Stocarea energiei este vital pentru viața modernă, deoarece multe întreprinderi depind de baterii pentru unelte electrice, iluminat și echipamente la șantierele de muncă. Când energia de la mal nu este disponibilă, stocarea bateriei asigură operațiuni consistente în proiecte industriale și comerciale. Să explorăm cum funcționează acest lucru.
Ce este energia & Cum se depozitează?
Energia este capacitatea de a lucra și există sub două forme principale: energie cinetică și energie potențială.
De exemplu, o rocă care se rostogolește are energie cinetică din mișcarea sa, în timp ce o rocă de la marginea unui deal are energie potențială datorită capacității sale de a se rostogoli.
Energia electrică este considerată cinetică deoarece este întotdeauna în mișcare, dar poate fi transformată în alte forme de energie stocată.
În mod similar, apa din spatele unui baraj reprezintă energia gravitațională potențială stocată.
Puteți stoca energie electrică?
Nu, nu puteți stoca electricitate direct, dar poate fi transformată în forme stocabile. Această energie poate fi ulterior convertită înapoi în electricitate. Metodele de stocare a energiei electrice includ volante (mecanice), apă sau greutăți ridicate (gravitaționale), aer comprimat (potențial), condensatoare (încărcare electrică) și cele mai comune: baterii (chimice).
Ce este o baterie?
O baterie este un dispozitiv de stocare care transformă energia chimică în energie electrică. Conține una sau mai multe celule electrochimice în care reacțiile chimice creează un flux de electroni, furnizând curentul electric necesar pentru a efectua munca.
Bateriile funcționează ca pompe de electroni, având o latură pozitivă (catod), o parte negativă (anod) și un electrolit care reacționează chimic cu ele.
Deși acest proces este comun pentru toate bateriile, diferite tipuri stochează energia în moduri unice.
Tipuri comune de baterii & Cum stochează energia
Pentru uz industrial și comercial, există două tipuri principale de stocare a energiei bateriei reîncărcabile, care diferă ca performanță.
Baterii cu plumb-acid
Bateriile plumb-acid, vechi de peste 170 de ani, sunt unul dintre cele mai vechi tipuri de baterii reîncărcabile.
Fiecare baterie de 12 volți este formată din șase celule cu un amestec de acid sulfuric și apă, având un terminal pozitiv (catod) și un terminal negativ (anod).
Când este descărcat, acidul sulfuric se descompune în apă, eliberând electroni pentru generarea de energie electrică. Reacția chimică la placa negativă este: Pb(s) + HSO−4(aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2e−
În timpul reîncărcării, energia reconstruiește moleculele de acid pentru utilizare ulterioară.
Deși sunt fiabile și utilizate pe scară largă, bateriile plumb-acid au limitări; ciclurile repetate de descărcare-reîncărcare le pot scurta durata de viață din cauza degradării active a materialului.
Baterii litiu-ion
Mai devreme, am vorbit despre catozi și anozi în baterii. Ele pot stoca ioni de litiu, iar energia este stocată și eliberată pe măsură ce ionii se deplasează de la catod la anod prin electrolit.
Spre deosebire de bateriile plumb-acid care folosesc aceeași reacție chimică, bateriile cu litiu-ion vin în diferite chimii. The primele 6 tipuri includ Litiu Cobalt Oxid (LCO), Litiu Mangan Oxid (LMO), Litiu Nichel Mangan Cobalt Oxid (NMC), Litiu Nichel Cobalt Aluminiu Oxid (NCA), Litiu Titanat (LTO) și Litiu Fier Fosfat (LFP).
Bateriile cu litiu sunt dense energetic, mai mici, mai ușoare, se încarcă mai repede și au o durată de viață mai lungă în comparație cu bateriile cu plumb-acid.
Baterii cu litiu fosfat de fier sunt cunoscute în special pentru durata de viață lungă și toleranța la căldură, făcându-le mai sigure și mai durabile.
Beneficiile stocării energiei bateriei
Beneficiile unei rețele flexibile de energie curată
Implementarea stocării de energie se accelerează datorită capacității sale de a spori flexibilitatea rețelei, de a furniza servicii multiple și de a fi aplicate în diverse aplicații.
Sistemele de stocare pot fi integrate în rețeaua electrică – de la rețelele de transport la clădirile rezidențiale.
Sursele de energie regenerabilă, cum ar fi eolianul și solarul, au puteri variabile; astfel, tehnologiile de stocare pot stabiliza furnizarea de energie electrică prin potrivirea producției cu cererea.
Prin încărcarea în perioadele de generare în exces și descărcarea în timpul cererii de vârf, stocarea energiei maximizează utilizarea surselor regenerabile și minimizează deșeurile. Sistemele de baterii rezidențiale ajută utilitățile să satisfacă cererea clienților cu surse de alimentare variabile.
De asemenea, stocarea ajută la răspunsul la schimbările bruște ale nevoilor de energie electrică, asigurând stabilitatea rețelei mai rapid decât centralele electrice convenționale. Este deosebit de important pentru zonele rurale sau microrețele izolate care se bazează pe soluții energetice locale pentru a evita întreruperile.
Beneficii comunitare
Stocarea energiei poate îmbunătăți accesul și poate oferi avantaje comunităților cu venituri mici, afectate în mod disproporționat de poluare și de schimbările climatice. Poate înlocui centralele cu combustibili fosili – adesea situate în cartiere vulnerabile care exacerba problemele de calitate a aerului în perioadele cu cerere mare, cum ar fi valurile de căldură.
Întrucât stocarea bateriei este mai ieftină decât turbinele cu gaz, tranziția de la vârfuri se va accelera.
În plus, stocarea energiei îi ajută pe clienți să evite prețurile de vârf prin nivelarea creșterilor cererii similare cu creșterea costurilor de transport în comun în timpul sărbătorilor. Îmbunătățește rezistența comunității prin îndeplinirea cererilor de vârf fără a tensiona rețeaua sau a cauza creșteri ale prețurilor în condiții meteorologice extreme.
Prin integrarea energiei generate din surse regenerabile în microrețele localizate sau hub-uri de reziliență, comunitățile obțin aprovizionare cu energie de rezervă în timpul dezastrelor naturale reducând în același timp emisiile de gaze cu efect de seră și dependența de combustibilii fosili poluanți.
Concluzie
Mulți oameni folosesc mai întâi bateriile în RV sau în plimbare cu barca, unde stocarea fiabilă și sigură a energiei este esențială pentru confort. Bateriile stochează energie pentru conversia în electricitate, îmbunătățindu-ne viața și oferind libertate. Această putere este sinonimă cu libertatea însăși.
