Μπορεί η ηλιακή ενέργεια να αποθηκευτεί και να χρησιμοποιηθεί τη νύχτα;

Η ηλιακή ενέργεια συλλέγεται κυρίως από φωτοβολταϊκά πάνελ. Τα φωτοβολταϊκά πάνελ αποτελούνται από πολλά φωτοβολταϊκά κύτταρα, τα οποία χρησιμοποιούν το φωτοηλεκτρικό αποτέλεσμα των υλικών ημιαγωγών για να μετατρέψουν την ενέργεια στο ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια. Όταν το ηλιακό φως λάμπει σε φωτοβολταϊκά πάνελ, τα φωτόνια αλληλεπιδρούν με ηλεκτρόνια σε υλικά ημιαγωγών, επιτρέποντας στα ηλεκτρόνια να κερδίζουν αρκετή ενέργεια και να κάνουν μεταβάσεις, σχηματίζοντας έτσι ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Όταν υπάρχει επαρκές ηλιακό φως κατά τη διάρκεια της ημέρας, τα φωτοβολταϊκά πάνελ μπορούν να δημιουργήσουν πολλή ηλεκτρική ενέργεια.

Ωστόσο, λόγω της περιστροφής της γης, δεν υπάρχει ηλιακό φως τη νύχτα και η φωτοβολταϊκή παραγωγή ενέργειας σταματά. Προκειμένου να πραγματοποιηθεί η χρήση της ηλιακής ενέργειας τη νύχτα, απαιτείται τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας. Προς το παρόν, υπάρχουν πολλές μεθόδους αποθήκευσης ενέργειας για να διαλέξετε.

Μεταξύ αυτών, η αποθήκευση ενέργειας της μπαταρίας χρησιμοποιείται ευρέως. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι μια κοινή επιλογή, οι οποίες έχουν τα πλεονεκτήματα της υψηλής ενεργειακής πυκνότητας, της υψηλής απόδοσης φόρτισης και εκφόρτισης και της μακράς διάρκειας ζωής. Όταν η φωτοβολταϊκή παραγωγή ενέργειας είναι άφθονη κατά τη διάρκεια της ημέρας, η υπερβολική ηλεκτρική ενέργεια εισάγεται σε μπαταρίες ιόντων λιθίου για αποθήκευση. Όταν πέφτει η νύχτα, η μπαταρία αρχίζει να εκφορτώνει, απελευθερώνοντας την αποθηκευμένη ηλεκτρική ενέργεια για χρήση από διάφορους ηλεκτρικούς εξοπλισμούς όπως σπίτια και επιχειρήσεις. Για παράδειγμα, σε ορισμένα κατανεμημένα συστήματα παραγωγής ηλιακής ενέργειας, η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τα φωτοβολταϊκά πάνελ που είναι εγκατεστημένα στο σπίτι χρησιμοποιείται απευθείας κατά τη διάρκεια της ημέρας και η υπόλοιπη ηλεκτρική ενέργεια αποθηκεύεται στο πακέτο μπαταρίας ιόντων λιθίου. Τη νύχτα, η αποθηκευμένη ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να χρησιμοποιηθεί όπως η συνηθισμένη ηλεκτρική ενέργεια, η επίτευξη ενός ορισμένου βαθμού ενεργειακής αυτάρκειας, η μείωση της εξάρτησης από τα παραδοσιακά δίκτυα και η μείωση των λογαριασμών ηλεκτρικού ρεύματος.

