרצו. משך התזונה מראה כמה זמן האנרגיה המאוחסנת באמת נמשכת כאשר מישהו מתחיל להשתמש בה. התאמת הסטנדרטים האלה לצרכים אנרגיה ספציפיים חשובים מאוד בפועל. הבט בבעיות צריכת האנרגיה האמיתית עוזר להבין אם אנחנו צריכים יותר שטח אחסון או אספקת חשמל ארוכה יותר. קחו גנרטורים גיבוי לדוגמה הם בדרך כלל צריכים מיכלי קיבולת גדולה אבל לא כל כך מודאגים זמן הפעלת. מצד שני, בתים המופעלים על ידי אנרגיה סולארית מרוויחים לעתים קרובות ממערכות שמשחררות אנרגיה לאט במשך שעות רבות ולא בבת אחת.

ניתוח עלויות: השקעה ראשונית לעומת ערך לאורך החיים

ניתוח עלויות נכון הוא חשוב מאוד בעת בחירת פתרון אחסון האנרגיה הטוב ביותר עבור כל מצב נתון. אנשים צריכים להסתכל על מה שהם מוציאים מראש לעומת מה שהם חוסכים במשך שנים של פעילות. דברים כמו הוצאות תחזוקה קבועות, כמה מהר המערכת מתפרקת, והירידות הקטנות ביעילות גם הן חשובות. רוב המקצוענים יגידו לכל מי ששואל, שמאגר האנרגיה לא צריך להיראות רק כפריט נוסף בלוח התקציב. תחשוב על זה כעל משהו ששווה להשקיע בו כי זה משתלם בדרכים רבות לאורך הדרך. קחו למשל סוללות ליתיום. כמובן, הם עולים יותר בהתחלה מאשר כמה חלופות, אבל בעלי בתים מדווחים על קיצוץ החשמל החודשי שלהם ב-30% או יותר בשנה הראשונה בלבד. בנוסף, במהלך הפסקות חשמל המערכות האלה שומרות על מכשירים חיוניים פועלים עד שחזור שירות הרשת.

יישומים בגודל רשת לעומת יישומי מגורים

אחסון אנרגיה מגיע בצלילים שונים בהתאם למטרתו - חלק מהמערכות מתאימות היטב לרשתות גדולות, אחרות מתאימות יותר לבתים. יחידות האחסון המסיביות שאנו רואים בתחנות כוח מטפלים בכמויות עצומות של חשמל הנדרש על ידי תעשיות וערים ברחבי המדינה. מצד שני, בעלי בתים בדרך כלל מתמודדים עם מערכות קטנות הרבה יותר שנועדו רק לצרכי החשמל היומיומי של משק הבית שלהם ואולי אפילו לעזור להם לחסוך כסף במהלך זמנים השימוש הגבוהים. כאשר מתאימים אפשרויות אחסון לצרכים בפועל, אנשים צריכים להסתכל מקרוב על כמה כוח הם באמת זקוקים ליום ליום. רוב המשפחות בוחרות במשהו קטן מספיק כדי להכניס אותו למוסך שלהם אבל עדיין חזק מספיק כדי לקצץ את החשבונות החודשיים שלהם כאשר הריבית עולה. בינתיים, חברות המנהלות אזורים שלמים רוצות אחסון שיכול להחזיק כמויות עצומות של אנרגיה מבלי להיכשל במהלך סופות או הפרעות אחרות.

השפעות סביבתית וקיימustainability_MATERIAL

מערכות אחסון אנרגיה גורמות לכאבי ראש אמיתיים לסביבה בימים אלה. אנחנו צריכים להביט מקרוב במה שקורה במהלך כל מחזור חייהם, מהייצור עד לניצול, במיוחד כשמדובר בחומרים. עם ממשלות ברחבי העולם מחזקות את החוקים על פליטות וניהול פסולת, חברות פשוט לא יכולות להתעלם מאיפה המוצרים החומריים שלהם מגיעים או איך הם נפטרים מהציוד הישן יותר. להיות ירוק זה לא רק טוב לאמא כדור הארץ. הצרכנים כיום דואגים מאוד לקיום, לכן עסקים שעושים בחירות ידידותיות לסביבה נוטים לבנות מערכות יחסים חזקות יותר עם לקוחות שחולקים את הערכים האלה. מחקרים בשוק מצביעים על כך שחברות המקבלות נוהגים ירוקים יותר לעתים קרובות רואות שיפור במכירות בקרב אוכלוסייה צעירה יותר שמעניקה עדיפות לגורמים סביבתיים בהחלטות רכישה. עבור יצרנים שמסתכלים קדימה, זה אומר שהזדמנויות כספיות רציניות נמצאות בפיתוח טכנולוגיות נקיות יותר תוך שמירה על עלויות הפעלה בשליטה.

חקר מקרים: אחסון אנרגיה בפעולה

פרויקט הסוללה של אלבמה פאוור

אלבמה אנרגיה השיקה משהו די פורץ דרך כשמדובר אחסון סוללות בקנה מידה גדול ממש כאן במחוז ווקר. הם מקימים מה שנקרא מערכת אחסון אנרגיה בבטריה או BESS בקצרה. הדבר הזה יכול להחזיק בכ-150 מגה-וואט של כוח, מספיק כדי להדליק את האורות של כ-9,000 משקי בית בבת אחת. החברה רוצה שמערכות מסוג זה יעזרו לשמור על רשת החשמל יציבה, להגיב טוב יותר כאשר יש שינויים פתאומיים בביקוש, ולהביא מקורות אנרגיה מתחדשים יותר לאינטרנט. מבט מוקדם על איך זה עובד מראה שיפורים אמיתיים במספר תחומים כולל ניהול טוב יותר של זרימת האנרגיה, שיעורי יעילות מוגברים, ועלויות הפעלה נמוכות יותר באופן כללי. ממצאי אלה מדגישים מדוע הפרויקט הזה חשוב כל כך לתוכניות ארוכות הטווח של אלבמה סביב ייצור אנרגיה נקייה יותר. מה שאנחנו רואים עכשיו מסמן נקודת מפנה עבור האזור כפי שהוא נע לכיוון אפשרויות חשמל אמינות יותר וידידותיות לסביבה בעתיד.

מחקר של NREL על פתרונות אחסון ארוכים

NREL הפכה למנהיגה בלהדחיף קדימה אפשרויות אחסון אנרגיה לטווח ארוך. חוקרים שם מחפשים כל מיני טכנולוגיות חדשות שיכולות לשמור על חשמל חשמלי במשך תקופות ארוכות יותר מאשר המערכות הנוכחיות מאפשרות. המעבדה מתמקדת מאוד ביצירת שיטות אחסון שמתאימות לצרכים של שימוש בעולם האמיתי על פני מסגרת זמן ממושכת. פריצות דרך מסוג זה יכולות לשנות לחלוטין את האופן שבו אנו מנהלים את רשתות האנרגיה שלנו, במיוחד כאשר גבעות ביקוש מתרחשות לאורך היום. מה NREL מגלה כנראה ישפיע על מדיניות הממשלה סביב אנרגיה מתחדשת ולהביא כסף גדול משקיעים שרוצים לממן פתרונות אחסון נקיים יותר. בסופו של דבר, סוג זה של מחקר נותן לקבוצת ההחלטות מידע טוב יותר כאשר הם מתכננים איפה לבנות תשתיות חדשות או לשדרג מתקנים קיימים.