سیستم های ذخیره سازی انرژی، یا به اختصار ESS، نقش کلیدی در اطمینان از قابلیت اطمینان از برق ما دارند تا عرضه برق بتواند به نیازهای مردم برسد، به ویژه در بعد از ظهر گرم تابستان که همه به یکباره AC خود را روشن می کنند. بدون راه حل های ذخیره سازی مناسب، ما با قطع برق بیشتر از آنچه که در حال حاضر انجام می دهیم مواجه خواهیم شد، چیزی که شرکت های برق را نگران می کند با توجه به میزان تقاضای انرژی روز به روز نوسان می کند. پیش بینی های بازار نشان می دهد که بخش جهانی ESS تا سال 2032 حدود 86،76 میلیارد دلار خواهد بود، که نشان می دهد این فضای چقدر بزرگ است. این سیستم ها با روش های مختلفی از جمله باتری های لیتیوم یون، تاسیسات آبپاش قدیمی و حتی تکنولوژی هوا فشرده، با این مشکل مقابله می کنند. چیزی که باعث می شود آن ها بسیار ارزشمند باشند این انعطاف پذیری است که به مدیران شبکه اجازه می دهد تا در برابر انواع افزایش یا کاهش غیر منتظره در الگوهای مصرف مصرف کننده در طول روز، عرضه برق ثابت را حفظ کنند.
مشکل سلول‌های خورشیدی و توربین‌های بادی این است که همیشه برق تولید نمی‌کنند. به همین دلیل ما به نوعی سیستم ذخیره‌سازی نیاز داریم اگر بخواهیم در زمانی که خورشید نمی‌درخشد یا باد نمی‌وزد، برق مطمئنی داشته باشیم. وقتی این منابع تجدیدپذیر برق بیشتری نسبت به مقدار مورد نیاز تولید کنند، اضافه آن در جایی ذخیره می‌شود. سپس در زمانی که تولید کاهش یابد، از این انرژی ذخیره‌شده مجدداً در سیستم استفاده می‌شود. مطالعات نشان داده‌اند که فناوری باتری‌ها، به ویژه نوع لیتیومی، به بهتر کار کردن کل شبکه با منابع تجدیدپذیر کمک می‌کند. این راهکارهای ذخیره‌سازی به ما اجازه می‌دهند تا نوسانات تولید برق وابسته به آب و هوا را متعادل کنیم. بدون گزینه‌های خوب ذخیره‌سازی، وابسته شدن به انرژی پاک برای بیشتر نیازهای روزمره‌مان بسیار دشوار بود.
فناوری باتری جریان آهن-وانادیوم نشان‌دهنده پیشرفت واقعی در نحوه ذخیره انرژی برای مصارف صنعتی است، عمدتاً به این دلیل که این سیستم‌ها می‌توانند به راحتی مقیاس‌بندی شوند و عمر بسیار طولانی‌تری نسبت به اکثر گزینه‌های دیگر دارند. آنچه واقعاً برجسته می‌شود، قیمت آن است - شرکت‌ها متوجه شده‌اند که هزینه ذخیره‌سازی هر کیلووات ساعت انرژی با این فناوری کمتر از باتری‌های لیتیومی یا سایر گزینه‌های متداول است، و این موضوع آن را برای کارخانه‌های بزرگ تولیدی و پروژه‌های ذخیره‌سازی شبکه برق بسیار جذاب کرده است. یک مزیت دیگر این است که این باتری‌ها معمولاً بیش از ۲۰ هزار چرخه شارژ را بدون نیاز به تعویض طی می‌کنند، در حالی که بهره‌وری خوبی را در تمام عمر خود حفظ می‌کنند. علاوه بر این، تقریباً هیچ نوع ضایعات سمی در تولید یا دفع این باتری‌ها وجود ندارد، که این موضوع توضیح می‌دهد چرا نصب‌های متعددی از انرژی‌های تجدیدپذیر این فناوری را در مقایسه با هزینه‌های اولیه بالاتر آن پذیرفته‌اند. ترکیبی از دوام، قابلیت اطمینان و مزایای زیست‌محیطی باعث می‌شود باتری‌های جریان آهن-وانادیوم یک گزینه جدی در بازار انرژی در حال تحول امروز باشند.
