Odkar se uporabljajo obnovljivi viri energije, je eden od velikih izzivov shranjevanje proizvedene energije. Obnovljivi viri energije, kot sta sonce ali veter, lahko proizvedejo znatne količine električne energije, vendar njihova prekinitev in odvisnost od naravnih pogojev postavljata problem, kako to energijo ohraniti za kasnejšo uporabo. Danes znanost nenehno razvija nove tehnologije, ki omogočajo vse bolj učinkovite sisteme za shranjevanje, kar prispeva k eksponentni rasti teh čistih virov energije.
Ko se premikamo proti bolj trajnostnemu svetu, je razumevanje, kako deluje shranjevanje obnovljive energije, bistveno. V tem članku bomo razčlenili vrste, razloge in prednosti, povezane s tehnologijami za shranjevanje energije.
Kaj so sistemi za shranjevanje?
Sistemi za shranjevanje energije so tehnološka sredstva, namenjena ohranjanju energije v njeni proizvedeni obliki ali pretvorbi v drugo obliko, tako da je na voljo, ko je potrebna. Pogost primer v našem vsakdanjem življenju so celične baterije, ki shranjujejo kemično energijo za kasnejšo uporabo kot električna energija.
Glavni cilj teh sistemov je zagotoviti, da se energija ne zapravlja, s čimer se izboljša energetska učinkovitost. Bistvenega pomena so tako za potrošnike kot za elektroenergetska podjetja saj je z njimi zagotovljena stabilna in kakovostna oskrba z energijo ne glede na nihanje proizvodnje, še posebej pri obnovljivih virih energije. Od proizvodnih obratov do domače uporabe postaja shranjevanje energije temeljni steber za zagotavljanje vedno čiste in stalne energije.
Shranjevanje energije pomaga tudi pri zmanjševanju povpraševanja po energiji v obdobjih konic, s čimer učinkoviteje uravnava dobavo in povpraševanje po elektriki.
Vrste skladiščnih sistemov
Obstajajo različne vrste sistemov za shranjevanje, odvisno od vaše zmogljivosti shranjevanja in uporabe. Med njimi izpostavljamo naslednje:
- Skladiščenje velikega obsega: Uporablja se v objektih, kjer se zmogljivost proizvodnje električne energije meri v gigavatih (GW). Tipičen primer so hidroelektrarne, kjer se vodna energija shranjuje in sprošča po potrebi ter poganja tok vode za proizvodnjo električne energije. Ta vrsta pomnilnika se uporablja tudi v generacijskih in pomožnih varnostnih sistemih.
- Shranjevanje v električnih omrežjih: Tu pride na vrsto shranjevanje v megavatnem (MW) obsegu, idealno za absorpcijo konic proizvodnje in kompenzacijo prekinitev obnovljivih virov energije. Sestavljeni so iz velikih baterij (kot so litij-ionske), vztrajnikov in superprevodnikov. Shranjevanje v omrežju je ključnega pomena pri sončni in vetrni energiji, kjer proizvodnja niha glede na atmosferske razmere.
- Shranjevanje končnega potrošnika: Nanaša se na manjše sisteme s kilovatno (kW) zmogljivostjo. Domači uporabniki lahko uporabljajo baterije za shranjevanje energije, na primer v električnih vozilih, elektronskih napravah ali solarnih napravah, ki omogočajo shranjevanje energije za uporabo ponoči ali v oblačnih dneh. Zelo jasen primer so baterije, ki se uporabljajo v domovih s sončnimi kolektorji.
Razlogi za shranjevanje energije
Shranjevanje energije je nujno v vsakem sistemu, ki želi optimizirati uporabo obnovljive energije. Nekateri glavni razlogi, zakaj je potrebno shranjevati energijo, so:
- Izboljša garancijo in kakovost električne oskrbe. Shranjena energija omogoča potrošnikom, da jo uporabljajo v obdobjih velikega povpraševanja, ne da bi bili neposredno odvisni od električnega omrežja.
- Povečuje konkurenčnost obnovljivih virov energije na trgu. Lahko shranite neomejeno, čisto in skoraj brezplačno energijo predstavlja pomembno prednost pred neobnovljivimi viri, saj omogoča uporabo kadarkoli.
