To już ostatni wpis blogowy w tym roku, ale nie martwcie się - mamy wiele niesamowitych rzeczy zaplanowanych na rok 2024! Jesteśmy podekscytowani tym, co przyniesie nam przyszłość i wiemy, że Wy również czekacie z niecierpliwością.
W naszym poprzednim wpisie podzieliliśmy się z Wami naszymi przewidywaniami dotyczącymi nowych rozwiązań w dziedzinie fotowoltaiki. Teraz chcielibyśmy przedstawić co będzie się działo z magazynami energii w 2024 roku.
Magazynowanie energii przechodzi szybką transformację, w związku z czym trwają badania nad opracowaniem wydajnych i trwałych rozwiązań. Jest kluczowym elementem przemysłu produkcyjnego, usługowego, energii odnawialnej i elektroniki mobilnej.
Obecnie sektor magazynowania energii koncentruje się na poprawie możliwości zużycia energii, aby zapewnić stabilną i ekonomiczną pracę systemu elektroenergetycznego. Ogólnie rzecz biorąc, trendy w rozwiązaniach w zakresie magazynowania energii można podzielić na trzy koncepcje:
- Odejście od tradycyjnych akumulatorów litowo-jonowych w kierunku innowacyjnych składów chemicznych akumulatorów, które zapewniają większą stabilność, gęstość i trwałość.
- Opracowywanie rozwiązań w zakresie magazynowania, które efektywnie przechowują sporadyczną energię odnawialną, a także skalują ją w celu zasilania dużych obszarów geograficznych.
- Przejście od scentralizowanego magazynowania energii do bardziej elastycznej i przenośnej rozproszonej formy magazynowania energii.
W dalszej części najciekawsze propozycje na 2024 rok:
1. Zaawansowane baterie litowo-jonowe
Baterie litowo-jonowe oferują takie zalety, jak przenośność, szybkie ładowanie, niskie koszty utrzymania i wszechstronność. Są jednak wyjątkowo łatwopalne, wrażliwe na wysokie temperatury, wymagają całkowitej ochrony przed przeładowaniem lub całkowitym rozładowaniem i ulegają starzeniu. Co więcej, wydobycie komponentów do produkcji akumulatorów ma ogromny wpływ na środowisko.
Dlatego naukowcy modyfikują akumulatory litowo-jonowe, aby zwiększyć ich wydajność i żywotność. Aby to osiągnąć, lżejsze i energochłonne materiały, takie jak litowo-polimerowy, litowo-powietrzny, litowo-tytanowy i litowo-siarkowy, zastępują tradycyjne elektrody litowo-kobaltowe.
2. Alternatywy dla baterii litowych
Baterie litowe nie są przyjazne dla środowiska i trudno nadążyć za rosnącym zapotrzebowaniem na lit. Ograniczenia te zachęcają firmy do poszukiwania alternatywnych materiałów na akumulatory, które zasilają akumulatory nowej generacji. Na przykład baterie cynkowo-powietrzne są realną alternatywą dla litu, biorąc pod uwagę obfite zasoby cynku, naturalną stabilność i niską toksyczność. Inną wydajną alternatywą są akumulatory sodowo-siarkowe. Baterie te charakteryzują się dłuższą żywotnością, większą liczbą cykli ładowania/rozładowania, dużą gęstością energii i są wykonane ze stosunkowo niedrogich materiałów. Inne obiecujące rodzaje akumulatorów to akumulatory z jonami glinu, akumulatory z jonami magnezu, akumulatory niklowo-cynkowe i akumulatory na bazie krzemu.
3. Urządzenia do magazynowania energii o krótkim czasie reakcji (SDES)
Urządzenia takie jak superkondensatory, koła zamachowe i nadprzewodzące magazyny magnetyczne istnieją od bardzo dawna. Obecne technologie akumulatorów wykorzystują swój potencjał, oferując wysoką gęstość mocy w krótszym czasie. Mimo, że szybko się rozładowują, poprawiają jakość i niezawodność sieci energetycznej w okresach przejściowych, takich jak zakłócenia w systemie, zmiany obciążenia i przełączanie linii.
Zapobiegają także załamaniom sieci elektroenergetycznych na skutek niestabilności napięcia. Co więcej, pojawiają się próbne integracje SDES z zastosowaniami ogniw paliwowych, aby usprawnić cykl ładowania i rozładowania pojazdów elektrycznych. Wiele miast podłącza również swoje systemy magazynowania energii do SDES jak również zauważyło poprawę ogólnych cyklów magazynowania energii i ładowania.
