Co to są magazyny energii?
Magazyny energii to specjalistyczne konstrukcje przeznaczone do przechowywania energii w postaci energii elektrycznej, wodoru, energii cieplnej lub w innych formach. Są one często używane w połączeniu z odnawialnymi źródłami energii, takimi jak energia słoneczna i wiatrowa, aby zapewnić stałe źródło energii, kiedy naturalne źródło jest niedostępne. Magazynowanie energii może być również wykorzystywane do odroczenia szczytowego zapotrzebowania na energię i zmniejszenia zapotrzebowania na dodatkowe elektrownie lub do poprawy stabilności siec.i
Rodzaje magazynów energii?
Najpopularniejsze rodzaje magazynów energii stosowane obecnie to akumulatory, elektrownie szczytowo-pompowe (PHS), magazynowanie energii za pomocą sprężonego powietrza (CAES), koła zamachowe i magazynowanie energii cieplnej (TES).
Dużą popularnością cieszą się magazyny energii instalowane przez firmę Otovo, gdyż wyróżniają się długą żywotnością i czasem działania, nawet od 10 do 20 lat.
Systemy magazynowania energii w akumulatorach składają się z pojedynczych ogniw połączonych ze sobą szeregowo lub równolegle. Taka konfiguracja umożliwia uzyskanie różnych pojemności i napięć znamionowych w zależności od potrzeb obiektu. Baterie zapewniają szybki czas reakcji i stosunkowo niskie koszty, ale mają ograniczoną żywotność i wymagają częstej konserwacji
Elektrownie szczytowo-pompowe wykorzystują dwa zbiorniki na różnych wysokościach połączone rurami z umieszczonymi pomiędzy nimi pompami i turbinami. Woda jest pompowana z dolnego zbiornika do górnego, kiedy w sieci dostępna jest nadwyżka energii elektrycznej, a następnie przepuszczana z powrotem przez turbiny wytwarzające energię elektryczną, kiedy istnieje zapotrzebowanie na dodatkową moc. Systemy PHS mają długą żywotność, stosunkowo niskie koszty, nie wymagają konserwacji i mogą szybko reagować w razie potrzeby, ale wymagają dużej ilości terenu oraz znacznych początkowych inwestycji kapitałowych
Magazyny energii sprężonego powietrza działają poprzez sprężanie powietrza w podziemnej kawernie lub warstwie wodonośnej w okresach nadwyżki produkcji energii elektrycznej w sieci, która następnie jest uwalniana przez turbiny w okresach szczytowego zapotrzebowania na energię elektryczną. Systemy CAES wymagają zazwyczaj wysokich nakładów kapitałowych, ale dzięki swojej niezależnej naturze oferują bardzo długi okres eksploatacji bez konieczności konserwacji
Systemy magazynowania energii w kołach zamachowych opierają się na wirnikach wykonanych z różnych materiałów, takich jak stal czy włókno węglowe, które gromadzą energię kinetyczną dzięki swojemu momentowi pędu podczas obracania się z dużą prędkością. Koła zamachowe oferują szybki czas reakcji, niskie początkowe inwestycje kapitałowe, bardzo długą żywotność przy minimalnych wymaganiach konserwacyjnych; mają jednak ograniczoną pojemność ze względu na swoje rozmiary, co może ograniczać ich przydatność w wielu zastosowaniach
Z kolei termiczne magazynowanie energii (TES) wykorzystuje materiały takie jak materiały zmiennofazowe (PCM), które pochłaniają i uwalniają ciepło w określonych temperaturach, w zależności od tego, kiedy zostaną pobudzone przez zewnętrzny bodziec, taki jak temperatura lub prąd elektryczny. PCM są często łączone z materiałem izolacyjnym wewnątrz izolowanych zbiorników, które mogą być wykorzystywane jako zbiorniki buforowe pomiędzy źródłami odnawialnymi, takimi jak panele słoneczne, a obciążeniami termicznymi, takimi jak obwody podgrzewaczy ciepłej wody; pozwala to na stałe dostarczanie ciepła nawet wtedy, gdy poziom promieniowania słonecznego ulega znacznym wahaniom w okresach szczytowego zużycia.
Systemy TES wymagają zazwyczaj umiarkowanych nakładów kapitałowych, ale oferują długi okres eksploatacji bez konieczności przeprowadzania jakichkolwiek prac konserwacyjnych w całym okresie ich użytkowania; jednak nadal cierpią z powodu powolnych czasów reakcji, podobnych do CAES, ze względu na ich zależność od zmagazynowanych poziomów ciepła, a nie możliwości natychmiastowego wytwarzania energii
Reasumując…
Technologie magazynowania energii mają ogromny potencjał w zakresie poprawy niezawodności, redukcji kosztów i zwiększenia elastyczności naszych sieci energetycznych. Od rozproszonych akumulatorów po elektrownie wodne z pompami – istnieje wiele opcji, jeśli chodzi o przechowywanie nadmiaru energii elektrycznej wytwarzanej ze źródeł odnawialnych, takich jak wiatr czy słońce. Rozumiejąc podstawy technologii magazynowania energii i jej zastosowań w różnych branżach, wyposażamy się w wiedzę potrzebną do podejmowania świadomych decyzji w ciągle zmieniającym się krajobrazie globalnych trendów czystej energii!