- Omogoča razvoj pametnih električnih omrežij, kot npr SmartGrid. Ta omrežja omogočajo odjemalcem, da energijo ne samo porabijo, temveč jo tudi proizvedejo in v primeru presežkov pošljejo presežek nazaj v omrežje.
Povpraševanje in skladiščenje
Shranjevanje energije postane še posebej pomembno, ker proizvodnja električne energije in njena poraba ne potekata vedno istočasno. Obnovljivi viri energije, kot sta sonce in veter, so odvisni od naravnih virov, ki niso vedno stalni ali predvidljivi. Sončne celice na primer proizvajajo elektriko samo podnevi., kar bi lahko povzročilo težave pri nočni uporabi, če ni ustreznega sistema za shranjevanje.
Drug primer je vetrna energija. Tudi na območjih, kjer veter piha redno, se lahko njegova jakost spreminja. Tako lahko skladiščenje nadomesti pomanjkanje proizvodnje v času šibkega vetra in zagotovi nemoteno oskrbo.
Tako sistemi za shranjevanje so postali ključni zavezniki uravnotežiti ponudbo in povpraševanje po energiji, kar bo omogočilo nadaljnjo uporabo obnovljive energije.
Prednosti in napredek sistemov za shranjevanje
Čeprav shranjevanje energije ni nova tehnologija (svinčeve baterije in drugi sistemi obstajajo že več kot 100 let), je nedavni napredek v znanosti in tehnologiji močno izboljšal njegovo učinkovitost in še naprej spreminja energetski sektor. Tehnologije, ki so prej predstavljale težave s stroški in učinkovitostjo, postajajo vedno bolj vsestranske in zmanjšujejo svoje stroške, zaradi česar so bolj dostopne.
litij-ionska baterija Trenutno je ena najbolj obetavnih tehnologij za shranjevanje. Zaradi visoke učinkovitosti, nizke teže in velike zmogljivosti je priljubljen tako pri uporabi obnovljivih virov energije kot pri električnih vozilih. Kljub temu njegovo določanje cen ostaja izziv, vendar se pričakuje, da bo ekonomija obsega to zmanjšala v prihodnjih letih.
Tehnologije, kot so vanadijeve pretočne redoks baterije, ki ponujajo prednosti v smislu varnosti in možnosti recikliranja, ter hidravlični črpalni sistemi, ki lahko shranjujejo energijo v obliki vode, prav tako pridobivajo na pomenu. V teh primerih je voda shranjena v rezervoarjih na visoki nadmorski višini in nato sproščena za proizvodnjo električne energije, ko je to potrebno.
Drug nastajajoči sistem je shranjevanje energije staljene sobe, ki se uporablja v solarnih termoelektrarnah, ki omogoča shranjevanje toplotne energije za pretvorbo v električno energijo v času nizke proizvodnje sonca.
Prihodnost shranjevanja energije
Strategija shranjevanja energije, odobrena leta 2022 v Španiji, predvideva, da bo do leta 2030 na voljo zmogljivost shranjevanja 20 GW in do leta 30 do 2050 GW. Ta načrt želi pospešiti energetski prehod in zmanjšati odvisnost od fosilnih goriv ter spodbujati več učinkovito rabo obnovljivih virov energije.
Razvoj in izboljšanje sistemov za shranjevanje bosta še naprej ključna za zagotavljanje stabilne in trajnostne oskrbe z električno energijo. Tehnologije, kot je zeleni vodik, znan tudi kot gorivo prihodnosti, omogočajo shranjevanje velikih količin energije za daljša obdobja, kar je omejitev trenutnih litijevih baterij.
Trgi za shranjevanje energije hitro napredujejo in pričakuje se, da bodo imeli ključno vlogo pri razogljičenju omrežij in prehodu na čistejši in varnejši elektroenergetski sistem.
Shranjevanje energije ne zagotavlja le zanesljive oskrbe, ampak tudi spodbuja ustvarjanje novih poslovnih modelov in priložnosti za proizvajalce in porabnike energije.
Skratka, sistemi za shranjevanje energije so ključ do obnovljivih virov energije, da dosežejo svoj največji potencial, saj zagotavljajo fleksibilnost in stabilnost električnega sistema. Zahvaljujoč tem napredkom smo vse bližje čistejši in bolj trajnostni prihodnosti.