4. Bateryjne systemy magazynowania energii (BESS)
Chociaż technologie energii odnawialnej są bardziej wydajne i ekonomiczne niż kiedykolwiek wcześniej, mają one charakter wysoce nieciągły. Dlatego potrzebują rozwiązań uzupełniających, aby wypełnić luki w dostępności. Rozwiązania w zakresie długoterminowego magazynowania energii zapewniają, że energia odnawialna zdominuje rozbudowę elektrowni, ale także wyprzedzi tradycyjne źródła energii. W miarę przyłączania do sieci coraz większej liczby czystych źródeł energii infrastruktura elektroenergetyczna staje się lepiej dostosowana do sprostania zmieniającym się wymaganiom. Ryzyko zakłóceń również znacznie się zmniejsza. Co więcej, wielkoskalowe magazynowanie energii odnawialnej poprawia ogólną odporność systemów energetycznych i przyspiesza przejście na czystą energię.
5. Rozproszone systemy magazynów energii
Systemy wytwarzania i magazynowania energii tradycyjnie opierają się na scentralizowanej architekturze. Zwiększa to ryzyko awarii sieci w okresach wysokiego zapotrzebowania na energię, co może zakłócać łańcuch dostaw energii. Z kolei rozproszone systemy magazynowania radzą sobie z tym wyzwaniem, umożliwiając poszczególnym obiektom wytwarzanie energii na miejscu i zatrzymywanie jej na własne potrzeby. Producenci energii mają także możliwość sprzedaży nadwyżek energii do sieci. Rozproszone rozwiązania w zakresie magazynowania energii, takie jak pojazdy elektryczne, mikrosieci i wirtualne elektrownie (VPP), zapobiegają rozwojowi wytwarzania energii z węgla, ropy i gazu. Co więcej, umożliwiają one większe poleganie na odnawialnych źródłach energii poprzez integrację lokalnych rozwiązań w zakresie magazynowania energii, takich jak dachowe panele słoneczne i małe turbiny wiatrowe.
6. Magazynowanie wodoru
Wodór wykazuje najwyższą wartość opałową na masę ze wszystkich paliw chemicznych, a jednocześnie jest regeneracyjny i przyjazny dla środowiska. Jest magazynowany fizycznie w postaci gazu lub cieczy. Przechowywanie w postaci gazu zazwyczaj wymaga zbiorników wysokociśnieniowych, podczas gdy przechowywanie cieczy wymaga temperatur kriogenicznych. Aby oszczędnie magazynować wodór, projektuje się innowacyjne procesy i zbiorniki magazynujące. Jeśli chodzi o rodzaje magazynowania, ostatnie trendy wskazują na zwrot w kierunku adsorpcji wodoru na powierzchniach stałych oraz poprzez reakcje chemiczne. Zastosowania magazynowania wodoru sięgają od zastosowania w samochodach jako czystego paliwa po przenośne źródła zasilania budynków.
7. Magazynowanie energii jako usługa
Z instalacją infrastruktury magazynowania energii wiąże się kilka kosztów konfiguracji, a długoterminowa własność prowadzi do zablokowania kapitału. Magazynowanie energii jako usługa pozwala przedsiębiorstwom uzyskać niezawodne zasilanie przy zerowych inwestycjach i niskich kosztach wdrożenia. Umożliwia obiektom ocenę wartości rozwiązania w zakresie magazynowania energii. Podejście to zapewnia również maksymalną elastyczność w przypadku zmiany warunków rynkowych. Co więcej, magazynowanie energii jako usługa pomaga przedsiębiorstwom użyteczności publicznej w zarządzaniu ograniczeniami przesyłowymi, zarządzaniu sezonowym szczytowym zapotrzebowaniem i radzeniu sobie z awariami infrastruktury sieciowej. Co więcej, konsumenci w odległych lokalizacjach, w których połączenie z siecią jest słabe lub nie jest w ogóle możliwe, korzystają ze zwiększonej elastyczności i wydajności sieci.
I pewnie można byłoby jeszcze wymieniać kolejne... :-) na bieżąco będziemy Was informować o kolejnych rozwiązaniach.
