EN
Pochopenie Systémy skladovania energie a ich dôležitosť
Rola úložiska energie v integrácii obnoviteľných zdrojov
Systémy skladovania majú veľkú úlohu pri posilňovaní spoľahlivosti obnoviteľných zdrojov energie, ako sú vietor a slnko, pretože majú tendenciu produkovať energiu nekonzistentne. Tieto systémy v podstate pohlcujú extra elektrinu, keď sa vyrába príliš veľa, a potom ju znova vypúšťajú, keď ľudia potrebujú viac energie. Pomáha to správne pripojiť obnoviteľnú energiu k našej súčasnej infraštruktúre. Schopnosť ukladať energiu je veľmi dôležitá, pretože podporuje celosvetové úsilie zamerané na zníženie emisií uhlíka a zároveň presadzovanie čistejších alternatívnych zdrojov energie. Niektoré štúdie naznačujú, že asi 90 percent nových projektov s obnoviteľnými zdrojmi prichádza s nejakým zabudovaným systémom skladovania. Má to zmysel, pretože bez dobrých možností skladovania sa všetka tá čistá energia stráca, keď ju nikto nepotrebuje.
Vyvažovanie medzier v ponuke a dopyte so súčasnými riešeniami
Technológia skladovania energie zmenila spôsob, akým spravujeme dodávky energie tým, že udržujeme rovnováhu medzi tým, čo je k dispozícii a čo ľudia potrebujú. Úžitkové služby môžu teraz šetriť energiu, keď nikto nepoužíva veľa a potom ju vrátiť do systému, keď všetci začnú potrebovať energiu naraz. To pomáha udržiavať plynulú prevádzku celej elektrickej siete bez preťaženia. Počas tých rušných hodín, keď všetci zapnú svoje spotrebiče, tieto systémy ukladajú trochu tlaku z siete, než sa vyskytnú problémy. Niektoré miesta skutočne zaznamenali pokles účtu za energiu o približne 30% po inštalácii lepších možností skladovania podľa rôznych správ. To ukazuje, že okrem stabilizácie vecí dobré skladovacie nastavenia pomáhajú riadiť distribúciu energie v rôznych hodinách dňa, čím sa celá naša sieť elektriny odoláva narušeniam a zároveň šetrí peniaze v dlhodobom horizonte.
Typy Systémy skladovania energie
Litium-ionové akumulátory: Flexibilita a škálovateľnosť
Litium-iónové batérie sú teraz takmer všade vo svete skladovania energie, pretože sa dajú ľahko prispôsobiť a rozširovať, keď je to potrebné. Tieto batérie ukladajú veľa energie do malých priestorov, čo funguje výborne pre všetky druhy vecí vrátane elektrických áut, našich telefónov a tabletov, a dokonca aj tých veľkých systémov, ktoré pomáhajú riadiť solárne a veterné elektrárne. Prečo sa vypli tieto batérie? Hlavne preto, že ceny za tie roky klesli. Keď sa pozrieme na čísla v priemysle, od roku 2010 sme videli, že náklady na batérie klesli o 80%. Tento druh poklesu cien znamená, že viac ľudí a podnikov si môže dovoliť inštalovať tieto systémy. Vezmite si napríklad Teslov Powerwall. Majitelia domov, ktorí si jednu z nich na svojom pozemku umiestnia, môžu ušetriť extra slnečné svetlo generované počas dňa a potom ju použiť neskôr, keď nie je slnko alebo možno počas výpadku. To ukazuje, aká flexibilná je technológia s lítium-iónmi.
