Otkako se počela koristiti obnovljiva energija, jedan od velikih izazova je skladištenje proizvedene energije. Obnovljivi izvori energije, poput sunca ili vjetra, sposobni su generirati značajne količine električne energije, ali njihova isprekidanost i ovisnost o prirodnim uvjetima postavljaju problem kako tu energiju sačuvati za kasniju upotrebu. Danas znanost kontinuirano razvija nove tehnologije koje omogućuju sve učinkovitije sustave skladištenja, pridonoseći eksponencijalnom rastu ovih čistih izvora energije.
Kako se krećemo prema održivijem svijetu, neophodno je razumjeti kako funkcionira skladištenje obnovljive energije. U ovom ćemo članku analizirati vrste, razloge i prednosti povezane s tehnologijama za pohranu energije.
Što su sustavi za pohranu?
Sustavi za pohranu energije tehnološka su sredstva dizajnirana za očuvanje energije u njezinom proizvedenom obliku ili njezino pretvaranje u drugi oblik tako da bude dostupna kada je potrebna. Čest primjer u našem svakodnevnom životu su stanične baterije koje pohranjuju kemijsku energiju za kasniju upotrebu kao električnu energiju.
Glavni cilj ovih sustava je osigurati da se energija ne rasipa, čime se poboljšava energetska učinkovitost. Oni su vitalni i za potrošače i za elektroprivredne tvrtke jer je s njima zajamčena stabilna i kvalitetna opskrba energijom bez obzira na oscilacije u proizvodnji, posebice kod obnovljivih izvora energije. Od proizvodnih postrojenja do kućne upotrebe, skladištenje energije postaje temeljni stup koji osigurava dostupnost čiste i stalne energije u svakom trenutku.
Skladištenje energije također pomaže smanjiti potražnju za energijom tijekom vršnih razdoblja, učinkovitije uravnotežujući ponudu i potražnju električne energije.
Vrste sustava za pohranu
Ovisno o vašem kapacitetu pohrane i primjeni, postoje različite vrste sustava za pohranu. Među njima izdvajamo sljedeće:
- Skladištenje velikih razmjera: Koristi se u objektima gdje se kapacitet proizvodnje električne energije mjeri u gigavatima (GW). Tipičan primjer su hidroelektrane, gdje se energija vode skladišti i oslobađa prema potrebi, pokrećući protok vode za proizvodnju električne energije. Ova vrsta pohrane također se koristi u generacijskim i pomoćnim rezervnim sustavima.
- Skladištenje u električnim mrežama: Ovdje na scenu stupa pohranjivanje veličine megavata (MW), idealno za apsorpciju vršne proizvodnje i kompenzaciju isprekidanosti obnovljivih energija. Sastoje se od velikih baterija (kao što su litij-ionske), zamašnjaka i supravodiča. Mrežno skladištenje ključno je za solarnu energiju i energiju vjetra, gdje proizvodnja varira s atmosferskim uvjetima.
- Skladištenje krajnjeg potrošača: Odnosi se na manje sustave, s kapacitetom od kilovata (kW). Kućni korisnici mogu koristiti baterije za pohranu energije, primjerice u električnim vozilima, elektroničkim uređajima ili solarnim instalacijama koje omogućuju pohranu energije za korištenje noću ili za oblačnih dana. Vrlo jasan primjer su baterije koje se koriste u domovima sa solarnim pločama.
Razlozi za skladištenje energije
Skladištenje energije bitno je u svakom sustavu koji nastoji optimizirati korištenje obnovljive energije. Neki od glavnih razloga zašto je potrebno skladištiti energiju su:
- Poboljšava jamstvo i kvalitetu opskrbe električnom energijom. Skladištenje energije omogućuje potrošačima da je koriste tijekom razdoblja velike potražnje bez izravne ovisnosti o električnoj mreži.
- Povećava konkurentnost obnovljivih izvora energije na tržištu. Može pohraniti neograničenu, čistu i gotovo besplatnu energiju pruža važnu prednost u odnosu na neobnovljive izvore, dopuštajući njegovu upotrebu u bilo kojem trenutku.
