การเลือกระบบเก็บพลังงานที่ดีที่สุด

ความเข้าใจ ระบบกักเก็บพลังงาน และความสำคัญของมัน

บทบาทของระบบเก็บพลังงานในการผสานพลังงานหมุนเวียน

ระบบเก็บพลังงานมีบทบาทสําคัญ ในการทําให้แหล่งพลังงานที่สามารถปรับปรุงได้ เช่น พลมและแสงอาทิตย์ ได้เป็นที่เชื่อถือได้มากขึ้น เนื่องจากมันมักจะผลิตพลังงานไม่สม่ําเสมอ สิ่งที่ระบบเหล่านี้ทําคือ ดึงดูดไฟฟ้าเพิ่มขึ้น เมื่อมีการผลิตไฟฟ้ามากเกินไป แล้วปล่อยมันออกมาอีกครั้ง เมื่อคนต้องการพลังงานเพิ่ม ซึ่งช่วยให้พลังงานที่เกิดใหม่ได้เชื่อมต่อกับระบบไฟฟ้าปัจจุบันได้อย่างถูกต้อง ความสามารถในการเก็บพลังงานมีความสําคัญมาก เพราะมันสนับสนุนความพยายามทั่วโลก เพื่อลดการปล่อยคาร์บอน และผลักดันให้มีการเลือกพลังงานที่สะอาดขึ้น การศึกษาบางแห่งชี้ให้เห็นว่า ประมาณ 90% ของโครงการใหม่ที่เกิดจากพลังงานที่สามารถปรับปรุงได้ มีระบบเก็บของที่ติดตั้งไว้ มันมีเหตุผลจริงๆ เพราะถ้าไม่มีทางเก็บของที่ดีแล้ว พลังงานสะอาดทั้งหมดนั้น จะถูกเสียไปเมื่อไม่มีใครต้องการมันในขณะนั้น

การปรับสมดุลช่องว่างระหว่างอุปทานและการบริโภคด้วยวิธีการสมัยใหม่

เทคโนโลยีเก็บพลังงานได้เปลี่ยนแปลงวิธีการที่เราจัดการกับปัจจัยพลังงาน โดยการรักษาความสมดุลระหว่างสิ่งที่มีและสิ่งที่คนต้องการ ปัจจุบันบริการสามารถประหยัดพลังงานเพิ่มเติมได้ เมื่อไม่มีใครใช้มาก และนํามันกลับไปสู่ระบบ เมื่อทุกคนเริ่มต้องการพลังงานในเวลาเดียวกัน นี่ช่วยให้ระบบไฟฟ้าทั้งระบบทํางานได้อย่างเรียบร้อย โดยไม่ให้อ้วน ในช่วงเวลาที่คนยุ่งมาก เมื่อทุกคนเปิดอุปกรณ์ต่างๆ ของพวกเขา ระบบเก็บของเหล่านี้ ช่วยลดความกดดันจากระบบก่อนที่ปัญหาจะเกิดขึ้น บางสถานที่เห็นค่าบริการพลังงานสูงสุดลดลงประมาณ 30% หลังจากติดตั้งตัวเลือกการเก็บรักษาที่ดีขึ้น ตามรายงานต่าง ๆ สิ่งนี้แสดงให้เห็นว่า นอกจากการทําให้สิ่งต่างๆมั่นคงแล้ว การจัดตั้งระบบเก็บพลังงานที่ดี ช่วยจัดการการกระจายพลังงานได้ในช่วงเวลาต่างๆ ของวัน ทําให้เครือข่ายพลังงานของเราแข็งแกร่งต่อการสับสน

