باتری‌های ذخیره‌ی انرژی نقش مهمی در تعادل بین عرضه و تقاضای برق در شبکه‌های الکتریکی امروزی ایفا می‌کنند. وقتی برق اضافی از منابع تجدیدپذیر مانند پنل‌های خورشیدی یا توربین‌های بادی تولید می‌شود، زیرا تولید از میزان مصرف لحظه‌ای افراد بالاتر است، این باتری‌ها این اضافه را جذب کرده و از هدر رفتن آن جلوگیری می‌کنند. در زمان‌های بعدی که تقاضا افزایش می‌یابد، مانند ساعات شدید مصرف یا عصرهای گرم تابستانی، این برق ذخیره‌شده دوباره به شبکه بازگردانده می‌شود. مطالعات نشان می‌دهند که نصب سیستم‌های ذخیره باتری می‌تواند قابلیت اطمینان شبکه را تا حدود 15 درصد افزایش دهد و به این ترتیب برای حفظ پایداری ولتاژ و ثبات فرکانس بسیار ضروری به‌شمار می‌آیند. با افزایش ورود انرژی پاک به شبکه‌های ما، این نوع مدیریت انعطاف‌پذیر انرژی اهمیت بیشتری پیدا می‌کند، زیرا باد همیشه نمی‌وزد و خورشید هر روز نمی‌درخشد، پس داشتن گزینه‌های پشتیبان مطمئن از هر زمان دیگری بیشتر ضروری است.
برای کسانی که به راه‌حل‌های خاص علاقهمند هستند، بسیاری از شرکت‌ها به تولید باتری‌های نوآورانه برای ذخیره سازی انرژی می‌پردازند که حفظ انرژی کارا و پاسخ سریع به تغییرات شرایط عرضه و تقاضا را فراهم می‌کنند.
امکان‌پذیری توزیع غیرمتمرکز انرژی به دلیل بهبود فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی در این روزها به سرعت در حال افزایش است. افراد و شرکت‌ها اکنون می‌توانند انرژی خود را تولید کنند، آن را به‌صورت محلی ذخیره کنند و سپس در زمانی که نیاز دارند از آن استفاده کنند. این امر به معنای کاهش وابستگی به آن ایستگاه‌های برق مرکزی بزرگ است که همه ما به آنها وابسته شده‌ایم. وقتی مشکلی در شبکه اصلی برق پیش می‌آید، جوامعی که سیستم‌های انرژی محلی دارند معمولاً شرایط را بهتر پشت سر می‌گذارند. به عنوان مثال، در سان‌دیگو محله‌هایی که از انرژی خورشیدی به همراه سیستم ذخیره‌سازی استفاده می‌کردند، حتی در زمان قطعی برق شهری در تابستان گذشته همچنان برق داشتند. بیشتر مناطقی که به این مدل سویچ کرده‌اند، شاهد کاهش بار روی خطوط انتقال اصلی و همچنین کاهش هزینه‌های برق هستند. همچنین نباید از میکروگریدها هم غافل شد. این سیستم‌های کوچک و خوداتکای تولید برق که با فناوری مناسب ذخیره‌سازی پشتیبانی می‌شوند، در زمان قطعی‌های بزرگ به ادامه فعالیت خدمات ضروری کمک می‌کنند؛ یعنی بیمارستان‌ها می‌توانند فعالیت خود را ادامه دهند و فروشگاه‌های مواد غذایی بتوانند مواد غذایی را تا زمانی که برق به حالت عادی بازگردد نگه دارند.
با حمایت از تولید و استفاده محلی انرژی، این سیستم‌ها نه تنها به کاهش هزینه‌های انرژی کمک می‌کنند بلکه با اهداف پایداری و محک‌سازی زیرساخت‌ها هماهنگ هستند و راه را برای استقلال بیشتر انرژی گشوده‌اند.