فناوری یون-لیتیوم در سال‌های اخیر پیشرفت‌های بسیاری داشته است و هزینه‌های آن کاهش یافته در حالی که عملکرد آن به مراتب بهتر شده است. داده‌های صنعتی چیزی بسیار شگفت‌آور را نشان می‌دهند - قیمت این باتری‌ها از سال 2010 تاکنون حدود 89 درصد کاهش یافته است، چیزی که توضیح می‌دهد چرا این باتری‌ها امروزه در همه جا دیده می‌شوند. این کاهش قیمت واقعاً درهای جدیدی را برای ایده‌های ذخیره‌سازی انرژی گشوده است، از جمله همه چیز از آن دست خودروهای برقی که امروزه در جاده‌ها می‌بینیم تا سیستم‌های عظیمی که انرژی را برای کل شهرها ذخیره می‌کنند. بدون شک همین امر باعث شده است تا بسته‌های یون-لیتیوم امروزه بخشی بسیار مهم در نحوه فکر کردن ما درباره ذخیره‌سازی انرژی محسوب شوند.
ایستگاه‌های قدرت قابل‌حمل نحوه دسترسی افراد به انرژی را تغییر داده‌اند، به‌ویژه برای خانه‌ها و کسانی که در خارج از شبکه زندگی می‌کنند. این دستگاه‌های کوچک اما قدرتمند به مالکان خانه اجازه می‌دهند نور خورشید جمع‌آوری‌شده در طول روز را ذخیره کنند و سپس در مواقعی که خورشید غروب کرده یا در زمان قطعی برق از این انرژی ذخیره‌شده استفاده کنند و کنترل واقعی‌ای بر تأمین برق خود داشته باشند. با بهبود فناوری، این باتری‌ها عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهند و هزینه کمتری نیز دربردارند. این دستگاه‌ها نه تنها در مواقع اضطراری، بلکه در پوشش دادن به نیازهای روزمره انرژی نیز بدون هیچ مشکلی عمل می‌کنند.
شرکت آرامکو در حال کار روی یک پروژه بسیار جالب است - آنها در حال ترکیب انرژی خورشیدی با سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی (ESS) هستند تا عملیات چاه‌های گازی خود را بهتر کنند. وقتی آنها شروع به استفاده از صفحات خورشیدی در فرآیند استخراج گاز کردند، متوجه شدند که می‌توانند مصرف سوخت دیزل را به میزان قابل توجهی کاهش دهند. کاهش مصرف دیزل به معنی کاهش انتشارات آلاینده از عملیات‌هایشان و همچنین صرفه‌جویی در هزینه‌های سوخت در طول زمان است. با بررسی نتایج واقعی این پروژه‌ها، آرامکو بهبود قابل توجهی در شاخص‌های پایداری خود پس از چندین سال عملیات مشاهده کرده است. نکته جالب این است که چنین رویکردی ممکن است در جاهای دیگر نیز کارساز باشد. شرکت‌های دیگری که به دنبال کاهش ردپای کربنی خود هستند در حالی که عملیات‌های خود را به‌صورت کارآمد ادامه می‌دهند، می‌توانند از تجربیات به‌دست‌آمده از آرامکو درس بگیرند.
پروژهٔ ۱۴۰ مگاوات‌ساعتی پایدارسازی شبکه در فنلاند در زمینهٔ راه‌حل‌های ذخیره‌سازی انرژی باتری برای حفظ تعادل شبکهٔ برق چیزی بسیار خاص است. هدف اصلی این اقدام، مقابله با مشکلاتی ناشی از عدم تطابق عرضه و تقاضا بود تا اطمینان حاصل شود که شبکه حتی در شرایط افزایش استفاده از منابع تجدیدپذیر نیز پایدار باقی بماند. آنچه تاکنون مشاهده شده، نشان می‌دهد که ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ واقعاً در پایدارسازی شبکه موثر است. فنلاند در حال گسترش این سیستم‌ها در سراسر کشور است که به آنها کمک می‌کند تا به شبکهٔ هوشمندتری دست یابند که بتواند انواع انرژی‌های پاک را بدون مشکل مدیریت کند.