Vodná nádržová energická úloha: Dokázaná spoľahlivosť v veľkom mierku
Čerpané vodné zásobovanie existuje už viac ako 100 rokov a zostáva najpoľahlivejšou možnosťou, pokiaľ ide o uskladňovanie energie vo veľkom rozsahu. Základná myšlienka je celkom jednoduchá. Voda sa presúva z jedného nádrže do druhého, ktoré sa nachádza na vyššej nadmorskej výške, a to ukladá energiu vo forme gravitácie. Tieto systémy tvoria približne 95% všetkých veľkých skladovacích zariadení na celom svete, čo ukazuje, ako sú akceptované v mnohých krajinách. To, čo ich robí tak cennými, je ich rýchla reakcia na meniace sa požiadavky, niekedy sa prispôsobujú v priebehu niekoľkých minút. Účinnosť je celkovo 70 až 85 percent. Ale existujú aj obmedzenia v reálnom svete. Nájdenie vhodných miest si vyžaduje špecifické geografické vlastnosti vrátane prístupu k vodným zdrojom a významné výškové rozdiely, ktoré prirodzene obmedzujú, kde sa tieto zariadenia môžu skutočne uskutočniť.
Plynulé akumulátory pre dlhodobé požiadavky
Prúdové batérie ponúkajú niečo iné, pokiaľ ide o ukladanie energie po dlhé obdobia, čo je naozaj dôležité pre riadenie dodávok energie v priebehu ročných období. Čo ich odlišuje od lítium-iónových možností je ich používanie tekutých elektrolytov uložených v samostatných nádržiach mimo hlavnej jednotky. Toto nastavenie znamená, že môžu vybíjať energiu dlhšie bez straty schopnosti udržať náboj. Spôsob, akým sú tieto systémy postavené, tiež umožňuje ich pomerne jednoduché rozširovanie, čo vysvetľuje, prečo sa na ne obracajú mnohé továrne a energetické spoločnosti, keď potrebujú spoľahlivú záložnú energiu, ktorá vydrží. V poslednej dobe sme videli zaujímavé vývojové kroky, ktoré znižujú výrobné náklady a zároveň získavajú lepší výkon z týchto systémov, čím sa prietokové batérie stali vážnymi konkurentmi konvenčných skladovacích riešení. Napríklad vanádové redoxové prietokové batérie VRFB sa stali veľmi populárnymi vo veľkých infraštruktúrnych projektoch, pretože vydržia dlhú dobu a môžu dodávať stabilný výkon aj počas dlhších prevádzok.
Tepelné ukladanie: Zachytávanie a znovupoužívanie tepelnej energie
Skladovanie tepelnej energie je veľmi dôležité pre úsporu dodatočnej energie, keď ju budeme potrebovať neskôr na vykurovanie budov alebo ich ochladenie. Systémy v podstate ukladajú teplo pomocou vecí ako voda alebo dokonca horúce soľné zmesi. To nám pomôže zabezpečiť, aby sme nestrácali energiu, kedykoľvek je k dispozícii. Napríklad, koncentrované solárne elektrárne majú veľký úžitok z tejto technológie, pretože môžu počas dňa zbierať slnečné svetlo a potom generovať elektrinu v noci, keď ľudia skutočne potrebujú energiu. Tepelné skladovanie tiež pomáha získať viac energie z obnoviteľných zdrojov, najmä pre potreby vykurovania, čo podporuje náš krok k ekologickejším energetickým riešeniam. Napríklad v komerčných budovách sa dnes používajú systémy na skladovanie ľadu, ktoré zmrazujú vodu cez noc, keď sú ceny elektrickej energie nižšie, a potom počas dňa roztavia ľad, aby zabezpečili chladenie bez toho, aby museli počas obľúbených hodín prevádzkovať drahé klimatizačné jednotky.
