Penyimpanan energi sangat penting bagi kehidupan modern, karena banyak bisnis bergantung pada baterai untuk perkakas listrik, penerangan, dan perlengkapan di lokasi kerja. Ketika listrik darat tidak tersedia, penyimpanan baterai memastikan pengoperasian yang konsisten dalam proyek industri dan komersial. Mari kita jelajahi cara kerjanya.
Apa Itu Energi & Bagaimana Cara Penyimpanannya?
Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha dan ada dalam dua bentuk utama: energi kinetik dan potensial.
Misalnya batu yang menggelinding mempunyai energi kinetik dari geraknya, sedangkan batu yang berada di tepi bukit mempunyai energi potensial karena kemampuannya menggelinding.
Energi listrik dianggap kinetik karena selalu bergerak tetapi dapat diubah menjadi bentuk energi lain yang tersimpan.
Demikian pula, air di belakang bendungan mewakili energi gravitasi potensial yang tersimpan.
Bisakah Anda Menyimpan Energi Listrik?
Tidak, Anda tidak dapat menyimpan listrik secara langsung, namun dapat diubah menjadi bentuk yang dapat disimpan. Energi ini nantinya dapat diubah kembali menjadi listrik. Metode penyimpanan energi listrik meliputi roda gila (mekanis), air atau beban yang ditinggikan (gravitasi), udara bertekanan (potensial), kapasitor (muatan listrik), dan yang paling umum: baterai (kimia).
Apa Itu Baterai?
Baterai adalah perangkat penyimpanan yang mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Ini berisi satu atau lebih sel elektrokimia tempat reaksi kimia menciptakan aliran elektron, menyediakan arus listrik yang dibutuhkan untuk melakukan kerja.
Baterai berfungsi sebagai pompa elektron, memiliki sisi positif (katoda), sisi negatif (anoda), dan elektrolit yang bereaksi secara kimia dengan mereka.
Meskipun proses ini umum terjadi pada semua baterai, jenis baterai yang berbeda menyimpan energi dengan cara yang unik.
Jenis Baterai Umum & Bagaimana Mereka Menyimpan Energi
Untuk keperluan industri dan komersial, ada dua jenis utama penyimpanan energi baterai isi ulang, yang kinerjanya berbeda.
Baterai Asam Timbal
Baterai timbal-asam, berusia lebih dari 170 tahun, adalah salah satu jenis baterai isi ulang tertua.
Setiap baterai 12 volt terdiri dari enam sel dengan campuran asam sulfat dan air, dilengkapi terminal positif (katoda) dan terminal negatif (anoda).
Ketika dibuang, asam sulfat terurai menjadi air, melepaskan elektron untuk menghasilkan listrik. Reaksi kimia pada pelat negatif adalah: Pb(s) + HSO−4(aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2e−
Selama pengisian ulang, energi membangun kembali molekul asam untuk digunakan di masa depan.
Meskipun dapat diandalkan dan digunakan secara luas, baterai timbal-asam memiliki keterbatasan; siklus pengosongan-pengisian ulang yang berulang dapat memperpendek masa pakainya karena degradasi bahan aktif.
Baterai Litium-Ion
Sebelumnya, kita telah membicarakan tentang katoda dan anoda dalam baterai. Mereka dapat menyimpan ion litium, dan energi disimpan serta dilepaskan saat ion berpindah dari katoda ke anoda melalui elektrolit.
Tidak seperti baterai timbal-asam yang menggunakan reaksi kimia yang sama, baterai lithium-ion memiliki bahan kimia yang berbeda. Itu 6 jenis teratas termasuk Litium Cobalt Oksida (LCO), Litium Mangan Oksida (LMO), Litium Nikel Mangan Cobalt Oksida (NMC), Litium Nikel Cobalt Aluminium Oksida (NCA), Litium Titanat (LTO), dan Litium Besi Fosfat (LFP).
Baterai litium padat energi, lebih kecil, lebih ringan, mengisi daya lebih cepat, dan memiliki masa pakai lebih lama dibandingkan baterai timbal-asam.
Baterai litium besi fosfat secara khusus dikenal karena umurnya yang panjang dan toleransi terhadap panas, menjadikannya lebih aman dan tahan lama.
Manfaat Penyimpanan Energi Baterai
Manfaat Jaringan Energi Bersih yang Fleksibel
Penerapan penyimpanan energi semakin cepat karena kemampuannya untuk meningkatkan fleksibilitas jaringan listrik, menyediakan berbagai layanan, dan diterapkan di berbagai aplikasi.
Sistem penyimpanan dapat diintegrasikan ke dalam jaringan listrik – dari jaringan transmisi hingga bangunan tempat tinggal.
Sumber energi terbarukan seperti angin dan matahari memiliki keluaran yang bervariasi; dengan demikian, teknologi penyimpanan dapat menstabilkan pasokan listrik dengan menyesuaikan pembangkitan listrik dengan permintaan.
Dengan melakukan pengisian daya pada saat pembangkitan berlebih dan pemakaian saat permintaan puncak, penyimpanan energi memaksimalkan penggunaan energi terbarukan dan meminimalkan limbah. Sistem baterai perumahan membantu perusahaan utilitas menyesuaikan permintaan pelanggan dengan pasokan listrik yang bervariasi.
Penyimpanan juga membantu merespons perubahan mendadak dalam kebutuhan listrik, memastikan stabilitas jaringan listrik lebih cepat dibandingkan pembangkit listrik konvensional. Hal ini sangat penting bagi daerah pedesaan atau jaringan mikro terpencil yang bergantung pada solusi energi lokal untuk menghindari pemadaman listrik.
Manfaat Komunitas
Penyimpanan energi dapat meningkatkan akses dan memberikan keuntungan bagi masyarakat berpenghasilan rendah yang terkena dampak polusi dan perubahan iklim secara tidak proporsional. Ini dapat menggantikan pembangkit listrik tenaga bahan bakar fosil – sering kali berlokasi di lingkungan rentan yang memperburuk masalah kualitas udara selama periode permintaan tinggi seperti gelombang panas.
Dengan penyimpanan baterai yang lebih murah dibandingkan turbin gas, transisi dari peaker akan semakin cepat.
Selain itu, penyimpanan energi membantu pelanggan menghindari harga puncak dengan mengurangi lonjakan permintaan yang serupa dengan lonjakan biaya rideshare selama liburan. Hal ini meningkatkan ketahanan masyarakat dengan memenuhi permintaan puncak tanpa membebani jaringan listrik atau menyebabkan lonjakan harga selama cuaca ekstrem.
Dengan mengintegrasikan energi terbarukan ke dalam jaringan mikro lokal atau pusat ketahanan, masyarakat mendapatkan pasokan energi cadangan selama bencana alam sekaligus mengurangi emisi gas rumah kaca dan ketergantungan pada bahan bakar fosil yang mencemari.
Kesimpulan
Banyak orang pertama kali menggunakan baterai saat berkendara RV atau berperahu, karena penyimpanan energi yang andal dan aman sangat penting untuk kenyamanan. Baterai menyimpan energi untuk diubah menjadi listrik, meningkatkan kehidupan kita dan memberikan kebebasan. Kekuatan ini identik dengan kebebasan itu sendiri.
