Гаразд, я останнім часом копався у всій цій справі про зберігання енергії, і, чесно кажучи? Це набагато цікавіше, ніж я очікував. Почалося тому, що мій сусід отримав сонячні батареї та скаржився на те, що вони практично марні вночі (ага), але це змусило мене задуматися про всезберігання акумуляторакут.
Бази фізики за всім цим
Ось що -, і я, мабуть, занадто спрощую, але будь-яке - зберігання енергії насправді не створює енергію з повітря. Це просто... перемішується. Перший закон термодинаміки, правда? Енергія не може бути створена або знищена, вона просто перетворюється з однієї форми в іншу. Отже, коли ми говоримо про «зберігання» енергії, ми насправді говоримо про перетворення її на те, що ми можемо деякий час утримувати.
Я пам’ятаю, як мій професор фізики пояснював це за допомогою ΔU=Q + W (де Q — це тепло, що передається системі, а W — робота, виконана над нею). Тоді це здавалося безглуздим, але зараз це насправді має сенс. Ваша акумуляторна система не магічна - вона бере електричну енергію та перетворює її на хімічну енергію, чи кінетичну енергію в маховику, чи щось інше. Потім, коли вам це потрібно повернути, бум, зверніть процес.
Зберігання батареї, мабуть, найпоширеніший приклад, про який люди думають. Хімічна енергія сидить там і чекає. Коли вам потрібна електрика, хімія перевертається, і виходить ваша сила. Досить просто, за винятком випадків, коли це не так (детальніше про це пізніше, тому що хімічний склад батареї стає ДИВНИМ).
Чому це важливіше, ніж ви думаєте
Тож відновлювана енергія - вітер, сонце, океанські течії тощо. Вони ненадійні, як біс. Я маю на увазі, що я повністю за екологічну енергію, але давайте будемо чесними: сонце не дбає про ваші години пікового використання, і вітер дме, коли йому хочеться. Саме тут велико{4}}сховище енергії повністю змінює гру.
Без накопичувача ви, в основному, витрачаєте енергію в періоди-пік або коли виробництво високе. Зі сховищем? Ви згладжуєте все, роблячи ці темпераментні джерела енергії дійсно життєздатними для мережі.
Грошова частина (бо звичайно)
Тут стає цікаво звичайним людям. Ви знаєте, що електроенергія коштує різну суму в різний час? Ціни в долині проти цін на піку? Системи зберігання дозволяють грати в цю систему. Заряджайтеся, коли електрика дешева (зазвичай протягом ночі), а потім використовуйте цю накопичену енергію протягом дорогих денних годин.
Я шукав це для свого власного помешкання, і економія коштів... ну, вона ще не революційна, але вона досягає результату. Комерційні будівлі вже роблять це агресивно. Мій друг працює у багатоповерхівці в центрі-міста, і, мабуть, уся їхня будівля заряджається вночі, а вдень працює дорого. Прилавки бобів це люблять.
Справа в тому, що технологія зберігання з часом стане стандартною. Не лише для бізнесу - також для дому. Це лише питання того, коли економіка повністю перевернеться.
Аварійне резервне копіювання (але не як генератор вашого дідуся)
Ось те, про що я насправді не думав, поки не копнув глибше: ці системи працюють під час відключень. На відміну від того дизельного генератора, що стоїть у вашому підвалі, який ви запалюєте раз на рік (можливо), системи зберігання акумуляторів є активними учасниками вашої енергетичної системи ВЕСЬ час.
Під час звичайної роботи вони займаються арбітражем -, по суті, купуючи дешево, продаючи дорого. Але коли сітка падає, вони починають негайно. Жодної затримки запуску, ніякого носіння в темряві в пошуках вимикача генератора. І ви не спалюєте викопне паливо, просто сидячи там і чекаючи, поки енергетична компанія відремонтує свої лінії.
Минулого року в моєму районі було три відключення електроенергії (вочевидь, мережева інфраструктура старіє, хто знав?), і кожного разу я думав про те, як добре було б мати онлайн-сховище. Netflix сам себе не дивиться, розумієте?
Більше зображення
Зберігання енергії як концепція має вирішальне значення для переходу до інтелектуальної мережі. Ви не можете мати розподілену генерацію, мікромережі, електромобілі, що злітають всюди без надійного сховища. Технологія є наріжним каменем - заберіть її, і все бачення розпадеться.
Але ось що мене непокоїть: усі говорять про сховище, наче це вирішена проблема. "Просто додайте батарейки!" Так, звичайно. За винятком реального погіршення якості батареї, ланцюги постачання матеріалів у кращому випадку сумнівні, а втрати ефективності під час циклів заряджання/розряджання накопичуються.
Термодинамічна ефективність — це одне на папері. Реальна-продуктивність із коливаннями температури, циклами заряду-розряду, вимогами до обслуговування? Ось де все стає безладним. Я бачив заяви про 85-95%-ефективності для літій-іонних систем, але це лабораторні умови. Помістіть цю систему влітку в Техасі чи взимку в Міннесоті та скажіть мені, як вона працює через п’ять років.
Чи насправді це працює?
Повертаючись до початкового запитання - так, системи накопичення енергії працюють. Але «робота» — це важка робота. Вони працюють у тому сенсі, що накопичують і вивільняють енергію. Вони працюють над тим, щоб зробити відновлювані джерела енергії більш практичними. Вони забезпечують резервне живлення та згладжують коливання мережі.
Чи працюють вони як повне вирішення всіх наших енергетичних проблем? Навіть близько. Вони стають кращими з кожним роком? Абсолютно. Технологія вдосконалюється, витрати падають, а-встановлення в реальному світі підтверджують цю концепцію в масштабі.
Я вважаю, що більш цікаве питання полягає не в тому, чи вони працюють, а в тому, як скоро вони будуть працювати достатньо добре і досить дешево, щоб кожен мав один. Оскільки фізика надійна, інженерія міцна, а економічні стимули вирівнюються. Це лише питання часу, коли зберігання енергії стане таким же звичайним, як водонагрівач у вашому підвалі.
Хоча, чесно кажучи, я все ще сумніваюся в тому, щоб натиснути на курок для власного будинку. Період окупності все ще задовгий, як на мій смак, і я за своєю природою підозріло ставлюся до всього першого-покоління. Можливо, через два роки, коли наступне покоління вийде на ринок...