ذخیره انرژی نقش کلیدی در حل مشکل ناسازگاری تولید برق از صفحات خورشیدی و توربین‌های بادی ایفا می‌کند و اطمینان حاصل می‌کند که برق مورد نیازمان را در زمان‌های واقعی داشته باشیم. باتری‌های ذخیره‌ای با جمع‌آوری برق اضافی که در روزهای آفتابی یا شب‌های بادی تولید می‌شود و نگه داشتن آن تا زمانی که آفتاب یا باد کافی در دسترس نباشد، عمل می‌کنند. این تعادل‌سازی از بروز اختلال در شبکه برق جلوگیری می‌کند، که با توجه به افزایش استفاده خانه‌ها و کسب‌وکارها از منابع تجدیدپذیر، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند. بر اساس مطالعات اخیر، ترکیب این سیستم‌های باتری با منابع انرژی پاک، در بسیاری از موارد به‌طور متوسط ۳۰ درصد از وابستگی به نیروگاه‌های قدیمی زغال‌سنگی و گازی می‌کاهد. نتیجه این است که انتشار گازهای گلخانه‌ای به فضا کاهش می‌یابد، در حالی که همچنان برق مورد نیاز جوامع برای روشنایی و کارکرد دستگاه‌ها به‌خوبی تأمین می‌شود.
زمانی که انرژی تولید می‌شود، تغییر دنده‌ها برای بهره‌برداری بهینه از شبکه‌های تأمین انرژی اهمیت زیادی پیدا کرده است. باتری‌های ذخیره‌سازی به شرکت‌ها این امکان را می‌دهند که برق تولید شده در شب یا اوایل صبح وقتی تقاضا کم است را ذخیره کنند و سپس این انرژی ذخیره شده را در زمان‌هایی که بیشترین نیاز در عصر و شب است، روانه کنند. سود مالی این کار هم بسیار قابل توجه است. شرکت‌های برق می‌توانند با فروش این انرژی ذخیره شده در قیمت‌های بالاتر، درآمد بیشتری کسب کنند، در حالی که مردم عادی در مجموع هزینه کمتری را برای قبض ماهانه خود پرداخت می‌کنند. این سیستم‌های باتری زمانی بهترین عملکرد را دارند که در زمان‌های اوج هزینه‌بر به کار می‌افتند و این امر منجر به کاهش هزینه‌های کلی می‌شود. به ویژه برای مزارع خورشیدی و بادی، مدیریت زمانی به این شکل باعث می‌شود این پروژه‌های سبز واقعاً سودآور شوند. و همین‌طور که همه ما سعی داریم از سوخت‌های فسیلی دور شویم، کنترل بهتر از زمان جریان انرژی به طور همزمان هم به محیط زیست و هم به کیف پول ما کمک می‌کند.
کالیفرنیا قصد دارد تا سال ۲۰۳۰ به ۸۰ درصد انرژی تجدیدپذیر دست یابد و ذخیره‌سازی انرژی نقش کلیدی در حفظ ثبات شبکه برق در این گذار ایفا می‌کند. آزمایش‌های واقعی نشان می‌دهند که زمانی که نصب‌های بزرگ باتری به بهره‌برداری می‌رسند، به مدیریت نوسانات تولید انرژی خورشیدی و بادی کمک کرده و از وابستگی به سوخت‌های فسیلی می‌کاهند. برخی از برنامه‌های آزمایشی حتی میزان مصرف برق در ساعات اوج را کاهش دادند که این امر باعث می‌شود باتری‌ها سرمایه‌گذاری منطقی در راه گذر به منابع انرژی پاک‌تر به نظر برسند. در آینده نیز این راهکارهای ذخیره‌سازی برای دستیابی به اهداف سبز کالیفرنیا بدون compromise در ارائه خدمات برق قابل اطمینان در سراسر ایالت ضروری خواهند بود.
