Czy można magazynować energię elektryczną? – TOP 3 sposoby

Kraje Unii Europejskiej rezygnuja z węgla
Kraje Unii Europejskiej rezygnują z węgla
8 września, 2020
3 sposoby, aby uzyskać więcej ogniw słonecznych na głównym bezpieczniku
3 sposoby, aby uzyskać więcej ogniw słonecznych na głównym bezpieczniku
11 września, 2020
Sposoby na magazynowanie energii

Pytanie, które często pojawia się, gdy mówimy o ogniwach słonecznych i innej odnawialnej energii elektrycznej, dotyczy tego, jak przechowywać energię elektryczną, gdy słońce nie świeci (lub gdy nie wieje wiatr). Tutaj omawiamy trzy najbardziej obiecujące sposoby magazynowania energii elektrycznej.

Baterie

Najczęstszym sposobem magazynowania energii elektrycznej jest użycie baterii. W przeszłości używaliśmy baterii tam, gdzie korzystanie z sieci elektrycznej było drogie lub niepraktyczne. Ale teraz, gdy istnieje możliwość zainstalowania ogniw słonecznych, coraz częściej instaluje się również baterie do przechowywania własnej produkcji energii słonecznej.

W kraju takim jak Szwecja, z długimi ciemnymi zimami, baterie są używane głównie do magazynowania energii elektrycznej od dnia, w którym świeci słońce, do wieczora, kiedy wracasz do domu z pracy i ponownie zaczynasz korzystać z energii elektrycznej. Ponieważ zima w Szwecji jest ciemna i długa, do przechowywania letniej produkcji w zimowych ciemnościach potrzeba by o wiele za dużo baterii . (Jednak w słonecznym kraju w pobliżu równika baterie i ogniwa słoneczne są w zasadzie wystarczające, aby stać się całkowicie samowystarczalnymi).

Oprócz wartości magazynowania energii słonecznej od momentu jej wyprodukowania do momentu jej wykorzystania, istnieją inne sposoby na zwiększenie wartości baterii. Przykładem jest „przecinanie wierzchołków”, czyli to, że akumulatory można ładować w momentach, gdy masz stosunkowo niskie zużycie energii elektrycznej, a następnie strzelać w poszukiwaniu prądu, gdy zużycie energii jest największe. W ten sposób można zmniejszyć rozmiar bezpiecznika, a tym samym koszt abonamentu na sieć elektryczną. Na przykład, jeśli zmniejszysz rozmiar swojego bezpiecznika z 20 A do 16 A za pomocą baterii jako „monitora mocy”, możesz często zaoszczędzić około 1000 złotych rocznie.

Wodór (w połączeniu z ogniwami paliwowymi)

Zanim pionierzy samochodów elektrycznych, na czele z Elonem Muskiem, odcisnęli swoje piętno na światowym systemie transportowym, wielu ludzi wierzyło w inny sposób jazdy samochodem: wodór. I podobnie jak akumulatory do samochodów elektrycznych, wodór może być sposobem „magazynowania” energii elektrycznej.

W drodze elektrolizy – procesu, w którym energia elektryczna jest wykorzystywana do rozszczepiania np. cząsteczek wody (!) – powstaje wodór. Wodór można przechowywać na kilka sposobów, np. w zbiorniku wodoru. Za pomocą tak zwanych ogniw paliwowych można następnie przekształcić wodór z powrotem w energię elektryczną. (Możesz również użyć silników spalinowych do wydobywania energii z wodoru, który może być odpowiedni do napędzania samochodów lub samolotów.)

W porównaniu z akumulatorami wodór ma tę zaletę, że z czasem można go magazynować w dużych ilościach, a w kraju takim jak Szwecja potencjalnym obszarem wykorzystania jest magazynowanie energii elektrycznej od słonecznego lata do ciemnej zimy. Wadą jest to, że najpierw potrzeba dużo energii do wytworzenia wodoru, a następnie do wytworzenia energii elektrycznej za pomocą ogniwa paliwowego: potrzeba około 3 kWh energii elektrycznej, aby wyprodukować 1 kWh energii elektrycznej zmagazynowanej w wodorze.

Ekscytującym aspektem związanym z wodorem jest to, że można to zrobić w domu: przykładem tego jest HansOlof Nilsson z Göteborga, który zainstalował elektrolizer, ogniwo paliwowe i zbiornik wodoru, aby móc przechowywać samodzielnie wyprodukowaną energię słoneczną od lata do zimy, aby stać się całkowicie samowystarczalnym. Obecnie ta alternatywa jest jednak droga, ale w przyszłości może stać się znacznie bardziej powszechna.

Zbiorniki wodne

Przechowywanie wody w dużych zbiornikach jest najpowszechniejszym i starodawnym sposobem magazynowania energii. Czy to brzmi znajomo? Zasada jest w dużej mierze identyczna jak w zwykłej elektrowni wodnej, w której woda przepływa przez turbinę pod wysokim ciśnieniem, aby uruchomić generator wytwarzający energię elektryczną. Różnica – aby móc mówić o magazynowaniu – polega na tym, że oprócz normalnych opadów i topnienia można również pompować wodę za pomocą energii elektrycznej. Sprawność takiego procesu wynosi około 75% po odjęciu strat w pompach, turbinach oraz tarcia w rurach, w których pompowana jest woda.

Oprócz stosunkowo wysokiej sprawności, kolejną zaletą jest to, że istnieje możliwość rozbudowy istniejących elektrowni wodnych tak, aby można było również pompować do nich wodę, co planuje się zrobić na dużą skalę w rzece Kolorado w USA .

Wykorzystanie sieci elektroenergetycznej jako „magazynu”

Tym, którzy kupują dziś ogniwa słoneczne, rzadko opłaca się przechowywać własną energię elektryczną. Najbardziej ekonomiczną alternatywą jest po prostu wykorzystanie sieci elektrycznej jako nieskończenie dużej baterii: kupowanie energii elektrycznej, kiedy jej potrzebujesz i sprzedaż energii elektrycznej, gdy masz nadwyżkę. (Wartość zużywanej energii elektrycznej jest w zasadzie taka sama, jak ta, którą otrzymujesz ze sprzedaży energii elektrycznej).

Wykorzystanie kilku z tych technologii do magazynowania energii elektrycznej będzie prawdopodobnie warunkiem wstępnym przejścia na coraz bardziej odnawialny system elektroenergetyczny, którego produkcja zmienia się w zależności od pogody i wiatru.