ประเภทของ ระบบกักเก็บพลังงาน

แบตเตอรี่ลิเธียม-ไอออน: ความยืดหยุ่นและการปรับขนาดได้

แบตเตอรี่ลิตியம்ไอออน ตอนนี้มีอยู่ทุกที่ในโลกที่เก็บพลังงาน เพราะมันสามารถปรับปรุงได้ง่าย และปรับขนาดได้เมื่อจําเป็น แบตเตอรี่เหล่านี้เก็บพลังงานได้มากในพื้นที่เล็กๆ ซึ่งใช้ได้ดีกับทุกชนิดของสิ่งต่างๆ รวมถึงรถไฟฟ้า โทรศัพท์และแท็บเล็ตของเรา และแม้แต่ระบบขนาดใหญ่ ที่ช่วยจัดการกับระบบพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ ทําไมแบตเตอรี่พวกนี้ถึงไม่ทํางาน? ส่วนใหญ่เพราะราคาลดลงมากๆ ถ้าเราดูตัวเลขในอุตสาหกรรม เราเห็นราคาแบตเตอรี่ลดลงประมาณ 80% ตั้งแต่ปี 2010 การลดราคาแบบนี้ หมายความว่าคนและธุรกิจได้มีเงินเพิ่มมากขึ้น ที่จะติดตั้งระบบเหล่านี้ ยกตัวอย่างเช่น พาวเวอร์วอลล์ของเทสลา เจ้าของบ้านที่วางเครื่องนี้ในที่ดินของพวกเขา สามารถเก็บแสงอาทิตย์ที่เพิ่มขึ้นได้ในช่วงกลางวัน และใช้มันในภายหลัง เมื่อไม่มีแสงอาทิตย์ หรืออาจเป็นช่วงช่วงที่แสงอาทิตย์หยุดทํางาน นี่แสดงให้เห็นว่าเทคโนโลยีไอออนลิธีียมยืดหยุ่นแค่ไหน

Pumped Hydro Storage: ความน่าเชื่อถือในระดับใหญ่ที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว

การเก็บพลังงานทางปั๊มได้เกิดขึ้นมานานกว่า 100 ปี และยังคงเป็นทางเลือกที่น่าเชื่อถือที่สุดเมื่อพูดถึงการเก็บพลังงานในขนาดใหญ่ แนวคิดพื้นฐานก็ง่ายมากจริงๆ น้ําถูกขนจากบ่อหนึ่งไปยังบ่ออีกบ่อ ที่ตั้งอยู่บนความสูงสูงกว่า ซึ่งเก็บพลังงานในรูปของแรงโน้มถ่วง ระบบแบบนี้ประกอบด้วยประมาณ 95% ของระบบเก็บพลังงานขนาดใหญ่ทั่วโลก แสดงว่ามันได้รับการยอมรับในหลายประเทศ สิ่งที่ทําให้มันมีค่ามาก คือการตอบสนองที่รวดเร็วต่อการเปลี่ยนแปลงความต้องการ บางครั้งก็ปรับตัวภายในไม่กี่นาที รายการประสิทธิภาพอยู่ที่ระหว่าง 70 และ 85 เปอร์เซ็นต์โดยรวม แต่มันมีข้อจํากัดในโลกจริงด้วย การหาสถานที่ที่เหมาะสมต้องมีลักษณะทางภูมิศาสตร์ที่เฉพาะเจาะจง รวมถึงการเข้าถึงแหล่งน้ําและความแตกต่างความสูงที่สําคัญ ซึ่งเป็นธรรมชาติจํากัดที่ที่อุปกรณ์เหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้จริง

แบตเตอรี่โฟลว์สำหรับความต้องการระยะยาว

แบตเตอรี่กระแสไฟฟ้านําเสนอสิ่งที่แตกต่างกัน เมื่อพูดถึงการเก็บพลังงานในระยะยาว ซึ่งเป็นสิ่งที่สําคัญมากสําหรับการจัดการพลังงานตลอดฤดูกาล สิ่งที่ทําให้มันแตกต่างจากตัวเลือกของลิตியம்ไอออน คือการใช้เอเลคโทรลิตเหลว ที่เก็บไว้ในถังแยกกัน นอกหน่วยหลัก การตั้งค่านี้หมายความว่า พวกมันสามารถปล่อยพลังงานได้นานกว่านี้ โดยไม่สูญเสียความสามารถในการเก็บชาร์จ วิธีการสร้างระบบเหล่านี้ ทําให้การปรับขนาดมันง่ายต่อการใช้ ซึ่งอธิบายว่าทําไมหลายโรงงานและบริษัทไฟฟ้า จึงหันมาใช้มัน เมื่อต้องการพลังงานสํารองที่น่าเชื่อถือ และยาวนาน เราเห็นการพัฒนาที่น่าสนใจในช่วงหลัง ที่ลดต้นทุนการผลิต และให้ผลงานที่ดีขึ้น จากระบบเหล่านี้ ทําให้แบตเตอรี่ไหลเป็นคู่แข่งที่จริงจัง กับการเก็บของแบบปกติ ยกตัวอย่างเช่น แบตเตอรี่ระบายแรด็อกซ์วานาดิอุม VRFB ได้กลายเป็นที่นิยมมากในโครงการพื้นฐานขนาดใหญ่ เพราะมันใช้ได้นานและสามารถส่งผลิตพลังงานที่คงที่ แม้กระทั่งในช่วงการดําเนินงานที่ยาวนาน