قیمت باتری‌های لیتیوم یونی در سال‌های اخیر به طور چشمگیری کاهش یافته است، در واقع از اوایل دهه 2010 تاکنون حدود 89 درصد کاهش داشته است. صرفه‌جویی‌های بزرگی که این باتری‌ها ایجاد کرده‌اند، آنها را به گزینه‌ی ترجیحی برای بیشتر نیازهای ذخیره‌سازی انرژی تبدیل کرده است، چیزی که توضیح می‌دهد چرا امروزه این باتری‌ها از کارخانه‌ها گرفته تا خانه‌ها در همه جا دیده می‌شوند. مردم از این باتری‌ها خوششان می‌آید چون به خوبی کار می‌کنند و همچنین در مقایسه با گزینه‌های دیگر هزینه کمتری دارند، به همین دلیل برای خانواده‌های کوچک که به دنبال تامین برق پشتیبانی هستند و شرکت‌های بزرگی که نیاز به پشتیبانی از شبکه برق دارند، انتخابی عملی محسوب می‌شوند. نگاهی به اعداد و ارقام موجود در صنعت داستانی مشابه را روایت می‌کند؛ لیتیوم یونی بیش از 90 درصد سهم بازار فعلی را در دست دارد که نشان می‌دهد چقدر شرکت‌ها به این فناوری اعتماد دارند. محبوبیت آنها عملاً به این معنی است که هر زمان که فردی امروز درباره‌ی ذخیره‌سازی برق صحبت می‌کند، منظورش باتری‌های لیتیوم یونی است. این باتری‌ها واقعاً روش‌های قدیمی تولید برق را به رویکردهای سبز و جدیدی که امروزه در اطرافمان در حال توسعه هستند، متصل کرده‌اند.
باتری‌های جریانی و باتری‌های حالت جامد به رقیبان جدی نسبت به فناوری لیتیوم یونی سنتی تبدیل شده‌اند، عمدتاً به دلیل اینکه طول عمر بیشتری دارند و ایمنی بهتری از خود ارائه می‌دهند. باتری‌های جریانی به خوبی برای پروژه‌های بزرگ مقیاس عمل می‌کنند، چرا که ما می‌توانیم ظرفیت ذخیره‌سازی را به طور جداگانه از خروجی توان افزایش دهیم، کاری که نیازهای انرژی بلندمدت را بهتر از گزینه‌های فعلی پوشش می‌دهد. از سوی دیگر، باتری‌های حالت جامد خطرات آتش‌سوزی و مشکلات اضافه گرمایی را کاهش می‌دهند، همین دلیل است که بسیاری از افراد به دقت به آنها برای کاربردهای شبکه نگاه می‌کنند. این نوع باتری‌های جدید همچنین انرژی بیشتری را در فضاهای کوچکتری ذخیره می‌کنند. نوآوری‌هایی که باعث می‌شوند این فناوری‌ها متمایز شوند تنها چیزی که امروزه ارائه می‌دهند نیست، بلکه این است که چگونه سرمایه‌گذاری‌ها را به سمت راهکارهای هوشمند شبکه جذب می‌کنند. این واقعیت که هر دو رویکرد عملیات ایمن‌تری را فراهم می‌کنند در حالی که هنوز قابلیت مقیاس‌پذیری دارند، گام بزرگی به سوی ساخت سیستم‌های انرژی پایدار ماست، چیزی که کاملاً با تلاش‌های جهانی برای سبز شدن هماهنگ است.
استفاده از باتری‌های قدیمی خودروهای برقی در ذخیره‌سازی انرژی ثابت، از نظر محیط‌زیستی منطقی بوده و همچنین هزینه‌ها را نیز کاهش می‌دهد. پژوهش‌ها نشان می‌دهند که وقتی شرکت‌ها این باتری‌ها را دوباره استفاده می‌کنند، به جای ساخت باتری‌های جدید از ابتدا، هزینه مواد اولیه را صرفه‌جویی کرده و به کاهش حجم زباله‌های الکترونیکی که در سراسر جهان در حال افزایش است کمک می‌کنند. با اینکه هر ساله میلیون‌ها خودروی برقی دیگر نیز وارد جاده‌ها می‌شوند، این ذخیره باتری‌ها پتانسیل واقعی برای استفاده در نیروی پشتیبان را فراهم می‌کند، به‌ویژه در ساعات اوج تقاضای برق در اوایل شب. این روش نه تنها به باتری‌های استفاده‌شده عمر دومی می‌دهد، بلکه در واقع عملیات کل صنعت انرژی را پاک‌تر می‌کند. با تسریع هرچه بیشتر تغییر به خودروهای برقی، تبدیل این باتری‌های خودرویی به گزینه‌های ذخیره‌سازی برای شبکه برق، در زمان‌های مصرف بالا پشتیبانی ضروری را فراهم می‌کند. این نوع بازیافت باتری به مدیریت بهتر بارهای انرژی کمک کرده و ما را به آن آینده سبز انرژی که همه درباره‌اش صحبت می‌کنند، نزدیک‌تر می‌کند.
