Τι είναι η φωτοβολταϊκή αποθήκευση ενέργειας;

Τα φωτοβολταϊκά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας αποτελούνται κυρίως από δύο μέρη: φωτοβολταϊκές συσκευές παραγωγής ενέργειας και συσκευές αποθήκευσης ενέργειας. Οι φωτοβολταϊκές συσκευές παραγωγής ενέργειας χρησιμοποιούν το φωτοηλεκτρικό αποτέλεσμα των υλικών ημιαγωγών για να μετατρέψουν άμεσα την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Τα κοινά φωτοβολταϊκά κύτταρα περιλαμβάνουν μονοκρυσταλλικό πυρίτιο, πολυκρυσταλλικές πυριτίνες και μπαταρίες λεπτής ταινίας. Κάτω από το φως του ήλιου, τα ηλεκτρόνια σε φωτοβολταϊκά κύτταρα αποκτούν ενέργεια και κινούνται με κατευθυντικό τρόπο για να γίνουν το ρεύμα. Μέρος αυτού του ηλεκτρικού ρεύματος μπορεί να παρέχεται άμεσα στο φορτίο, όπως η τροφοδοσία των οικιακών ηλεκτρικών συσκευών ή η τροφοδοσία κάποιου εξοπλισμού στη βιομηχανική παραγωγή.

Ωστόσο, λόγω των διαλείπων και ασταθών χαρακτηριστικών της ηλιακής ενέργειας, είναι δύσκολο να ανταποκριθεί η ζήτηση για συνεχή και σταθερή παροχή ρεύματος βασιζόμενοι αποκλειστικά στη φωτοβολταϊκή παραγωγή ενέργειας. Αυτή τη στιγμή απαιτούνται συσκευές αποθήκευσης ενέργειας. Οι συσκευές αποθήκευσης ενέργειας είναι σαν μια "αποθήκη ενέργειας". Όταν η παραγωγή φωτοβολταϊκής ενέργειας είναι επαρκής, αποθηκεύεται υπερβολική ηλεκτρική ενέργεια. Όταν δεν υπάρχει επαρκές φως, όπως τη νύχτα ή στις συννεφιασμένες ημέρες, η αποθηκευμένη ηλεκτρική ενέργεια απελευθερώνεται για να χρησιμοποιήσουν οι χρήστες. Επί του παρόντος χρησιμοποιούνται συνήθως τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας περιλαμβάνουν αποθήκευση ενέργειας ιόντων λιθίου, αποθήκευση ενέργειας μολύβδου-οξέος, αποθήκευση ενέργειας, αντλημένη αποθήκευση και αναδυόμενη αποθήκευση ενέργειας από σφόνδυλο. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν τα πλεονεκτήματα της υψηλής ενεργειακής πυκνότητας, της υψηλής απόδοσης φόρτισης και εκφόρτισης και της μακράς διάρκειας ζωής. Χρησιμοποιούνται ευρέως σε κατανεμημένα συστήματα αποθήκευσης φωτοβολταϊκής ενέργειας και ορισμένες μικρές συσκευές αποθήκευσης ενέργειας. Αν και οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος έχουν σχετικά χαμηλή πυκνότητα ενέργειας, είναι σχετικά φτηνές και εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται σε ορισμένες περιπτώσεις πυκνότητας και χαμηλής ενέργειας. Η αντλημένη αποθήκευση χρησιμοποιεί υπερβολική ηλεκτρική ενέργεια κατά τη διάρκεια του φορτίου χαμηλής ισχύος για να αντλήσει νερό σε υψηλές δεξαμενές για αποθήκευση και απελευθερώνει νερό για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια κατά τη διάρκεια της κατανάλωσης μέγιστης ενέργειας. Αυτή η μέθοδος έχει μεγάλη χωρητικότητα αποθήκευσης ενέργειας, αλλά προφανώς περιορίζεται από γεωγραφικές συνθήκες. Η αποθήκευση ενέργειας από το σφόνδυλο αποθηκεύει την κινητική ενέργεια μέσω περιστρεφόμενων στροφών υψηλής ταχύτητας. Έχει τα χαρακτηριστικά της ταχύτητας γρήγορης φόρτισης και εκφόρτισης και της μεγάλης διάρκειας ζωής, αλλά η τεχνολογία της εξακολουθεί να αναπτύσσεται και να βελτιώνεται.

Τα φωτοβολταϊκά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας έχουν πολλές σημαντικές έννοιες. Για τους οικιακούς χρήστες, η εγκατάσταση φωτοβολταϊκών συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας μπορεί να αυξήσει το ποσοστό αυτάρκειας της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας των νοικοκυριών, να μειώσει την εξάρτηση από το ηλεκτρικό δίκτυο, να μειώσει τους λογαριασμούς ηλεκτρικής ενέργειας και ακόμη και σε ορισμένες περιπτώσεις να πωλούν υπερβολική ηλεκτρική ενέργεια πίσω στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας για κέρδος. Στον βιομηχανικό τομέα, η φωτοβολταϊκή αποθήκευση ενέργειας μπορεί να παρέχει στις επιχειρήσεις σταθερή και αξιόπιστη δύναμη δημιουργίας αντιγράφων ασφαλείας, να αποφεύγει τις διακοπές παραγωγής και τις οικονομικές απώλειες που προκαλούνται από διακοπές ρεύματος και να βοηθήσουν τις επιχειρήσεις να μειώσουν τις εκπομπές άνθρακα και να ενισχύσουν την εταιρική εικόνα και την ανταγωνιστικότητα. Από τη μακροοικονομική άποψη, η ευρεία εφαρμογή της τεχνολογίας αποθήκευσης φωτοβολταϊκής ενέργειας συμβάλλει στη βελτιστοποίηση της ενεργειακής δομής, στην αύξηση του ποσοστού της ανανεώσιμης ενέργειας στην κατανάλωση ενέργειας, στη μείωση της εξάρτησης από την παραδοσιακή ορυκτών ενέργεια Παγκόσμια αλλαγή του κλίματος.

Ως τεχνολογία που συνδυάζει τη μετατροπή και την αποθήκευση της ηλιακής ενέργειας, η φωτοβολταϊκή αποθήκευση ενέργειας αλλάζει σταδιακά τον τρόπο με τον οποίο χρησιμοποιούμε την ενέργεια και τοποθετώντας ένα σταθερό θεμέλιο για την επίτευξη ενός βιώσιμου ενεργειακού μέλλοντος.