EN
Розуміння Системи накопичення енергії та їх важливість
Роль накопичення енергії у інтеграції відновлюваних джерел
Системи зберігання грають важливу роль у тому, щоб зробити відновлювані джерела енергії, такі як вітер і сонячна енергія, більш надійними, оскільки вони, як правило, виробляють енергію неслідно. Ці системи по суті поглинають додаткову електроенергію, коли її виробляється занадто багато, а потім випускають її знову, коли людям потрібна більше енергії. Це допомагає правильно підключити відновлювану енергію до нашої нинішньої інфраструктури. Здатність зберігати енергію має велике значення, оскільки вона підтримує світові зусилля, спрямовані на скорочення викидів вуглецю, а також на підтримку більш чистої енергетики. Деякі дослідження показують, що близько 90% нових проектів з відновлюваної енергії мають вбудоване рішення для зберігання. Це має сенс, оскільки без хорошого зберігання вся чиста енергія витрачається в бік, коли нікому вона не потрібна.
Вирішення сучасних проблем балансування попиту та пропозиції
Технології зберігання енергії змінили спосіб управління енергопостачанням, підтримуючи баланс між тим, що є і що людям потрібно. Компанії тепер можуть заощадити додаткову енергію, коли ніхто не використовує багато, а потім повернути її в систему, коли всім потрібно енергію відразу. Це допомагає зберегти всю електричну мережу безперечно без перевантаження. У ті напружені години, коли всі включають свої пристрої, ці системи зберігання відірвають від мережі певний тиск, перш ніж виникнуть проблеми. Деякі місця насправді побачили, що їхні найвищі рахунки за енергію знизилися приблизно на 30% після встановлення кращих варіантів зберігання, згідно з різними повідомленнями. Це показує, що крім того, що просто стабілізують стан, хороші системи зберігання дійсно допомагають управляти тим, як енергія розподіляється в різні часи дня, що робить всю нашу енергомережу більш стійкою до перебоїв, заощаджуючи гроші в довгостроковій перспективі.
Види Системи накопичення енергії
Літій-іонні батареї: гнучкість та масштабованість
Літій-іонні батареї зараз майже всюди в світі зберігання енергії, тому що їх можна легко адаптувати і збільшувати при необхідності. Ці батареї містять велику кількість енергії в невеликих просторах, що чудово підходить для всіх видів речей, включаючи електромобілі, наші телефони та планшети, і навіть великі системи, які допомагають керувати установками вітрової та сонячної енергії. Чому ці батареї вимкнулися? Переважно тому, що ціни за ці роки значно знизилися. Якщо подивитися на цифри галузі, то ми бачимо, що ціни на батареї знизилися приблизно на 80% з 2010 року. Такий падіння цін означає, що більше людей і підприємств можуть дозволити собі встановити ці системи. Візьмімо, наприклад, Powerwall Тесли. Власники будинків, які встановлюють один з них на своїй території, можуть заощадити додаткове сонячне світло, що виробляється протягом дня, і потім використовувати його пізніше, коли немає сонця або, можливо, під час перерви. Це показує, наскільки гнучкою є літій-іонна технологія.
Гідроакумуляція: Доведена Надійність Великих Масштабів
Насосний гідрозберігання існує вже понад 100 років і залишається найбільш надійним варіантом, коли мова йде про зберігання енергії в великому масштабі. Основна ідея досить проста. Вода переміщається з одного резервуара в інший, розташований на більшій висоті, який зберігає енергію у вигляді гравітації. Такі системи складають приблизно 95% всіх великих систем зберігання енергії у світі, що показує, наскільки вони прийняті в багатьох країнах. Їхня цінність полягає в тому, що вони швидко реагують на зміни вимог, іноді змінюючись всього за кілька хвилин. Ефективність складає від 70 до 85%. Але є й деякі реальні обмеження. Вишукування відповідних місць вимагає специфічних географічних особливостей, включаючи доступ до водних джерел і значні відмінності висоти, які, звичайно, обмежують, де ці установки можуть насправді відбуватися.