การจัดเก็บพลังงานความร้อน: การจับและนำพลังงานความร้อนกลับมาใช้ใหม่

การเก็บพลังงานความร้อนนั้นสําคัญมาก สําหรับการประหยัดพลังงานเพิ่มเติม เมื่อเราต้องการมันในภายหลัง สําหรับสิ่งต่างๆ เช่น การทําความร้อนอาคาร หรือการรักษาความเย็น ระบบเหล่านี้เก็บความร้อน โดยใช้น้ํา หรือแม้แต่สับสนของเกลือร้อน นี่ช่วยให้แน่ใจว่า เราไม่ได้เสียพลังงาน เมื่อมันมี ตัวอย่างเช่น โรงไฟฟ้าพลังแสงอาทิตย์ที่มีพลังงานเข้มข้น ได้รับประโยชน์จากเทคโนโลยีนี้มาก เพราะมันสามารถเก็บแสงอาทิตย์ได้ในเวลากลางวัน และผลิตไฟฟ้าในเวลากลางคืน เมื่อคนต้องการพลังงานจริงๆ การเก็บพลังงานทางความร้อนยังช่วยให้ได้ประโยชน์จากแหล่งพลังงานที่สามารถปรับปรุงได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสําหรับความต้องการในการทําความร้อน ซึ่งสนับสนุนการเคลื่อนย้ายของเราไปสู่การแก้ไขพลังงานที่เขียวเย็นขึ้น ยกตัวอย่างเช่น อาคารพาณิชย์หลายแห่ง ตอนนี้ใช้ระบบเก็บน้ําแข็ง ที่ทําให้น้ําแข็งตลอดคืน เมื่ออัตราไฟฟ้าต่ํากว่า แล้วหลอมน้ําแข็งในช่วงกลางวัน เพื่อให้ความเย็นโดยไม่ต้องใช้เครื่องปรับอากาศที่แพงในช่วงที่ความต้องการสูงสุด

เทคโนโลยีใหม่ที่กำลังพัฒนา: ไฮโดรเจนและระบบฐานแรงโน้มถ่วง

การพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ในด้านไฮโดรเจน และการเก็บพลังงานโดยใช้แรงโน้มถ่วง อาจเปลี่ยนวิธีการเก็บพลังงานของเราไปอย่างสมบูรณ์แบบ กับการเก็บไฮโดรเจน ไฟฟ้าที่เหลือจะกลายเป็นก๊าซไฮโดรเจน ผ่านกระบวนการที่เรียกว่า การละลายไฟฟ้า ซึ่งทําให้เกิดวิธีการเคลื่อนไหวและเก็บพลังงาน โดยไม่ปล่อยก๊าซ ขณะที่ยังอยู่ในช่วงการพัฒนา เทคโนโลยีนี้แสดงให้เห็นว่าเป็นสัญญาจริง เมื่อถูกผสมผสานกับพลังงานที่สามารถปรับปรุงได้ ช่วยลดความดันและความเสื่อมของพลังงานจากลมและแสงอาทิตย์ แล้วยังมีระบบเก็บพลังงานทางแรงโน้มถ่วง ที่ทํางานโดยเก็บพลังงานทั้งพลังงานเคลื่อนและพลังงานศักยภาพ คิดถึงมันเหมือนน้ําดิบ แต่ไม่ต้องใช้น้ําทั้งหมด บริษัทอย่าง Energy Vault กําลังทํางานในแนวคิดเหล่านี้แล้ว โดยพัฒนาทางเลือกที่เขียวที่สามารถปรับขนาดได้ โดยยังคงให้ค่าใช้จ่ายถูกต้อง นวัตกรรมเหล่านี้กําลังขยายความเป็นไปได้ในทางเลือกในการเก็บพลังงานของเรา

ปัจจัยหลักในการเลือก ระบบเก็บพลังงาน

ความจุเทียบกับความต้องการระยะเวลาการปล่อยพลังงาน

คิดจะซื้อระบบเก็บพลังงานเหรอ สิ่งสําคัญที่จะทําให้ถูกต้องก่อนคือการรู้ว่าความสามารถหมายถึงอะไร ความจุบอกเราว่าระบบสามารถเก็บพลังงานได้มากแค่ไหน ในตัวมัน เช่นขนาดแบตเตอรี่ ระยะเวลาการปล่อยแสดงว่าพลังงานที่เก็บไว้นั้น ใช้ได้นานแค่ไหน เมื่อใครบางคนเริ่มใช้มัน การให้ความเหมาะสมกับสเปคเหล่านี้ กับความต้องการพลังงานที่เฉพาะเจาะจง มีผลมากในทางปฏิบัติ การดูรูปแบบการใช้พลังงานจริง ช่วยให้เรารู้ว่า เราต้องการพื้นที่เก็บของมากขึ้น หรือการจัดส่งพลังงานที่ยั่งยืนกว่า ยกตัวอย่างเช่น เครื่องผลิตสํารอง พวกเขาต้องการถังขนาดใหญ่ แต่ไม่ค่อยสนใจเวลาทํางาน ด้านอีกด้าน บ้านที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์มักได้ประโยชน์จากระบบที่ปล่อยพลังงานช้า ๆ ตลอดหลายชั่วโมง แทนที่จะปล่อยพลังงานทั้งหมดในครั้งเดียว