- Olakšava razvoj pametnih električnih mreža, kao što su Pametna mreža. Ove mreže omogućuju potrošačima ne samo da koriste energiju, već je i proizvode i šalju višak natrag u mrežu u slučaju viškova.
Potražnja i skladištenje
Skladištenje energije postaje posebno važno jer se proizvodnja električne energije i njezina potrošnja ne događaju uvijek u isto vrijeme. Obnovljivi izvori energije, poput sunca i vjetra, ovise o prirodnim izvorima koji nisu uvijek stalni ili predvidljivi. Na primjer, solarni paneli proizvode električnu energiju samo danju., što bi moglo uzrokovati probleme u noćnom korištenju ako ne postoji odgovarajući sustav za pohranu.
Drugi primjer je energija vjetra. Čak iu područjima gdje vjetar redovito puše, njegov intenzitet može varirati. Stoga skladištenje može kompenzirati manjak proizvodnje u vrijeme slabog vjetra i jamčiti nesmetanu opskrbu.
Dakle, sustavi za pohranu postali su ključni saveznici uravnotežiti ponudu i potražnju energije, omogućujući nastavak korištenja obnovljive energije.
Prednosti i napredak u sustavima skladištenja
Iako skladištenje energije nije nova tehnologija (olovne baterije i drugi sustavi postoje već više od 100 godina), nedavni napredak u znanosti i tehnologiji uvelike je poboljšao njihovu učinkovitost i nastavlja transformirati energetski sektor. Tehnologije koje su prije predstavljale probleme s troškovima i učinkovitošću postaju sve raznovrsnije i smanjuju svoje troškove, čineći ih dostupnijima.
litij-ionska baterija To je trenutno jedna od tehnologija pohrane koja najviše obećava. Njegova visoka učinkovitost, mala težina i veliki kapacitet čine ga omiljenim za primjenu u obnovljivim izvorima energije i električnim vozilima. Međutim, njegovo određivanje cijena ostaje izazov, ali očekuje se da će ga ekonomija razmjera smanjiti u nadolazećim godinama.
Tehnologije kao što su vanadijeve protočne redoks baterije, koje nude prednosti u smislu sigurnosti i mogućnosti recikliranja, te hidraulički pumpni sustavi, koji mogu pohraniti energiju u obliku vode, također dobivaju na važnosti. U tim se slučajevima voda skladišti u rezervoarima na velikoj nadmorskoj visini, a zatim ispušta za proizvodnju električne energije kada je to potrebno.
Drugi sustav u nastajanju je pohranjivanje energije rastaljene sobe, koji se koristi u solarnim toplinskim postrojenjima, što omogućuje pohranjivanje toplinske energije za pretvaranje u električnu energiju u vrijeme niske solarne proizvodnje.
Budućnost skladištenja energije
Strategija skladištenja energije odobrena 2022. u Španjolskoj predviđa da će do 2030. biti dostupan skladišni kapacitet od 20 GW, a do 30 GW do 2050. Ovim planom nastoji se unaprijediti energetska tranzicija i smanjiti ovisnost o fosilnim gorivima, promičući više učinkovito korištenje obnovljivih izvora energije.
Razvoj i poboljšanje sustava skladištenja i dalje će biti ključni za jamčenje stabilne i održive opskrbe električnom energijom. Tehnologije poput zelenog vodika, također poznate kao gorivo budućnosti, omogućuju pohranjivanje velikih količina energije na dulja razdoblja, što je ograničenje trenutnih litijevih baterija.
Tržišta pohrane energije brzo napreduju i očekuje se da će igrati ključnu ulogu u dekarbonizaciji mreža i prijelazu na čišći, sigurniji elektroenergetski sustav.
Skladištenje energije ne samo da jamči sigurnost opskrbe, već također potiče stvaranje novih poslovnih modela i mogućnosti za proizvođače i potrošače energije.
Ukratko, sustavi za pohranu energije ključni su za postizanje maksimalnog potencijala obnovljivih izvora energije, pružajući fleksibilnost i stabilnost električnom sustavu. Zahvaljujući ovom napretku, približavamo se čišćoj i održivijoj budućnosti.