Okei, olen siis kaivanut tätä energian varastointijuttua viime aikoina, ja rehellisesti? Se on paljon mielenkiintoisempaa kuin odotin. Alkoi siitä, että naapurini hankki aurinkopaneeleja ja valitti, että ne ovat periaatteessa hyödyttömiä yöllä (duh), mutta se sai minut ajattelemaan koko asiaaakun säilytyskulma.
Perusfysiikka kaiken takana
Tässä on asia -, ja luultavasti yksinkertaistan liikaa, mutta mikä tahansa - energian varastointi ei itse asiassa luo energiaa tyhjästä. Se vain... sekoittaa sitä. Termodynamiikan ensimmäinen laki, eikö niin? Energiaa ei voida luoda tai tuhota, se vain muunnetaan muodosta toiseen. Joten kun puhumme energian "varastuttamisesta", puhumme todella sen muuntamisesta joksikin, josta voimme pitää kiinni hetken.
Muistan fysiikan professorin selittävän tämän lauseella ΔU=Q + W (jossa Q on järjestelmään siirtynyt lämpö ja W sille tehty työ). Se tuntui silloin turhalta, mutta nyt se on todella järkevää. Akkujärjestelmäsi ei ole taikuutta -, se ottaa sähköenergiaa ja muuttaa sen kemialliseksi energiaksi tai kineettiseksi energiaksi vauhtipyörässä tai mitä tahansa. Sitten kun tarvitset sen takaisin, puomi, käännä prosessi.
Akun varastointi on luultavasti yleisin esimerkki, jonka ihmiset ajattelevat. Kemiallinen energia istuu siellä odottamassa. Kun tarvitset sähköä, kemia kääntyy ja voimasi tulee ulos. Melko yksinkertaista, paitsi silloin, kun se ei ole (sitä lisää myöhemmin, koska akun kemiasta tulee ODOTA).
Miksi tällä on enemmän merkitystä kuin uskotkaan
Uusiutuva energia - tuuli, aurinko, merivirrat ja kaikki muu. He ovat helvetin epäluotettavia. Tarkoitan, olen täysin vihreän energian puolesta, mutta ollaan rehellisiä: aurinko ei välitä huippukäyttöajasta, ja tuuli puhaltaa milloin haluaa. Tässä suuri-energian varastointi muuttaa pelin täysin.
Ilman varastointia hukkaat energiaa periaatteessa ruuhka-aikoina{0}}tai kun tuotanto on korkea. Tallennustilan kanssa? Tasoittelet kaiken ja teet näistä temperamenttisista energialähteistä itse asiassa elinkelpoisia verkkoon.
Raha-osa (koska tietysti)
Täällä se kiinnostaa tavallisia ihmisiä. Tiedätkö kuinka sähkö maksaa eri summat eri aikoina? Laakson hinnoittelu vs. huippuhinnoittelu? Tallennusjärjestelmien avulla voit pelata tätä järjestelmää. Lataa, kun sähkö on halpaa (yleensä yön yli), ja käytä sitten varastoitua virtaa kalliina päiväsaikaan.
Olen tutkinut tätä omassa paikassani, ja kustannussäästöt ovat... no, ne eivät ole vielä vallankumouksellisia, mutta ne ovat tulossa perille. Liikerakennukset tekevät tämän jo aggressiivisesti. Ystäväni työskentelee korkeassa-keskustassa, ja ilmeisesti heidän koko rakennuksensa veloittaa yöllä ja kulkee kalliiden iltapäivien ajan. Papulaskijat rakastavat sitä.
Asia on, että tallennustekniikasta tulee lopulta standardi. Ei vain yrityksille - myös koteihin. Kyse on vain siitä, milloin talous kaatuu kokonaan.
