ذخیره انرژی در مقیاس شبکه: فناوری باتری به ذخیره سازی شبکه حیات می بخشد

• نویسنده:
• نام نویسنده

  آینده نگاری کوانتوم ران
• ممکن است 13، 2024

خلاصه بینش

ذخیره انرژی در مقیاس شبکه نحوه استفاده ما از انرژی های تجدیدپذیر را تغییر می دهد و ذخیره انرژی از منابعی مانند باد و خورشید را در مواقع ضروری ممکن می سازد. با استفاده از فناوری پیشرفته باتری، این رویکرد منبع انرژی قابل اعتمادتری نسبت به انرژی های تجدیدپذیر ارائه می دهد. این فناوری‌ها انرژی‌های تجدیدپذیر را قابل اطمینان‌تر و قابل دسترس‌تر می‌کنند و در نهایت منجر به تغییر در الگوهای مصرف انرژی، سیاست‌گذاری و سرمایه‌گذاری در بازار می‌شوند.

زمینه ذخیره انرژی در مقیاس شبکه

ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس شبکه می‌تواند برق تولید شده از منابع تجدیدپذیر را در زمان‌های اوج تولید ذخیره کند و زمانی که تقاضا زیاد است یا تولید کم است، آن را به شبکه برق تحویل دهد. حدود 12 درصد از تولید برق در مقیاس شهری ایالات متحده از باد و خورشید (طبق گزارش آژانس بین المللی انرژی) تامین می شود که به دلیل شرایط آب و هوایی متفاوت متناوب هستند. راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی برای افزایش قابلیت اطمینان این منابع تجدیدپذیر و سهم آنها در کربن زدایی شبکه برق ضروری است، اگرچه گزینه‌های مقرون‌به‌صرفه در مقیاس گریزان بوده است.

یکی از پیشرفت‌های قابل‌توجه، توسعه یک باتری با جریان ردوکس توسط محققان دانشگاه هاروارد است که از یک الکترولیت آبی و آلی استفاده می‌کند. این نوآوری از ترکیبات کینون یا هیدروکینون در الکترولیت استفاده می کند که مزایای بالقوه ای را در هزینه، ایمنی، پایداری و چگالی انرژی ارائه می دهد. Quino Energy، استارت‌آپی که برای تجاری‌سازی این فناوری تأسیس شده است، به دلیل وعده‌اش برای رسیدگی موثر به ماهیت پراکنده منابع انرژی تجدیدپذیر توجه را به خود جلب کرده است. این باتری جریانی، مدت زمان تخلیه 5 تا 20 ساعت را هدف قرار می دهد و آن را به عنوان یک جایگزین رقابتی برای باتری های لیتیوم یونی با مدت زمان کوتاه تر، به ویژه برای کاربردهای ذخیره سازی ثابت در مقیاس شبکه، قرار می دهد.

توسعه و تأثیر بالقوه فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس شبکه با حمایت وزارت انرژی ایالات متحده، که به Quino Energy 4.58 میلیون دلار دلار برای کمک به توسعه یک فرآیند سنتز مقیاس‌پذیر و مقرون‌به‌صرفه برای واکنش‌دهنده‌های باتری جریان اعطا کرد، بیشتر تأکید می‌شود. این بودجه بر یک ابتکار گسترده‌تر برای کاهش هزینه‌های ذخیره‌سازی انرژی طولانی مدت و در مقیاس شبکه تا 90 درصد در مقایسه با فن‌آوری‌های لیتیوم یون در دهه گذشته تاکید می‌کند. رویکرد Quino Energy می تواند نیاز به یک کارخانه شیمیایی سنتی را با اجازه دادن به باتری جریان برای سنتز واکنش دهنده های خود برطرف کند.

تاثیر مخرب

با توجه به اینکه سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی تامین پایدار برق از منابع تجدیدپذیر را تضمین می‌کنند، مصرف‌کنندگان ممکن است با کاهش اتکا به سوخت‌های فسیلی گران قیمت، در طول زمان شاهد کاهش هزینه‌های انرژی باشند. این تغییر همچنین پذیرش فن‌آوری‌های خانه هوشمند را تشویق می‌کند که استفاده از انرژی را بهینه می‌کند، هزینه‌های انرژی خانوار را بیشتر کاهش می‌دهد و پایداری زیست‌محیطی را افزایش می‌دهد. علاوه بر این، قابلیت اطمینان انرژی‌های تجدیدپذیر می‌تواند به فرصت‌های شغلی جدید در بخش‌های فناوری سبز و مدیریت انرژی منجر شود، زیرا تقاضا برای تخصص در این زمینه‌ها افزایش می‌یابد.