امروزه آسیا و اقیانوسیه حدود 45 درصد از بازار ذخیره‌سازی انرژی در سطح جهانی را در دست دارد و به وضوح از این حیث رهبر این بخش است. بخش بزرگی از این موقعیت به دلیل آنچه چین اخیراً با سرمایه‌گذاری‌های بزرگ خود در زمینه تسهیلات ذخیره‌سازی انجام داده است. نگاهی به آینده نشان می‌دهد که پکن قصد دارد ظرف پنج سال آینده حدود 31 گیگاوات ظرفیت جدید ذخیره‌سازی باتری را نصب کند. چنین گسترشی باید به بهبود پایداری شبکه‌های برق و عملکرد بهتر آنها در زمان‌های اوج مصرف کمک کند. تلاش برای افزایش ظرفیت ذخیره‌سازی تنها به منظور پاسخگویی به نیازهای فعلی مصرف برق نیست. این امر نشان می‌دهد که چقدر کشورهای آسیایی نسبت به منابع انرژی تجدیدپذیر جدی‌تر شده‌اند. دولت‌های سراسر این منطقه انواع تشویقات و مقرراتی را به اجرا گذاشته‌اند تا باعث شوند کسب‌وکارها و خانوارها سریع‌تر به فناوری‌های ذخیره‌سازی روی آورند. این تلاش‌ها به طور قطع به تثبیت جایگاه آسیا به عنوان یک بازیگر برجسته در صحنه جهانی ذخیره‌سازی انرژی کمک می‌کنند.
در حال حاضر، بازار ذخیره‌سازی انرژی در آمریکای شمالی با رشدی چشمگیر در حال گسترش است، به‌گونه‌ای که نرخ رشد سالانه مرکب آن به حدود 29% رسیده است. بخش بزرگی از این شتاب از تغییرات نظارتی، به‌ویژه دستورالعمل FERC 841 نشأت می‌گیرد که اجازه می‌دهد سیستم‌های ذخیره‌سازی به‌صورت مستقیم وارد بازارهای انرژی شوند. این موضوع چه معنایی دارد؟ این موضوع درهایی را برای ایده‌های جدید باز می‌کند و علاقه بیشتری را از سوی بازیگران جدید در این حوزه ایجاد می‌کند. کارشناسان صنعتی معتقدند که چنین مقرراتی در آینده منجر به نصب بیشتر سیستم‌های ذخیره‌سازی در سراسر قاره خواهد شد. نگاهی به سرعت پیشرفت این امر، جدیت کشورهای آمریکای شمالی در قصد آنها برای بهبود فناوری‌های ذخیره‌سازی در شبکه‌های برقشان را نشان می‌دهد. و درست هم هست، چه کسی می‌تواند با چیزی بحث کند که به همزمان به کیف پول و سیاره زمین کمک می‌کند؟
ظرفیت ذخیره‌سازی جهانی انرژی تا میانه قرن حاضر ممکن است به حدود ۲۷۸ گیگاوات برسد، بر اساس پیش‌بینی‌های اخیر. این نوع رشد نشان می‌دهد که چه کاری از سوی بسیاری از کشورها در مورد انرژی پاک در حال حاضر انجام می‌شود. باتری‌های بهتر به طور مداوم در حال ظهور هستند، در حالی که دولت‌ها قوانینی را تصویب می‌کنند که توسعه ذخیره‌سازی را پشتیبانی می‌کنند. کارشناسان انرژی از مناطق مختلف جهان اکنون ذخیره‌سازی را چیزی بسیار مهم می‌دانند، اگر بخواهیم اهداف اقلیمی خود را محقق کنیم و در عین حال زمانی که به منابع تجدیدپذیر منتقل می‌شویم، برق را حفظ کنیم. با رشد این پتانسیل ذخیره‌سازی، روشن‌تر می‌شود که چرا ذخیره‌سازی از نظر نحوه کارکرد برق در آینده بسیار اهمیت دارد. ما در حال ساخت شبکه‌های برقی هستیم که می‌توانند نوسانات را بهتر تحمل کنند و بدون آسیب به سیاره، دوام بیشتری داشته باشند.