Потокові батареї для довгострокових потреб
Акумулятори з потоком енергії пропонують щось інше, коли мова йде про зберігання енергії протягом тривалого періоду часу, що дуже важливо для управління енергопостачанням у різні сезони. Що відрізняє їх від літій-іонних варіантів, так це використання рідких електролітів, що зберігаються в окремих баках поза головною установкою. Ця установка означає, що вони можуть продовжувати розрядувати енергію набагато довше, не втрачаючи можливості тримати заряд. Спосіб побудови цих систем також робить масштабування відносно простим, що пояснює, чому багато заводів і електроенергетичних компаній звертаються до них, коли їм потрібен надійний запасний запас енергії, який триває. Останнім часом ми бачили деякі цікаві розробки, які скорочують витрати на виробництво, отримуючи при цьому кращу продуктивність з цих систем, позиціонуючи потокові батареї як серйозних конкурентів проти звичайних рішень зберігання. Наприклад, батареї ванадієвого редоксового потоку стали досить популярними в великих інфраструктурних проектах, оскільки вони тривають довгий час і можуть забезпечувати постійну потужність навіть під час тривалої роботи.
Теплове зберігання: Захоплення та повторне використання теплової енергії
Зберігання теплової енергії дуже важливо для збереження додаткової енергії, коли вона буде потрібна пізніше для таких речей, як опалення будівель або охолодження. Системи в основному зберігають тепло, використовуючи такі речі, як вода або навіть спекотні соляні суміші. Це допомагає не витрачати енергію, коли вона доступна. Наприклад, зосереджені сонячні електростанції дуже корисні від цієї технології, оскільки вони можуть збирати сонячне світло протягом дня і потім виробляти електрику вночі, коли людям дійсно потрібна енергія. Теплові накопичувачі також допомагають отримати більше від відновлюваних джерел енергії, особливо для потреб у опаленні, що підтримує наш рух до екологічніших енергорішень. Наприклад, багато комерційних будівель використовують системи зберігання льоду, які заморожують воду протягом ночі, коли ціни на електрику нижчі, а потім тають лід протягом дня, щоб забезпечити охолодження без необхідності запуску дорогих кондиціонерів в часи піку попиту.
Нові технології: водень і системи на основі гравітації
Нові технологічні розробки в області водневого та гравітаційного зберігання можуть повністю змінити те, як ми зберігаємо енергію в майбутньому. При зберіганні водню додаткова електрика перетворюється на водородний газ шляхом процесу, який називається електроліз. Це створює спосіб переміщувати і зберігати енергію без викидів. Хоча ця технологія ще розробляється, вона дуже перспективна, якщо поєднувати її з відновлюваними джерелами енергії, допомагаючи зменшити перепади в постачанні енергії від вітру та сонячної енергії. Потім є гравітаційні системи зберігання енергії, які працюють шляхом зберігання енергії як кінетичної, так і потенційної. Подумайте про це як про насосну воду, але без необхідності всієї води. Такі компанії, як Energy Vault, вже працюють над цими концепціями, розробляючи екологічні альтернативи, які можуть масштабуватися, зберігаючи при цьому доступні витрати. Ці інновації розширюють можливості наших варіантів зберігання енергії.
Ключові фактори при виборі Система накопичення енергії
Ємність проти вимог до тривалості випуску
Думаєш придбати систему зберігання енергії? Ключовим для цього є розуміння значення спроможності порівняно з тривалістю звільнення. В основному, місткість говорить нам, скільки енергії може вмістити система, як, наприклад, розмір батареї. Тривалість розряду показує, як довго накопичена енергія дійсно триває, коли хтось починає її використовувати. Зв'язок цих характеристик з конкретними потребами енергії має велике значення на практиці. Види фактичного споживання енергії допомагають зрозуміти, чи потрібно більше місця для зберігання або більш довготривала електропостачання. Наприклад, резервні генератори, їм зазвичай потрібні резервуари великої потужності, але вони не так турбуються про час роботи. З іншого боку, будинки, що працюють на сонячній енергії, часто користуються системою, яка випускає енергію повільно протягом багатьох годин, а не відразу.
Аналіз вартості: Початкові вкладення проти коштовності всього періоду експлуатації
Правильний аналіз витрат дуже важливий при виборі найкращого рішення для зберігання енергії для будь-якої ситуації. Люди повинні подивитися, що вони витрачають наперед, порівняно з тим, що вони заощаджують протягом багатьох років роботи. Такі речі, як витрати на регулярне обслуговування, як швидко система зламається, і ті маленькі падіння ефективності також мають значення. Більшість фахівців скажуть кожному, хто запитає, що зберігання енергії не повинно розглядатися як ще одна стаття бюджету. Подумайте про це як про щось, в що варто інвестувати, тому що це виплачується в багатьох аспектах. Наприклад, літійні батареї. Звичайно, спочатку вони коштують дорожче, ніж деякі альтернативи, але власники будинків повідомляють про скорочення своїх щомісячних рахунків за електрику на 30% або більше лише протягом першого року. Крім того, під час відключення електроенергії ці системи підтримують роботу необхідних пристроїв, поки не буде відновлено енергопостачання.