برای شرکت‌ها، گذار به سمت انرژی‌های تجدیدپذیر، که با راه‌حل‌های ذخیره‌سازی در مقیاس شبکه تقویت می‌شود، فرصتی دوگانه برای صرفه‌جویی در هزینه و مسئولیت شرکتی ارائه می‌دهد. کسب‌وکارهایی که ریزشبکه‌های خود را اداره می‌کنند می‌توانند کمتر به شبکه برق سنتی وابسته شوند که منجر به کاهش هزینه‌های عملیاتی و افزایش استقلال انرژی می‌شود. این روند همچنین می‌تواند شرکت‌ها را تحت تأثیر قرار دهد تا در زنجیره تامین خود تجدید نظر کنند و پایداری و انعطاف‌پذیری را در برابر اختلالات ناشی از آب و هوا در اولویت قرار دهند. علاوه بر این، شرکت‌هایی که در فناوری‌های انرژی‌های تجدیدپذیر سرمایه‌گذاری می‌کنند، ممکن است شهرت برند خود را افزایش دهند و مشتریان و سرمایه‌گذارانی را که برای نظارت بر محیط‌زیست ارزش قائل هستند، جذب کنند.

پذیرش فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس شبکه ممکن است نیازمند به‌روزرسانی سیاست‌های انرژی محلی و بین‌المللی برای حمایت از ادغام منابع انرژی تجدیدپذیر در شبکه ملی باشد. دولت ها ممکن است مشوق هایی برای تحقیق و توسعه ذخیره انرژی، تشویق نوآوری و کاهش هزینه ها ارائه دهند. در نهایت، قابلیت اطمینان و کارایی سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی تجدیدپذیر می‌تواند منجر به استقلال انرژی برای بسیاری از کشورها، کاهش نیاز به واردات انرژی و افزایش امنیت ملی شود.

مفاهیم ذخیره انرژی در مقیاس شبکه

پیامدهای گسترده‌تر ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس شبکه ممکن است شامل موارد زیر باشد: 

• کاهش هزینه های عملیاتی برای آب و برق به دلیل کاهش اتکا به نیروگاه های پیکتر که منجر به کاهش نرخ برق برای مصرف کنندگان می شود.
• افزایش سرمایه گذاری در پروژه های انرژی تجدیدپذیر به عنوان ذخیره سازی در مقیاس شبکه، پشتیبان قابل اعتمادی را فراهم می کند و بودجه خصوصی و عمومی بیشتری را جذب می کند.
• افزایش انعطاف‌پذیری شبکه در برابر بلایای طبیعی و اثرات تغییرات آب و هوایی، به حداقل رساندن قطع برق و بهبود واکنش‌های اضطراری.
• توانمندسازی مصرف‌کننده از طریق تولید غیرمتمرکز انرژی، به افراد این امکان را می‌دهد تا توان اضافی را به شبکه بفروشند و هزینه‌های برق خود را کاهش دهند.
• دولت‌ها در حال بازنگری در سیاست‌های انرژی برای گنجاندن قابلیت‌های ذخیره‌سازی هستند که منجر به اهداف سخت‌تر انرژی‌های تجدیدپذیر و مشوق‌هایی برای فناوری پاک می‌شود.
• توقف سریع نیروگاه های زغال سنگ و گاز، کاهش انتشار گازهای گلخانه ای و کمک به تلاش های جهانی برای مبارزه با تغییرات آب و هوایی.
• پتانسیل برای نوسان قیمت انرژی زیرا بازارها با افزایش ادغام منابع تجدیدپذیر سازگار می شوند و بر پویایی تجارت جهانی انرژی تأثیر می گذارد.
• نابرابری‌های توسعه شهری و روستایی به‌عنوان پروژه‌های ذخیره‌سازی در مقیاس شبکه، مکان‌هایی با فضای بیشتر و منابع تجدیدپذیر را ترجیح می‌دهند، که نیازمند مداخلات سیاسی برای تضمین دسترسی عادلانه به انرژی پاک است.

سوالاتی که باید در نظر گرفته شود

• چگونه زندگی روزمره شما با انرژی های تجدیدپذیر مقرون به صرفه تر و قابل اعتمادتر تغییر می کند؟
• چگونه دولت های محلی می توانند استقرار سیستم های ذخیره انرژی تجدیدپذیر را برای تضمین دسترسی عادلانه برای همه جوامع تسهیل کنند؟