Εκτός από τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος είναι επίσης μια συνηθισμένη μέθοδος αποθήκευσης ενέργειας. Η τεχνολογία μπαταρίας μολύβδου-οξέος είναι σχετικά ώριμη και χαμηλού κόστους. Παρόλο που η ενεργειακή πυκνότητα δεν είναι τόσο καλή όσο αυτή των μπαταριών ιόντων λιθίου, χρησιμοποιείται ευρέως σε ορισμένες ικανότητες αποθήκευσης και αποθήκευσης ενέργειας και ενέργειας-όχι ιδιαίτερα υψηλές απαιτήσεις, όπως μερικά μικρά συστήματα φωτός ηλιακού δρόμου. Κατά τη διάρκεια της ημέρας, η ηλιακή ενέργεια χρεώνει την μπαταρία μολύβδου-οξέος και τη νύχτα η μπαταρία εξουσιάζει τα φώτα του δρόμου για να εξασφαλίσει φωτισμό δρόμου.

Επιπλέον, υπάρχει επίσης μια μέθοδος αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης κλίμακας, όπως η αντλημένη αποθήκευση. Χρησιμοποιεί υπερβολική ηλεκτρική ενέργεια κατά τη διάρκεια του φορτίου χαμηλής ισχύος για να αντλήσει νερό σε υψηλή δεξαμενή για αποθήκευση και απελευθερώνει νερό για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια κατά τη διάρκεια της κατανάλωσης μέγιστης ενέργειας, ειδικά τη νύχτα όταν η ηλιακή ενέργεια δεν μπορεί να παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Ωστόσο, η αντλημένη αποθήκευση απαιτεί συγκεκριμένες γεωγραφικές συνθήκες και πρέπει να υπάρχει κατάλληλο έδαφος με υψηλές και χαμηλές διαφορές ανύψωσης για την κατασκευή δεξαμενών και υδροηλεκτρικών σταθμών.

Επιπλέον, αναπτύσσονται επίσης αναδυόμενες τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας, όπως η αποθήκευση ενέργειας του σφονδύλου. Η αποθήκευση ενέργειας του σφονδύλου είναι η αποθήκευση της κινητικής ενέργειας μέσω ενός περιστρεφόμενου σφονδύλου υψηλής ταχύτητας. Όταν η ηλιακή ενέργεια είναι επαρκής, η ηλεκτρική ενέργεια οδηγεί το σφόνδυλο για να περιστρέφεται για να αποθηκεύσει ενέργεια και τη νύχτα, η κινητική ενέργεια του σφονδύλου μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια και απελευθερώνεται. Η αποθήκευση ενέργειας του σφονδύλου έχει τα χαρακτηριστικά της ταχύτητας γρήγορης φόρτισης και εκφόρτισης και της μεγάλης διάρκειας ζωής. Παρόλο που το πεδίο εφαρμογής της είναι σχετικά περιορισμένη προς το παρόν, έχει μεγάλο αναπτυξιακό δυναμικό στον τομέα της αποθήκευσης ηλιακής ενέργειας στο μέλλον.

Μέσα από αυτές τις τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας, η ηλιακή ενέργεια μπορεί να ξεπεράσει τους περιορισμούς της ημέρας και της νύχτας και να επιτύχει μια πιο σταθερή και συνεχή παροχή ενέργειας. Αυτό δεν είναι μόνο ευνοϊκό για τη βελτίωση του ποσοστού αξιοποίησης της καθαρής ενέργειας, όπως η ηλιακή ενέργεια, η μείωση της εξάρτησης από την παραδοσιακή ορυκτή ενέργεια και η μείωση των εκπομπών άνθρακα, αλλά και η παροχή ατόμων με αξιόπιστες εγγυήσεις εξουσίας σε πολλούς τομείς όπως σπίτια, βιομηχανίες και εμπόριο, και παίζοντας σημαντικό ρόλο στην οικοδόμηση ενός βιώσιμου ενεργειακού συστήματος. Με τη συνεχή πρόοδο της τεχνολογίας αποθήκευσης ενέργειας και τη μείωση του κόστους, η θέση της ηλιακής ενέργειας στο μελλοντικό ενεργειακό τοπίο θα γίνει όλο και πιο σημαντική και θα χρησιμοποιήσουμε επίσης την ενέργεια του ήλιου πιο αποτελεσματικά, είτε πρόκειται για ημέρα είτε για νύχτα.