عملیات توزیع انرژی از طریق یادگیری ماشینی افزایش قابل توجهی یافته است، چرا که پیش‌بینی‌های بهتر تقاضا به حداکثر رساندن مصرف باتری کمک می‌کند. وقتی به الگوهای گذشته مصرف انرژی نگاه می‌کنیم، این الگوریتم‌های هوشمند زمان ذخیره کردن و زمان تخلیه انرژی را مشخص می‌کنند و هزینه‌ها را کاهش داده و عملکرد کل سیستم را بهتر می‌کنند. برخی تحقیقات نیز به ارقام واقعی اشاره دارند - اضافه کردن یادگیری ماشینی به مدیریت شبکه، حدود 15 درصد صرفه‌جویی در هزینه‌های انرژی را به همراه داشته است، مطابق یافته‌های اخیر. چیزی که این پیشرفت را هیجان‌انگیز کرده است، بهبود مداوم سیستم‌های ذخیره‌سازی باتری و عملکرد کلی شبکه‌های هوشمند در مکان‌های مختلف از طریق توزیع پیش‌بینانه است.
نیروگاه‌های مجازی یا به اختصار VPPها، نحوه مدیریت انرژی در شبکه را در حال تغییر داده‌اند. این سیستم‌ها منابع گوناگون پراکنده انرژی مانند باتری‌ها و صفحات خورشیدی را گرد هم می‌آورند تا بتوانند به صورت یک واحد بزرگ تولید انرژی عمل کنند. چیزی که این رویکرد را ویژه کرده، کمک به تعادل بهتر تقاضای برق، هدایت انرژی به جایی که بیشترین نیاز است و در واقع مقاوم‌تر کردن کل سیستم شبکه در برابر اختلالات است. شروع به ظهور این ساختارهای نیروگاهی مجازی در سراسر دنیا را می‌بینیم که به این معناست که شرکت‌های کوچک و حتی مالکان خانه‌ها ممکن است بتوانند به زودی انرژی اضافی خود را به جای اتکا کردن صرفاً به شرکت‌های خدماتی سنتی، دوباره به بازار بفروشند. با توجه به اتفاقات فعلی، مطمئناً فناوری VPP نقش بزرگی در گسترش توانایی ذخیره انرژی‌های تجدیدپذیر خواهد داشت و انرژی پاک را در دسترس‌تر از همیشه قرار خواهد داد.
در دنیای ذخیره‌سازی انرژی شاهد یک حرکت جالب به سمت سیستم‌های چهارساعته هستیم. این سیستم‌ها واقعاً به ثبات شبکه برق کمک می‌کنند، به‌ویژه در زمان‌های اوج تقاضا که شبکه‌های الکتریکی ما را تحت فشار قرار می‌دهند. آنچه این سیستم‌ها را متمایز می‌کند، توانایی آنها در تخلیه فوری انرژی ذخیره‌شده در زمان‌های ضروری است، چه در مواقع قطعی برق و چه در مواقع افزایش ناگهانی مصرف. تحلیل‌گران صنعتی اخیراً بسیار پرروی شده‌اند و به‌شدت خواهان گسترش این سیستم‌ها در مناطق مختلف هستند، چرا که این سیستم‌ها در هر شرایطی عملکرد خوبی دارند، چه برای تأمین برق اضطراری بیمارستان‌ها نیاز باشیم و چه فقط بخواهیم نوسانات روزانه مصرف انرژی را کاهش دهیم. با افزایش سهم منابع تجدیدپذیر در ترکیب انرژی ما، اهمیت وجود گزینه‌های قابل‌اعتماد ذخیره‌سازی به‌صورت تصاعدی افزایش می‌یابد. این روند نشانه‌ای از کاهش سرعت نشان نمی‌دهد، زیرا جوامع در سراسر جهان به ارزش سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌های هوشمندتر شبکه پی برده‌اند.
