Dobre, tak som sa v poslednej dobe hrabal v celej tej veci s ukladaním energie a úprimne? Je to oveľa zaujímavejšie, ako som čakal. Začalo to preto, že môj sused dostal solárne panely a sťažoval sa, že sú v noci v podstate zbytočné (huh), ale prinútilo ma to premýšľať o tom,úložisko batérieuhol.
Za všetkým stojí základná fyzika
Tu je vec - a pravdepodobne to príliš zjednodušujem, ale čokoľvek - ukladanie energie v skutočnosti nevytvára energiu zo vzduchu. Je to len... premiešava sa. Prvý zákon termodynamiky, však? Energia nemôže byť vytvorená alebo zničená, len premenená z jednej formy na druhú. Takže keď hovoríme o „ukladaní“ energie, v skutočnosti hovoríme o jej premene na niečo, čoho sa môžeme na chvíľu držať.
Pamätám si, ako to môj profesor fyziky vysvetľoval pomocou ΔU=Q + W (kde Q je teplo prenesené do systému a W je práca vykonaná na ňom). Vtedy sa to zdalo zbytočné, ale teraz to dáva zmysel. Váš batériový systém nie je magický -, berie elektrickú energiu a premieňa ju na chemickú energiu alebo kinetickú energiu zotrvačníka alebo čokoľvek iné. Potom, keď to budete potrebovať späť, bum, otočte proces.
Skladovanie batérie je pravdepodobne najbežnejším príkladom, ktorý si ľudia myslia. Chemická energia tam sedí a čaká. Keď potrebujete elektrinu, chémia sa obráti a vyjde vaša sila. Docela jednoduché, okrem prípadov, keď to tak nie je (viac o tom neskôr, pretože chémia batérie je DIVNÁ).
Prečo na tom záleží viac, ako si myslíte
Takže obnoviteľná energia - vietor, slnko, morské prúdy, všetky tieto veci. Sú pekelne nespoľahliví. Chcem povedať, že som za zelenú energiu, ale povedzme si úprimne: slnko sa nestará o hodiny maximálnej spotreby a vietor fúka, keď chce. Toto je miesto, kde-veľké úložisko energie úplne mení hru.
Bez skladovania v podstate míňate energiu v čase mimo-špičky alebo pri vysokej produkcii. S úložiskom? Všetko vyhladzujete, vďaka čomu sú tieto temperamentné zdroje energie skutočne životaschopné pre rozvodnú sieť.
Časť peňazí (pretože samozrejme)
Tu to začína byť zaujímavé pre bežných ľudí. Viete, ako stojí elektrina v rôznych časoch rôzne sumy? Ceny v údolí verzus špičkové ceny? Úložné systémy vám umožňujú hrať tento systém. Nabíjajte, keď je elektrina lacná (zvyčajne cez noc), a potom použite túto uloženú energiu počas drahých denných hodín.
Hľadal som to pre svoje miesto a úspory nákladov sú... no, ešte nie sú revolučné, ale dosahujú. Komerčné budovy to už robia agresívne. Môj priateľ pracuje vo výškovej-poschodovej budove v centre mesta a očividne celá ich budova sa v noci účtuje a jazdí cez drahé popoludňajšie hodiny. Fazuľové pulty to milujú.
Ide o to, že technológia ukladania sa nakoniec stane štandardom. Nielen pre firmy - aj pre domácnosti. Ide len o to, kedy sa ekonomika úplne prevráti.
Núdzové zálohovanie (ale nie ako generátor vášho starého otca)
Tu je niečo, o čom som naozaj neuvažoval, kým som sa hlbšie nezaoberal: tieto systémy fungujú počas výpadkov. Na rozdiel od toho dieselového generátora, ktorý sedí vo vašom suteréne, ktorý spustíte raz za rok (možno), batériové skladovacie systémy sú aktívnymi účastníkmi vášho energetického systému po celú dobu.
Počas bežných operácií robia svoju arbitrážnu vec - v podstate kupujú nízko a predávajú draho. Ale keď mriežka klesne, okamžite sa nakopnú. Žiadne oneskorenie štartu, žiadne tápanie v tme a hľadanie spínača generátora. A nespaľujete fosílne palivá, len sedíte a čakáte, kým energetická spoločnosť opraví ich vedenie.
Moja oblasť mala minulý rok tri výpadky (zrejme sieťová infraštruktúra starne, kto vedel?), a zakaždým som premýšľal o tom, aké by bolo pekné mať úložisko online. Netflix sa nepozerá sám, viete?
Väčší obraz veci
Koncepcia skladovania energie je kľúčová pre celý prechod na inteligentnú sieť. Nemôžete mať distribuovanú výrobu, mikrosiete, elektrické vozidlá štartujúce všade bez robustného úložiska. Technológia je základným kameňom - odneste ju a celá vízia sa rozpadá.
Ale tu je to, čo ma trápi: každý hovorí o úložisku, ako keby to bol vyriešený problém. "Stačí pridať batérie!" Áno, určite. Okrem toho, že degradácia batérie je skutočná, dodávateľské reťazce pre materiály sú prinajlepšom sporné a straty účinnosti počas cyklov nabíjania/vybíjania sa sčítavajú.
Termodynamická účinnosť je jedna vec na papieri. Skutočný-výkon s teplotnými výkyvmi, nabíjacími-cyklami vybíjania, požiadavkami na údržbu? Tam sa veci zamotajú. Videl som tvrdenia o 85-95% spiatočnej-účinnosti lítium-iónových systémov, ale to sú laboratórne podmienky. Dajte ten systém do texaského leta alebo zimy v Minnesote a povedzte mi, ako funguje po piatich rokoch.
Naozaj to však funguje?
Vráťme sa k pôvodnej otázke - áno, systémy na ukladanie energie batérie fungujú. Ale „práca“ tam robí nejakú ťažkú prácu. Fungujú v tom zmysle, že ukladajú a uvoľňujú energiu. Pracujú na tom, aby boli obnoviteľné zdroje praktickejšie. Pracujú pri poskytovaní záložnej energie a vyrovnávaní výkyvov siete.
Fungujú ako kompletné riešenie všetkých našich energetických problémov? Ani zďaleka. Zlepšujú sa každým rokom? Absolútne. Technológia sa zlepšuje, náklady klesajú a skutočné-inštalácie dokazujú túto koncepciu vo veľkom rozsahu.
Myslím, že zaujímavejšia otázka nie je, či fungujú, ale ako skoro budú fungovať dostatočne dobre a lacno, aby ich mal každý. Pretože fyzika je správna, inžinierstvo je spoľahlivé a ekonomické stimuly sú v súlade. Je len otázkou času, kedy bude akumulácia energie taká bežná, ako keď máte v pivnici ohrievač vody.
Aj keď úprimne, stále som na plote, aby som stlačil spúšť vlastného domu. Obdobie návratnosti je na môj vkus stále trochu dlhé a k čomukoľvek prvej-generácii mám zo svojej podstaty podozrenie. Možno o dva roky, keď príde na trh ďalšia generácia...