Σύστημα αποθήκευσης ενέργειας: Κάνοντας τη χρήση ενέργειας πιο βιώσιμη

Η αρχή λειτουργίας του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας βασίζεται στην αποθήκευση και την απελευθέρωση ενέργειας. Είναι σαν μια ενέργεια "piggy bank", αποθηκεύοντας υπερβολική ενέργεια όταν η παροχή ενέργειας είναι επαρκής. και απελευθέρωση της αποθηκευμένης ενέργειας για χρήση όταν οι κορυφές της ζήτησης ενέργειας ή η προσφορά είναι ανεπαρκής. Οι συνήθεις μέθοδοι αποθήκευσης ενέργειας περιλαμβάνουν την αποθήκευση ηλεκτροχημικής ενέργειας (όπως αποθήκευση ενέργειας ιόντων λιθίου-ιόντων), αντλημένη αποθήκευση, αποθήκευση πεπιεσμένου αέρα, κλπ.

Τα συστήματα αποθήκευσης ενεργειακής μπαταρίας ιόντων λιθίου χρησιμοποιούνται ευρέως σε πολλούς τομείς. Σε επίπεδο νοικοκυριού, μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με εξοπλισμό παραγωγής ενέργειας ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως ηλιακοί συλλέκτες. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από ηλιακούς συλλέκτες αποθηκεύεται σε μπαταρίες ιόντων λιθίου εκτός από την άμεση χρήση. Τη νύχτα, όταν οι ηλιακοί συλλέκτες δεν μπορούν να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια, οι μπαταρίες απελευθερώνουν ηλεκτρική ενέργεια για να καλύψουν τις ανάγκες του φωτισμού των νοικοκυριών, των ηλεκτρικών συσκευών κ.λπ., μειώνοντας έτσι την εξάρτηση από την παραδοσιακή ηλεκτρική ενέργεια και τη βελτίωση της αυτάρκειας και της βιωσιμότητας της χρήσης των νοικοκυριών. Στον βιομηχανικό τομέα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν συστήματα αποθήκευσης ενεργειακής μπαταρίας ιόντων λιθίου για την εξομάλυνση των φορτίων ισχύος εργοστασίου. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας παραγωγής των εργοστασίων, η ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας συχνά κυμαίνεται. Το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας μπορεί να αποθηκεύσει ηλεκτρική ενέργεια κατά τη διάρκεια της χαμηλής κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας και να συμπληρώσει την ηλεκτρική ενέργεια κατά τη διάρκεια της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας αιχμής, η οποία όχι μόνο μειώνει το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας των επιχειρήσεων, αλλά και μειώνει την πίεση τροφοδοσίας του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας κατά τις ώρες αιχμής.

Η αντλημένη αποθήκευση είναι μια σχετικά ώριμη τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης κλίμακας. Χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια για να αντλήσει νερό από χαμηλές θέσεις σε υψηλές δεξαμενές, μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια στην ενέργεια βαρύτητας δυναμικού του νερού και το αποθηκεύει. Όταν απαιτείται ηλεκτρική ενέργεια, το νερό επιτρέπεται να ρέει κάτω από ψηλά μέρη για να οδηγήσει τον στρόβιλο για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Αυτή η μέθοδος αποθήκευσης ενέργειας έχει μεγάλη χωρητικότητα αποθήκευσης ενέργειας και μπορεί να διαδραματίσει πολλαπλούς ρόλους στο σύστημα ισχύος, όπως η ρύθμιση αιχμής, η ρύθμιση της συχνότητας και η κατάσταση αναμονής. Για παράδειγμα, στην περίπτωση της ασταθούς παραγωγής αιολικής ενέργειας και της παραγωγής φωτοβολταϊκής ενέργειας, οι αντλημένοι σταθμοί παραγωγής αποθήκευσης μπορούν να ανταποκριθούν γρήγορα, να προσαρμόσουν την ισορροπία ισχύος του ηλεκτρικού δικτύου, να εξασφαλίσουν τη σταθερότητα και την αξιοπιστία της τροφοδοσίας και να προωθήσουν την πρόσβαση σε μεγάλης κλίμακας και την αποτελεσματική Χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.

Η αποθήκευση πεπιεσμένης ενέργειας είναι μια άλλη πιθανή μορφή αποθήκευσης ενέργειας. Συμπιέζει και αποθηκεύει αέρα σε συγκεκριμένα δοχεία ή υπόγεια σπηλιές και απελευθερώνει συμπιεσμένο αέρα για να οδηγήσει αεριοστρόβιλους για να δημιουργήσει ηλεκτρική ενέργεια όταν απαιτείται παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτή η μέθοδος αποθήκευσης ενέργειας έχει τα πλεονεκτήματα της μεγάλης κλίμακας αποθήκευσης ενέργειας και του σχετικά χαμηλού κόστους. Σε ορισμένες μεγάλες βάσεις ενέργειας ή περιοχές βιομηχανικής συγκέντρωσης, τα συστήματα αποθήκευσης με συμπιεσμένα αέρα μπορούν να λειτουργήσουν σε συντονισμό με άλλες ενεργειακές εγκαταστάσεις για τη βελτιστοποίηση της περιφερειακής κατανομής ενέργειας και τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της χρήσης ενέργειας.

Τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Καθώς το ποσοστό των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, όπως η αιολική ενέργεια και η ηλιακή ενέργεια στην παγκόσμια ενεργειακή δομή, συνεχίζει να αυξάνεται, τα διαλείπουσα και πτητικά προβλήματα της γίνονται όλο και πιο εμφανή. Τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μπορούν να επιλύσουν αποτελεσματικά αυτά τα προβλήματα και να κάνουν την ανανεώσιμη ενέργεια μια πραγματικά σταθερή και αξιόπιστη πηγή ενέργειας. Για παράδειγμα, σε ορισμένες μεγάλες ηλιακές σταθμές ηλεκτροπαραγωγής, τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μπορούν να αποθηκεύουν την υπερβολική ηλιακή ενέργεια κατά τη διάρκεια της ημέρας και να συνεχίσουν να τροφοδοτούν ισχύ τη νύχτα ή σε συννεφιασμένες ημέρες όταν δεν υπάρχει επαρκές φως, έτσι ώστε η παραγωγή ηλιακής ενέργειας να μπορεί να συνδεθεί με το δίκτυο ως πλέγμα συνεχώς και σταθερά ως παραδοσιακή θερμική ισχύς.

Επιπλέον, τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας διαδραματίζουν επίσης έναν αναντικατάστατο ρόλο στην ανταπόκριση σε καταστάσεις έκτακτης ανάγκης και στη βελτίωση της ενεργειακής ασφάλειας. Όταν οι φυσικές καταστροφές και άλλοι παράγοντες προκαλούν αποτυχίες του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας, τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μπορούν να χρησιμεύσουν ως τροφοδοτικά έκτακτης ανάγκης για την παροχή εγγυήσεων εξουσίας για βασικές εγκαταστάσεις, όπως τα νοσοκομεία και οι σταθμοί βάσης επικοινωνίας για τη διατήρηση της βασικής λειτουργίας της κοινωνίας.

Μέσα από τις ποικίλες μεθόδους αποθήκευσης ενέργειας και ένα ευρύ φάσμα σεναρίων εφαρμογών, τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας διαδραματίζουν εξαιρετικά σημαντικό ρόλο στη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της χρήσης ενέργειας, στην προώθηση της ανάπτυξης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και της εξασφάλισης της ενεργειακής ασφάλεια μελλοντικός.