การวิเคราะห์ต้นทุน: การลงทุนครั้งแรกเทียบกับมูลค่าตลอดอายุการใช้งาน

การวิเคราะห์ค่าใช้จ่ายอย่างถูกต้อง เป็นสิ่งที่สําคัญมาก เมื่อเลือกวิธีการเก็บพลังงานที่ดีที่สุด สําหรับสถานการณ์ใดๆ คนต้องมองว่าพวกเขาใช้เงินไปในช่วงแรก กับสิ่งที่พวกเขาเก็บไว้ในช่วงหลายปี เช่น ค่ารักษาประจําการ ระบบจะเสียเร็วแค่ไหน และการลดประสิทธิภาพเล็กๆ น้อยๆ ก็สําคัญเหมือนกัน นักวิชาการส่วนใหญ่จะบอกใครก็ตามที่ถามว่า การเก็บพลังงาน ไม่ควรมองว่าเป็นแค่รายการอีกหนึ่งในกระดาษงบประมาณ ลองคิดดูว่ามันเป็นสิ่งที่คุ้มค่าที่จะลงทุน เพราะมันจะตอบแทนในหลายๆ ทาง ยกตัวอย่างแบตเตอรี่ลิเดียม แน่นอนว่าต้นทุนต้นทุนจะสูงกว่าบางทางเลือก แต่เจ้าของบ้านรายงานว่าลดค่าไฟฟ้าเดือนละ 30% หรือมากกว่านั้น ภายในปีแรกเท่านั้น นอกจากนี้ ในช่วงการขาดไฟฟ้า ระบบเหล่านี้ยังให้อุปกรณ์สําคัญทํางาน จนกว่าระบบไฟฟ้าจะกลับมาทํางาน

การใช้งานระดับโครงข่ายไฟฟ้า vs. การใช้งานในที่พักอาศัย

การเก็บพลังงานมีหลายรสชาติขึ้นอยู่กับมันมีจุดหมายอะไร ระบบบางระบบทํางานดีสําหรับเครือข่ายขนาดใหญ่ ระบบอื่นๆ เหมาะกับบ้านได้ดีกว่า หน่วยเก็บพลังงานขนาดใหญ่ที่เราเห็นในโรงไฟฟ้า รับมือกับพลังงานไฟฟ้าจํานวนมาก ที่ต้องการโดยอุตสาหกรรมและเมืองทั่วประเทศ ด้านอีกด้าน เจ้าของบ้านมักต้องจัดการกับระบบขนาดเล็กมาก ที่ถูกออกแบบมาเพื่อความต้องการพลังงานประจําวันของครอบครัว และอาจช่วยพวกเขาประหยัดเงินในช่วงเวลาที่ใช้งานสูง เมื่อเลือกให้สมองถึงความต้องการจริง คนเราต้องดูให้ดีว่า พวกเขาต้องการพลังงานเท่าไหร่ในแต่ละวัน ครอบครัวส่วนใหญ่เลือกของเล็กพอที่จะเข้าถึงโรงรถ แต่ยังมีพลังพอที่จะลดค่าใช้จ่ายเดือนเมื่ออัตราเพิ่ม ในขณะเดียวกัน บริษัทที่บริหารบริเวณทั้งภูมิภาคต้องการที่เก็บพลังงาน ที่สามารถเก็บพลังงานได้มากๆ โดยไม่ต้องเสียเวลาในช่วงพายุหรืออุบัติเหตุอื่นๆ

