Shranjevanje energije v baterijah je bistveno za trajnosten in odporen energetski sistem. Shranjuje električno energijo za poznejšo uporabo in podpira prehod s fosilnih goriv na obnovljive vire, kot sta veter in sonce.
Z zajemanjem obnovljive energije, ko je na voljo, in njenim razpošiljanjem po potrebi, shranjevanje baterije izboljša učinkovitost omrežja, zanesljivost in trajnost. Ta blog raziskuje, kako deluje shranjevanje energije iz baterije in kako je pomemben.
Kako deluje shranjevanje energije v bateriji
Baterija shranjuje električno energijo kot kemično energijo, ki se sprosti kot elektrika. Polnjenje pretvori električno v kemično energijo, praznjenje pa to obrne. Sistemi za shranjevanje energije iz baterij uporabljajo napredne kontrole za učinkovito upravljanje z energijo. Ključne komponente vključujejo baterijski sistem, pretvornik, sistem za upravljanje baterije, nadzor okolja, krmilnik in varnostno opremo, kot so sistemi za gašenje požara in senzorji.
Pomen shranjevanja energije v baterijah
Baterijski sistemi za shranjevanje energije (BESS) so pomembni v današnjem energetskem okolju, saj nudijo koristi potrošnikom in širšemu omrežju. Evo, zakaj so ključnega pomena:
Izboljšanje integracije obnovljivih virov energije
- Zmanjšanje prekinitev: BESS shrani odvečno energijo iz sonca in vetra med največjo proizvodnjo za uporabo, ko je povpraševanje veliko ali je proizvodnja obnovljivih virov nizka.
- Optimizacija delovanja omrežja: Pomagajo javnim podjetjem vzdrževati stabilno oskrbo z električno energijo z izravnavanjem nihanj v proizvodnji obnovljivih virov.
Izboljšanje zanesljivosti in odpornosti omrežja
- Rezervno napajanje: BESS zagotavlja varnostno kopiranje med izpadi, kar zagotavlja napajanje kritične infrastrukture.
- Regulacija frekvence: Hitro se odzivajo na spremembe frekvence omrežja in ohranjajo stabilnost.
Omogočanje elektrifikacije prometa in ogrevanja
- BESS podpira električna vozila s polnilno infrastrukturo in tehnologijami od vozila do omrežja (V2G).
- Pomagajo pri integraciji toplotnih črpalk v sistem za učinkovito ogrevanje in hlajenje.
Povečanje energetske neodvisnosti in varnosti
- S shranjevanjem obnovljive energije BESS zmanjšuje odvisnost od fosilnih goriv.
- Omogočajo skupnostim ustvarjanje in shranjevanje lastne energije, kar povečuje neodvisnost.
Vrste baterijskega shranjevanja energije
V sistemih za shranjevanje energije se uporablja več vrst baterij, od katerih ima vsaka svoje prednosti in slabosti:
Litij-ionske baterije
Glavne kemije v sistemih za shranjevanje energije so LFP (litijev železov fosfat) in NMC (litijev nikelj manganov kobaltov oksid). Litij-ionske baterije so najpogosteje uporabljen tip za shranjevanje energije zaradi več razlogov:
- visoko energijska gostota: Shranite veliko energije v kompaktni velikosti.
- dolgo življenje cikla: Lahko se večkrat napolni in izprazni, preden se zmogljivost zmanjša.
- Učinkovitost in stopnje polnjenja/praznjenja: Učinkovito polnjenje in praznjenje pri visokih hitrostih, zaradi česar so idealni za aplikacije, ki potrebujejo hitro shranjevanje ali sproščanje energije.
- Preizkušena tehnologija: Litij-ionska tehnologija je zrela in dobro razumljena, zaradi česar je varnejša izbira kot novejše, nepreverjene tehnologije.
Kljub temu se litij-ionske baterije soočajo z izzivi, kot je potreba po naprednih sistemih upravljanja za preprečevanje pregrevanja in ohranjanje zdravja. Izbrati je treba pravega dobavitelja za litij-ionsko shranjevanje energije.
