Технологии хранения электричества, полученного от ВИЭ

Технологии получения электричества от ветра и солнца, постоянным снижением цены, атакуют энергетические рынки по всему миру. Возможность вырабатывать энергию с низкими или нулевыми предельными затратами меняет существующие бизнес-модели и усложняет жизнь производителям электроэнергии из ископаемого топлива. Чтобы обеспечить себе стабильный уровень дохода, им приходится лоббировать оплату за мощность, а не за количество выработанных киловатт-часов.

Эта последняя попытка выжить наверняка провалится, так как технологии накопления энергии готовы нанести последний удар – возможность накапливать и сохранять энергию в течение длительного времени.

Ключевая особен6ность накопителей — сохраняют энергию, когда потребление ниже, чем ее производство, и снабжают энергией, когда потребление выше, чем ее производство. Это обеспечивает энергетическую безопасность и готовность к чрезвычайным ситуациям, например, в случае аварии на электростанции; дает возможность балансировать нагрузки сети, где электричество генерируется, включая и возобновляемую энергию.

Системы хранения энергии полезны и для потребителей – благодаря им возможно поддерживать стабильные цены на электроэнергию в масштабе общей сети или обеспечить индивидуальную гибкость и независимость потребления при локальном хранении в домах.

Основные понятия

Учитывая цикличность генерации электроэнергии из возобновляемых источников крайне важно иметь устройства хранения энергии. ВИЭ способны производить энергию только тогда, когда для этого есть условия – дует ветер или светит солнце. И это может совпадать или не совпадать по времени с нуждами потребителей. При этом мы можем заранее предсказать, когда ВИЭ будут наиболее эффективно вырабатывать энергию: мы знаем, когда солнце встает и садится; мы можем получать довольно точный прогноз погоды; мы знаем, что зимой ветер сильнее, чем летом, что приливы меняются в зависимости от сезона и так далее.

Однако, чтобы полностью реализовать свой потенциал, такие источники энергии нуждаются в системах накопления. Если мы сможем накапливать и хранить долгое время энергию от ВИЭ, мы сможем компенсировать тот факт, что они не производят энергию постоянно с одинаковой мощностью или именно в те периоды, когда это нужно потребителям. Таким образом, это снизит потребность в работе угольных или газовых установок для компенсации пиковых нагрузок.

Проблема пикового спроса

Основная проблема электричества состоит в том, что его производство должно соответствовать потреблению, которое может быстро и сильно меняться. Системы хранения энергии могут помочь справиться с пиковыми часами потребления электроэнергии.

Общепризнанный классический пример – проблема британской национальной сети, связанная с потреблением чая. Рано утром, когда люди завтракают, энергосистема должна быть готова к тому, что целая нация одновременно включает электрочайники. Миллионы кипящих чайников создают нагрузку на сеть, и электростанциям надо поставить существенно больше электричества в течение этих нескольких часов, нежели это было необходимо всего пару часов назад.

Запас энергии в системах хранения облегчил бы обработку таких пиковых часов. Было бы возможно накапливать энергию не только от ВИЭ, но и от других источников в периоды, когда производство больше, чем потребление. Это позволило бы поддерживать стабильность производства даже во время пикового спроса, полагаясь на накопленную энергию для покрытия возросшего потребления в течение коротких периодов.

Энергетическая безопасность

Ни один источник энергии не гарантирует непрерывную постоянную работу. Зачастую «ненадежные» ВИЭ сравнивают с «надежными» угольными и атомными электростанциями, которые можно включать и выключать при необходимости. Но при этом не учитывается тот факт, что все электростанции время от времени нужно выводить из эксплуатации для технического обслуживания. Не всегда это можно спланировать заранее, поэтому централизованное производство электроэнергии не обеспечивает энергетическую безопасность на сто процентов.

Децентрализация производства, минимизация мощностей повысит энергетическую безопасность, поскольку выход из строя небольшой установки не окажет существенного влияния на работоспособность сети. Повышению энергетической безопасности способствует использование технологий хранения энергии.

Системы накопления энергии могут принимать различные формы. Разные технологии хранения электричества имеют свои сильные и слабые стороны, поэтому наиболее вероятным решением в будущем, скорее всего, будет их комбинация. К рассмотрению существующих альтернатив аккумулирования энергии мы вернемся в следующей статье.

Продолжение в следующем выпуске.

Использованы материалы источника

Спасибо за ваше внимание.smiley Если вам понравилось, пожалуйста, поделитесь с друзьями и в комментариях черкните пару слов своего мнения.