جورجیا اخیراً یک سیستم باتری ۷۶۵ مگاواتی بزرگ را در شبکه برق خود راه‌اندازی کرده است تا به مدیریت بهتر انرژی و گسترش ظرفیت در صورت نیاز کمک کند. این پروژه از فناوری پیشرفته ذخیره‌سازی استفاده می‌کند که یکپارچه‌سازی بیشتر انرژی بادی و خورشیدی را در شبکه تسهیل می‌کند، چیزی که ممکن است سایر ایالت‌ها بخواهند دنبال کنند. نتایج اولیه نشان می‌دهند که این باتری‌ها زندگی را برای افرادی که شبکه را مدیریت می‌کنند ساده‌تر کرده‌اند، مشکلات را در ساعات اوج کاهش داده و هزینه‌های غیرمنتظره را کم کرده‌اند. آنچه جورجیا در اینجا انجام داده می‌تواند به یک الگو برای دیگران تبدیل شود که به دنبال تقویت شبکه‌های الکتریکی خود و حرکت به سوی منابع پاک‌تر انرژی هستند. ما از زمان بهره‌برداری این باتری‌ها در سال گذشته بهبودهای قابل‌ملاحظه‌ای در قابلیت اطمینان دیده‌ایم.
فناوری ذخیره‌سازی اکنون یک ضرورت برای حفظ تعادل شبکه‌های برق و پایداری فرکانس‌های آن‌هاست. این سیستم‌های پیشرفته می‌توانند به سرعت انرژی را به شبکه وارد یا از آن خارج کنند، که این امر به مدیریت نوسانات غیرقابل پیش‌بینی بین تقاضای برق مردم و میزان تولید واقعی کمک می‌کند. برخی از داده‌ها نشان می‌دهند که راهکارهای مناسب ذخیره‌سازی ممکن است مشکلات فرکانسی را تا حدوداً نصف کاهش دهند و کل سیستم را روان‌تر کنند. وقتی شبکه‌ها به طور مداوم و قابل اعتماد عمل کنند، احتمال قطعی برق کمتر می‌شود، بویژه در زمان‌هایی که همه از برق زیادی استفاده می‌کنند، مانند عصرهای تابستانی یا صبح‌های زمستانی.
نیاز روزافزون به ذخیره انرژی مطمئن، توجه بسیاری از کارشناسان را به رویکردهای طراحی ماژولار جلب کرده است، به ویژه نحوه مقابله آنها با شرایط آب و هوایی سخت. این سیستم‌ها با موادی ساخته شده‌اند که در برابر محیط‌های خشن مقاومت می‌کنند و به گونه‌ای مهندسی شده‌اند که بتوانند در برابر شرایط سخت طبیعت دوام بیاورند، به همین دلیل در زمانی که دیگر سیستم‌ها ممکن است دچار شکست شوند، همچنان کارایی خود را حفظ می‌کنند. آزمایش‌های میدانی نیز عملکرد برجسته آنها را نشان می‌دهند - برخی از نصب‌ها بازدهی بالای ۹۵ درصد را حتی در طول طوفان‌های شدید یا امواج گرمایی حفظ می‌کنند. ارزشمندی این موضوع در این است که به معنای دسترس‌پذیر بودن برق در زمان‌هایی است که بیشترین نیاز به آن احساس می‌شود، که این امر به افزایش اعتماد به منابع انرژی تجدیدپذیر در مناطق مختلفی که با الگوهای آب و هوایی نامشخص مواجه هستند، کمک می‌کند.