Масштабна сітка vs. Резиденційні застосування
Зберігання енергії має різні види в залежності від його призначення - деякі системи чудово підходять для великих мереж, інші краще підходять для будинків. Масивні сховища, які ми бачимо на електростанціях, обробляють величезні обсяги електроенергії, необхідної промисловістю та містам по всій країні. З іншого боку, власники будинків зазвичай мають справу з набагато меншими установками, розробленими тільки для щоденних потреб їхнього домашнього господарства в енергії і, можливо, навіть допомагають їм заощадити гроші в ті часи високого використання. Коли люди намагаються підсумувати варіанти зберігання енергії відповідно до їхніх потреб, вони повинні уважно розглядати, скільки енергії їм дійсно потрібно в день. Більшість сімей купують щось досить маленьке, щоб вміститися в гаражі, але все ж достатньо потужне, щоб зменшити свої щомісячні рахунки, коли ціни піднімаються. Тим часом компанії, що управляють цілими регіонами, хочуть зберігати величезні обсяги енергії, не втрачаючи їх під час штормів або інших перешкод.
Екологічний вплив та матеріальна тривалість
Системи зберігання енергії викликають серйозні проблеми для навколишнього середовища. Нам потрібно детальніше розглянути, що відбувається протягом всього їхнього життєвого циклу від виробництва до утилізації, особливо коли мова йде про матеріали. Оскільки уряди по всьому світу посилюють правила щодо викидів і управління відходами, компанії не можуть більше ігнорувати, звідки походять їхні сировини або як вони позбавляються від старого обладнання. Зелений світ не тільки корисний для матері-Землі. Сьогодні споживачі дуже турбуються про стабільність, тому компанії, які роблять екологічно чисті рішення, створюють міцніші відносини з клієнтами, які поділяють ці цінності. Дослідження ринку показують, що компанії, які застосовують екологічніші практики, часто бачать збільшення продажів серед молодшої демографії, яка надає пріоритет екологічним факторам при прийнятті рішень про покупку. Для виробників, які дивляться вперед, це означає, що серйозні фінансові можливості лежать в розробці більш чистої технології, при цьому зберігаючи операційні витрати під контролем.
Приклади зastosування: Накопичення енергії на практиці
Проект батарей Alabama Power
Alabama Power запустила щось досить новаторське, коли мова йде про масове зберігання батарей прямо тут, у окрузі Уолкер. Вони встановлюють так званий "систему зберігання енергії на батареях" або BESS. Ця штука може вмістити близько 150 мегаватт енергії, достатньо, щоб тримати світло в приблизно 9000 будинках одночасно. Компанія хоче, щоб такі системи допомагали підтримувати електромережу, краще реагувати на раптові зміни попиту і приводити більше відновлюваних джерел енергії в Інтернет. Попередня оцінка того, як це працює, показує реальні поліпшення в декількох областях, включаючи краще управління енергопотоком, підвищення рівня ефективності та зниження операційних витрат в цілому. Ці результати показують, чому цей проект так важливий для довгострокових планів Алабами щодо виробництва чистої енергії. Те, що ми бачимо зараз, є поворотним моментом для регіону, оскільки він рухається до більш надійних і екологічно чистих варіантів електроенергії в майбутньому.
Дослідження NREL щодо довготривалих рішень зберігання
NREL стала лідером у просуванні вперед довгострокових варіантів зберігання енергії. Дослідники там вивчають всі види нових технологій, які можуть підтримувати розрядну енергію набагато довше, ніж дозволяють поточні системи. Лабораторія зосереджена на створенні методів зберігання, які відповідають потребам реального використання протягом тривалого часу. Такі прориви можуть повністю змінити те, як ми керуємо енергомережами, особливо коли попит зростає протягом дня. Те, що відкриє NREL, швидше за все, вплине на політику уряду щодо відновлюваної енергії і принесе великі гроші від інвесторів, які хочуть фінансувати більш чисті рішення для зберігання. В кінцевому рахунку, подібні дослідження дають тим, хто приймає рішення, кращу інформацію, коли вони планують, де будувати нову інфраструктуру або модернізувати існуючі об'єкти.