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและความยั่งยืนของวัสดุ

ระบบเก็บพลังงาน กําลังทําให้เกิดปวดหัวจริง ๆ สําหรับสิ่งแวดล้อมในปัจจุบัน เราต้องดูอย่างละเอียดว่าเกิดอะไรขึ้นในช่วงรอบชีวิตทั้งหมด ของมัน ตั้งแต่การผลิตจนถึงการกําจัด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมันเกี่ยวกับวัสดุ เมื่อรัฐบาลทั่วโลกเข้มงวดกฎเกี่ยวกับการปล่อยและการจัดการขยะ บริษัทไม่สามารถมองข้ามแหล่งที่วัสดุแท้ของพวกเขามาจาก หรือวิธีการกําจัดอุปกรณ์เก่าได้อีกต่อไป การเป็นสีเขียว ไม่ได้ดีสําหรับแม่โลกเท่านั้น ผู้บริโภคในปัจจุบันใส่ใจอย่างลึกซึ้งต่อความยั่งยืน ดังนั้นธุรกิจที่เลือกสิ่งแวดล้อม มักจะสร้างความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งขึ้นกับลูกค้าที่แบ่งปันคุณค่าเหล่านั้น การวิจัยตลาดแสดงให้เห็นว่า บริษัทที่ใช้วิธีการที่เขียวกว่า มักจะเห็นการขายเพิ่มขึ้นในหมู่ประชากรที่อายุน้อยกว่า สําหรับผู้ผลิตที่มองไปข้างหน้า นั่นหมายความว่าโอกาสทางการเงินที่สําคัญจะอยู่ในการพัฒนาเทคโนโลยีที่สะอาดขึ้น โดยยังคงควบคุมค่าใช้จ่ายในการดําเนินงาน

กรณีศึกษา: การเก็บพลังงานในปฏิบัติการ

โครงการแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ของอลาบาม่า พาวเวอร์

อลาบาม่า พาเวอร์ เปิดตัวอะไรที่น่าทึ่งมาก เมื่อพูดถึงการเก็บแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ ตรงนี้ในเขตวอล์คเกอร์ พวกเขาวางสิ่งที่เรียกว่า ระบบเก็บพลังงานแบตเตอรี่ หรือ BESS สั้น เครื่องนี้สามารถเก็บพลังงานได้ประมาณ 150 เมกะวัตต์ พอที่จะทําให้ไฟส่องในบ้านประมาณ 9,000 หลังพร้อมกัน บริษัทต้องการระบบแบบนี้ เพื่อช่วยให้ระบบไฟฟ้าคงที่ ตอบสนองได้ดีขึ้น เมื่อมีการเปลี่ยนแปลงในความต้องการอย่างฉับพลัน และนําแหล่งพลังงานที่สามารถปรับปรุงได้มากขึ้นเข้ามาใช้งาน การดูอย่างแรกว่าวิธีการทํางานนี้แสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงที่แท้จริงในหลายๆ ด้านรวมถึงการจัดการการไหลของพลังงานที่ดีขึ้น อัตราประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น และต้นทุนการดําเนินงานที่ต่ํากว่าโดยรวม ผลการค้นพบเหล่านี้ทําให้เห็นว่าทําไมโครงการนี้จึงสําคัญมาก สําหรับแผนระยะยาวของอลาบาม่า เกี่ยวกับการผลิตพลังงานที่สะอาด สิ่งที่เราเห็นตอนนี้ เป็นจุดเปลี่ยนสําหรับพื้นที่ ในขณะที่มันเคลื่อนย้ายไปสู่ การเลือกพลังงานที่น่าเชื่อถือและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น

การวิจัยของ NREL เกี่ยวกับการแก้ไขการเก็บรักษาระยะยาว

NREL ได้กลายเป็นผู้นําในการผลักดันให้มีตัวเลือกในการเก็บพลังงานระยะยาว นักวิจัยที่นั่นกําลังมองหาเทคโนโลยีใหม่ๆ ทุกชนิด ที่สามารถทําให้พลังงานทํางานได้นานกว่าที่ระบบปัจจุบันอนุญาต ห้องทดลองเน้นการสร้างวิธีการเก็บข้อมูล ที่ตรงกับความต้องการในการใช้งานในโลกจริง การค้นพบแบบนี้ อาจเปลี่ยนวิธีการจัดการเครือข่ายพลังงานของเรา โดยเฉพาะเมื่อความต้องการเพิ่มขึ้นตลอดวัน สิ่ง NREL พบเห็น อาจส่งผลต่อนโยบายของรัฐบาลเกี่ยวกับพลังงานที่สามารถปรับปรุงได้ และนําเงินจํานวนมากมาจากนักลงทุน ที่ต้องการเงินทุนเพื่อแก้ไขการเก็บรักษาที่สะอาดกว่า ในที่สุด การวิจัยแบบนี้ จะทําให้ผู้ตัดสินใจ มีข้อมูลที่ดีขึ้น เมื่อวางแผนที่ที่จะสร้างพื้นฐานใหม่ หรือปรับปรุงสถานที่ที่มีอยู่