Hätävarmuuskopio (mutta ei kuten isoisäsi generaattori)
Tässä on jotain, jota en ollut oikeastaan ajatellut ennen kuin kaivelin syvemmälle: nämä järjestelmät toimivat sähkökatkojen aikana. Toisin kuin kellarissasi oleva dieselgeneraattori, jonka sytytät kerran vuodessa (ehkä), akkujen varastointijärjestelmät ovat aktiivisia osallistujia energiajärjestelmässäsi KOKO ajan.
Normaalin toiminnan aikana he tekevät arbitraasinsa - ostavat halvalla, myyvät kalliisti. Mutta kun verkko kaatuu, ne iskevät heti sisään. Ei käynnistysviivettä, ei haparointia pimeässä etsimässä generaattorin kytkintä. Etkä polta fossiilisia polttoaineita vain istuessasi odottamassa, että sähköyhtiö korjaa linjansa.
Alueellani oli viime vuonna kolme sähkökatkosta (ilmeisesti verkkoinfrastruktuuri vanhenee, kuka tiesi?), ja joka kerta mietin, kuinka mukavaa olisi tallentaa verkossa. Netflix ei katso itseään, tiedätkö?
Isomman kuvan juttuja
Energian varastointi on konseptina ratkaiseva koko älykkään verkkoon siirtymisen kannalta. Hajautettua tuotantoa, mikroverkkoja tai sähköajoneuvoja ei voi nousta kaikkialle ilman vahvaa säilytystilaa. Tekniikka on peruskivi - ota se pois ja koko visio hajoaa.
Mutta tässä on se, mikä minua häiritsee: kaikki puhuvat varastoinnista kuin se olisi tämä ratkaistu ongelma. "Lisää vain paristoja!" Joo, tottakai. Paitsi akun huononeminen on todellista, materiaalien toimitusketjut ovat parhaimmillaan kyseenalaisia, ja lataus-/purkausjaksojen tehokkuushäviöt kasvavat.
Termodynaaminen tehokkuus on yksi asia paperilla. Todellinen-suorituskyky lämpötilan vaihteluilla, lataus-purkausjaksot, huoltovaatimukset? Siellä asiat menevät sekaisin. Olen nähnyt väitteitä litiumionijärjestelmien 85-95 %:n edestakaisesta-prosentista, mutta nämä ovat laboratorio-olosuhteita. Aseta järjestelmä Texasin kesään tai Minnesotan talveen ja kerro minulle, kuinka se toimii viiden vuoden kuluttua.
Toimiiko se kuitenkin oikeasti?
Palatakseni alkuperäiseen kysymykseen - kyllä, energiaakkujen varastointijärjestelmät toimivat. Mutta "työ" tekee siellä raskaita nostoja. Ne toimivat siinä mielessä, että ne varastoivat ja vapauttavat energiaa. He pyrkivät tekemään uusiutuvista energialähteistä käytännöllisempiä. Niiden tehtävänä on tarjota varavirtaa ja tasoittaa verkon vaihteluita.
Toimivatko ne täydellisenä ratkaisuna kaikkiin energiaongelmiimme? Ei edes lähelle. Paranevatko ne joka vuosi? Täysin. Tekniikka paranee, kustannukset laskevat, ja todelliset asennukset todistavat konseptin mittakaavassa.
Minusta kiinnostavampi kysymys ei ole, toimivatko ne, vaan kuinka pian ne toimivat tarpeeksi hyvin ja halvalla, jotta kaikilla on sellainen. Koska fysiikka on tervettä, suunnittelu on vankkaa ja taloudelliset kannustimet ovat kohdillaan. On vain ajan kysymys, milloin energian varastointi on yhtä yleistä kuin vedenlämmitin kellarissa.
Vaikka rehellisesti sanottuna, olen edelleen aidalla oman taloni liipaisimen painamisesta. Takaisinmaksuaika on vielä hieman pitkä minun makuuni, ja suhtaudun luonnostaan epäilevästi ensimmäisen-sukupolven tuotteista. Ehkä kahden vuoden päästä, kun seuraava sukupolvi tulee markkinoille...