Svinčeno-kislinske baterije
Svinčeve baterije so zrela tehnologija, ki se uporablja pri redkih aplikacijah kolesarjenja, kot je zagon avtomobilov ali zagotavljanje rezervnega napajanja v sili. So zanesljivi, cenovno dostopni in široko dostopni z visoko izhodno močjo.
Vendar imajo nižjo energijsko gostoto in krajšo življenjsko dobo kot litij-ionske baterije, zlasti pri globokem cikliranju.
Poleg tega zahtevajo redno vzdrževanje in lahko škodujejo okolju, če niso pravilno reciklirani.
Pretočne baterije
Pretočne baterije imajo številne prednosti:
- Dolga življenjska doba cikla: delujejo na tisoče ciklov z minimalno degradacijo, kar zmanjšuje potrebe po zamenjavi.
- Prilagodljivost: Enostavna prilagoditev za izpolnjevanje posebnih zahtev glede shranjevanja energije, zaradi česar so vsestranski.
Imajo pa tudi pomanjkljivosti:
- Nižja energijska gostota: pretočne baterije zahtevajo več prostora kot litij-ionske baterije za enako količino energije.
- Višji začetni stroški: Njihovi začetni stroški lahko presežejo stroške drugih baterijskih tehnologij.
Natrijeve-ionske baterije
Natrijeve ionske baterije ponujajo številne prednosti. Natrija je več in je cenejši od litija, ki se uporablja v litij-ionskih baterijah. Prav tako so manj nagnjeni k toplotni beg, skrb za varnost litij-ionskih baterij.
Kljub temu se natrijevo-ionske baterije soočajo tudi z izzivi, kot je nižja gostota energije, ki lahko zahteva večje pakete baterij za enako shranjevanje energije.
Poleg tega je ta tehnologija še v razvoju, njena dolgoročna učinkovitost in zanesljivost pa ostajata negotova.
Izbira prave baterije je odvisna od dejavnikov, kot so cena, energijska gostota, življenjska doba, varnost in zahteve glede uporabe. Z napredkom tehnologije bodo nove vrste baterij še povečale zmogljivosti shranjevanja energije.
Uporaba baterijskega shranjevanja energije
Baterijski sistemi za shranjevanje energije se uporabljajo v stanovanjskih, komercialnih in komunalnih aplikacijah, od katerih ima vsak svoje potrebe in zmogljivosti.
Stanovanjske aplikacije
Stanovanjski baterijski sistemi za shranjevanje energije (BESS) povečujejo energetsko neodvisnost in zmanjšujejo odvisnost od omrežja.
Običajno v razponu od 5 do 15 kWh, so pogosto združeni s strešnimi sončnimi kolektorji za shranjevanje odvečne energije, ustvarjene čez dan.
Lastniki stanovanj lahko uporabijo to shranjeno energijo med največjim povpraševanjem ali ponoči, kar prihrani stroške. BESS zagotavlja tudi rezervno napajanje med izpadi, kar zagotavlja zanesljivo gospodinjsko elektriko.
Komercialne aplikacije
Komercialni BESS ponuja številne ugodnosti za podjetja.
Ti sistemi z močjo od 30 kWh do 2000 kWh pomagajo zmanjšati stroške energije, izboljšati učinkovitost in povečati zanesljivost omrežja.
S shranjevanjem energije med urami izven obremenitve in njenim sproščanjem med največjim povpraševanjem podjetja znižujejo račune za elektriko in ogljični odtis.
Poleg tega BESS zagotavlja rezervno napajanje med izpadi, kar zmanjšuje motnje delovanja.
Uporabne aplikacije
BESS v uporabnem obsegu so nepogrešljivi za stabilizacijo omrežja in vključevanje obnovljive energije. Ti veliki sistemi, merjeni v megavatih (MW), ponujajo različne omrežne storitve, vključno z regulacijo frekvence, napetostno podporo, izravnavo obremenitve in energetsko arbitražo.
S shranjevanjem odvečne obnovljive energije v obdobjih visoke proizvodnje zagotavljajo zanesljivo in trajnostno oskrbo z električno energijo.