Vznikajúce technológie: Hydrogen a gravitačné systémy
Nové technologické pokroky v vodíku a gravitácii by mohli úplne zmeniť spôsob, akým ukladáme energiu v budúcnosti. Pri skladovaní vodíka sa extra elektrina premení na vodík plynný prostredníctvom procesu nazývaného elektrolýza. Tým sa vytvára spôsob, ako sa presúva a ukladá energia bez produkcie emisií. Zatiaľ čo je stále vo vývoji, táto technológia je sľubná, keď sa spája s obnoviteľnými zdrojmi energie, pomáhajúc vyhladiť tie vzostupy a pády v dodávkach energie z vetra a slnečnej energie. Potom sú tu gravitačné systémy na ukladanie energie, ktoré pracujú tak, že ukladajú energiu ako kinetickú aj potenciálnu. Myslite na to ako na čerpanú vodnú vodu, ale bez toho, aby ste potrebovali všetku vodu. Spoločnosti ako Energy Vault už pracujú na týchto koncepciách, vyvíjajú ekologické alternatívy, ktoré sa môžu rozširovať pri zachovaní primeraných nákladov. Tieto inovácie rozširujú možnosti skladovania energie.
Kľúčové faktory pri výbere Systém skladovania energie
Kapacita vs. požiadavky na dobu vypúšťania
Rozmýšľate nad tým, že si kúpite systém na ukladanie energie? Kľúčovou vecou, aby ste sa dostali k správnemu prvé je vedieť, čo kapacita znamená versus výpoveď trvania. Kapacita nám v podstate hovorí, koľko energie môže systém v sebe udržať, ako veľkosť batérie, ak chcete. Trvanie vybitia ukazuje, ako dlho uložená energia skutočne vydrží, keď ju niekto začne používať. Zhodovanie týchto špecifikácií s potrebami špecifickej energie je veľmi dôležité v praxi. Pozretie na skutočné modely spotreby energie nám pomôže zistiť, či potrebujeme viac skladovacieho priestoru alebo dlhšie trvajúce dodávky energie. Napríklad záložné generátory potrebujú veľkú kapacitu nádrží, ale nie sú tak znepokojené časom prevádzky. Na druhej strane domy s solárnou energiou často využívajú systémy, ktoré uvoľňujú energiu pomaly počas mnohých hodín, a nie naraz.
Analýza nákladov: Počiatočný investície vs. hodnota po celom životnom cykle
Správna analýza nákladov je veľmi dôležitá pri výbere najlepšieho riešenia na skladovanie energie pre každú situáciu. Ľudia sa musia pozrieť na to, čo minú dopredu, v porovnaní s tým, čo ušetria za roky prevádzky. Veci ako pravidelné náklady na údržbu, ako rýchlo sa systém rozpadne a tie malé poklesy efektívnosti tiež majú význam. Väčšina odborníkov povie každému, kto sa spýta, že skladovanie energie by sa nemalo vnímať len ako ďalšia položka v rozpočte. Berte to ako niečo, do čoho sa oplatí investovať, pretože sa to vyplatí viacerými spôsobmi. Vezmite si napríklad lítiové batérie. Samozrejme, že na začiatku sú drahšie ako niektoré alternatívy, ale majitelia domov hlásia, že znížili mesačné účty za elektrinu o 30% alebo viac už v prvom roku. Okrem toho, počas výpadkov elektriny tieto systémy udržiavajú životne dôležité spotrebiče v chode, kým sa nevráti sieť.
Aplikácie na úrovni siete vs. bývaliskovej úrovne
Skladovanie energie má rôzne druhy v závislosti od toho, na čo je určené - niektoré systémy fungujú výborne pre veľké siete, iné sa lepšie hodia do domovov. Masívne skladovacie jednotky, ktoré vidíme v elektrárňach, spracúvajú obrovské množstvo elektrickej energie potrebnej priemyselnými a mestskými spoločnosťami po celej krajine. Na druhej strane majitelia domov sa zvyčajne zaoberajú oveľa menšími zariadeniami navrhnutými len pre každodenné potreby energie ich domácnosti a možno im dokonca pomôžu ušetriť peniaze počas tých časov vysokého používania. Pri porovnávaní možností skladovania s skutočnými potrebami musia ľudia pozorne pozrieť, koľko energie skutočne potrebujú denne. Väčšina rodín si vyberie niečo, čo bude dosť malé na to, aby sa zmestilo do ich garáže, ale stále dosť silné na to, aby znížili mesačné účty, keď sa ceny zvýšia. V tom čase firmy prevádzkujúce celé regióny chcú sklad, ktorý dokáže uchovávať obrovské množstvo energie bez toho, aby sa zlyhal počas búrok alebo iných narušení.