پیش‌بینی‌های بازار نشان می‌دهد که بخش جهانی ذخیره‌سازی انرژی ممکن است تا سال 2032 به ارزشی حدوداً 86.76 میلیارد دلار برسد، که نشانه رشد قابل توجهی است، زیرا یکپارچه‌سازی بیشتر منابع تجدیدپذیر در شبکه‌های برق همراه با سیاست‌های حمایتی دولت‌ها از فناوری‌های پاک در حال افزایش است. کارشناسان صنعت متذکر شده‌اند که علاقه به گزینه‌های ذخیره‌سازی در حال افزایش است، زیرا انرژی بادی و خورشیدی همیشه در دسترس نیستند و در نتیجه داشتن منبع پشتیبان قابل اطمینان امری ضروری شده است. عامل دیگری که باعث پیشرفت این بازار می‌شود این است که هزینه فناوری باتری‌ها به طور مداوم کاهش می‌یابد، در حالی که آگاهی مردم از نحوه استفاده بهینه از برق در خانه و محل کارشان افزایش یافته است. تمام این روندها با هم تصویری روشن از آینده شرکت‌های فعال در حوزه ذخیره‌سازی انرژی در سال‌های آینده رسم می‌کنند.
ذخیره‌سازی انرژی در حال گذر از یک تغییر بزرگ است، با اینکه سیستم‌های هیبریدی به طور فزاینده‌ای رایج می‌شوند. این سیستم‌ها ترکیبی از انرژی خورشیدی، تولید برق بادی و ذخیره‌سازی با باتری را با هم ترکیب می‌کنند و این امکان را فراهم می‌کنند که کل سیستم بهتر و پایدارتر کار کند. وقتی منابع انرژی مختلف با یکدیگر ترکیب می‌شوند، تقاضای برق را به شیوه‌ای هوشمندانه‌تری نسبت به اتکا به یک منبع واحد انرژی مدیریت می‌کنند. این تنوع در واقع تأمین انرژی ما را در برابر قطعی‌ها یا شرایط آب‌وهوایی شدید قابل اطمینان‌تر می‌کند. ما اکنون برخی پروژه‌های هیبریدی در حال کار در سراسر کشور داریم که نشان می‌دهند چگونه این سیستم‌ها می‌توانند از نصب‌های کوچک جامعه‌ای به عملیات بزرگ‌تر در سطح شبکه گسترش یابند. آنچه از این آزمایش‌های واقعی یاد می‌گیریم، به شکل‌دهی آینده راه‌حل‌های انرژی هیبریدی در زیرساخت‌های برق کشور کمک خواهد کرد.
نقش سیاست‌های دولتی و انگیزه‌های مالی در این زمینه که خانوارهای بیشتری را متقاعد کند تا سیستم‌های ذخیره‌ی انرژی نصب کنند، قابل برجسته کردن است. این گونه برنامه‌های حمایتی واقعاً به خوبی موجب کاهش هزینه‌هایی می‌شوند که مردم برای این سیستم‌ها پرداخت می‌کنند، در عین حال که دسترسی به آنها را برای خانواده‌های بیشتری با سطوح درآمدی مختلف فراهم می‌کنند. جاهایی را در نظر بگیرید که دولت‌ها بسته‌های حمایتی خوبی را اجرای کرده‌اند؛ در آنجا شاهد نصب سیستم‌های ذخیره‌ی انرژی در تعداد بسیار بیشتری از خانه‌ها هستیم. در آینده، صحبت‌هایی در مورد گسترش مواردی مانند کاهش مالیات، بازپرداخت‌های نقدی و تأمین مالی ویژه برای پروژه‌های ذخیره‌ی انرژی در سطح محله‌ای مطرح شده است. این اقدامات می‌تواند علاقه‌مندی به گزینه‌های ذخیره‌ی انرژی خانگی را افزایش دهد، زیرا جوامع شروع به تجربه‌ی مزایای ملموس حاصل از منابع به اشتراک گذاشته‌شده می‌کنند.