Environmentálny dopad a udržateľnosť materiálov
Systémy ukladania energie sú v súčasnosti skutočným problémom pre životné prostredie. Musíme sa bližšie pozrieť na to, čo sa deje počas celého ich životného cyklu od výroby až po likvidáciu, najmä pokiaľ ide o materiály. Keďže vlády po celom svete sprísňujú pravidlá týkajúce sa emisií a nakladania s odpadom, spoločnosti už jednoducho nemôžu ignorovať, odkiaľ pochádzajú ich suroviny alebo ako sa zbavujú starého zariadenia. Zelenie nie je dobré len pre Matku Zem. Spotrebitelia sa dnes veľmi zaujímajú o udržateľnosť, a preto podniky, ktoré robia ekologické rozhodnutia, majú tendenciu budovať silnejšie vzťahy s zákazníkmi, ktorí tieto hodnoty zdieľajú. Výskum trhu ukazuje, že spoločnosti, ktoré prijímajú ekologickejšie postupy, často zaznamenávajú zvýšený predaj medzi mladšími obyvateľmi, ktorí pri rozhodovaní o nákupe dávajú prednosť faktorom životného prostredia. Pre výrobcov, ktorí sa pozerajú dopredu, to znamená, že vážne finančné príležitosti spočívajú v vývoji čistejších technológií a zároveň udržiavajú prevádzkové náklady pod kontrolou.
Štúdie prípadov: Energetické úložisko v praxi
Alabama Power's Utility-Scale Battery Project (Alabama Power) - projekt batérií na veľkú veľkosť
Alabama Power spustila niečo celkom prelomové, pokiaľ ide o veľkoobjemové skladovanie batérií tu v okrese Walker. Vytvárajú systém akumulátorového ukladania energie, alebo BESS. Táto vec môže obsahovať približne 150 megawattov energie, dosť na to, aby svietilo približne 9 000 domácností naraz. Spoločnosť chce, aby tieto systémy pomohli udržať stabilnú elektrickú sieť, lepšie reagovali na náhle zmeny dopytu a priniesli viac obnoviteľných zdrojov energie na internet. Prvé skúmanie toho, ako to funguje, ukazuje skutočné zlepšenie v niekoľkých oblastiach vrátane lepšieho riadenia toku energie, zvýšenia účinnosti a celkových nižších prevádzkových nákladov. Tieto zistenia zdôrazňujú, prečo je tento projekt tak dôležitý pre dlhodobé plány Alabamy ohľadom výroby čistejšej energie. To, čo teraz vidíme, predstavuje prevodný bod pre oblasť, ktorá sa v budúcnosti posúva k spoľahlivejším a ekologickejším možným zdrojom energie.
Výskum NREL o riešeniach dlhodobej skladovania
NREL sa stal lídrom v presadzovaní dlhodobých možností skladovania energie. Výskumníci tam skúmajú všetky druhy nových technológií, ktoré môžu udržiavať výboj energie oveľa dlhšie, než to umožňujú súčasné systémy. Laboratórium sa zameriava na vytváranie metód ukladania, ktoré zodpovedajú potrebám reálneho sveta v dlhšom časovom rámci. Tieto druhy objavov by mohli úplne zmeniť spôsob, akým spravujeme naše energetické siete, najmä keď sa nárast dopytu vyskytuje počas dňa. To, čo NREL objaví, pravdepodobne ovplyvní vládnu politiku v oblasti obnoviteľnej energie a prinesie veľké peniaze od investorov, ktorí chcú financovať čistejšie riešenia skladovania. Tento druh výskumu nakoniec dáva rozhodovateľom lepšie informácie pri plánovaní, kde postaviť novú infraštruktúru alebo modernizovať existujúce zariadenia.