Elektros energijos kaupimo sistemos, arba trumpai ESS, svarbiai prisideda prie elektros tiekimo patikimumo, kad elektros energijos tiekimas galėtų atitikti žmonių poreikius, ypač karštomis vasaros popietėmis, kai visi vienu metu įjungia kondicionierius. Be tinkamų kaupimo sprendimų, susidurtume su daugiau elektros tiekimo pertraukimų, nei jau patiriame, o tai kelia nerimą tiekėjams, atsižvelgiant į kasdien kintantį energijos poreikį. Rinkos prognozės rodo, kad globali ESS sektoriaus vertė 2032 metais pasieks maždaug 86,76 mlrd. JAV dolerių, kas rodo, kiek ši sritis auga. Šios sistemos sprendžia problemas įvairiais būdais, įskaitant litio jonų baterijas, senąsias hidroakumuliacines elektrines ir netgi suslėpto oro technologijas. Jų vertę nulemia lankstumas, kuris leidžia elektros tinklo valdytojams užtikrinti stabilų elektros tiekimą nepaisant įvairių netikėtų vartotojų naudojimo šuolių ar kritimų per parą.
Problemą su saulės kolektoriais ir vėjo turbinomis yra ta, kad jos visą laiką negamina elektros. Todėl mums reikia kažkokios saugojimo sistemos, jei norime patikimos energijos, kai saulė nešviečia arba nepučia vėjas. Kai šie atsinaujinantys šaltiniai generuoja daugiau elektros nei reikia, perteklius kažkur išsaugomas. Vėliau, kai gamyba sumažėja, šią sukauptą energiją galima vėl sugrąžinti į sistemą. Tyrimai parodė, kad baterijų technologija, ypač litio jonų versijos, padeda visai elektros tinklui geriau veikti su atsinaujinančiomis energijos šaltiniais. Šie saugojimo sprendimai leidžia mums subalansuoti priklausomos nuo oro sąlygų energijos gamybos svyravimus. Be geros saugojimo galimybių, būtų labai sunku pasikliauti švaria energija daugeliui kasdienių poreikių.
Geležies ir vanadžio srauto baterijų technologija žymi tikrą pažangą pramoninėms energijos saugojimo sistemoms, ypač todėl, kad tokios sistemos gali būti lengvai padidinamos ir tarnauja ilgiau nei daugelis kitų alternatyvų. Tai, kas išsiskiria, yra kaina – įmonės pastebi, kad vieno kilovatvalandžio saugojimo kaina yra mažesnė lyginant su litio jonų ar kitomis tradicinėmis alternatyvomis, todėl ši technologija ypač patraukli didelėms gamybos įmonėms ir elektros tinklų saugojimo projektams. Kitas svarbus privalumas? Šios baterijos išlaiko savo funkcionalumą daugiau nei 20 000 įkrovimo ciklų, palaikydamos geras našumo savybes visą eksploatacijos laiką. Be to, gamybos ir utilizavimo procese beveik neatsiranda toksiškų atliekų, todėl daugelis atnaujinamos energijos įrenginių pradeda naudoti šią technologiją, nepaisant didesnių pradinių kaštų. Ilgaamžiškumo, patikimumo ir ekologiškumo derinys daro geležies ir vanadžio srauto baterijas rimtu žaidėju šiandienos besikeičiančioje energijos rinkos aplinkoje.
Litio jonų technologijos pastaraisiais metais pasiekė didžiulį progresą, sumažinusios išlaidas ir tapo kur kas geresnėmis savo darbe. Pramonės duomenys rodo kažką tikrai nuostabaus – šių baterijų kaina nuo 2010 metų sumažėjo maždaug 89 %, todėl jų dabar galima rasti visur. Kainos mažėjimas iš tiesų atvėrė duris naujoms energijos kaupimo idėjoms, nuo elektrinių automobilių, kuriuos šiandien matome keliuose, iki milžiniškų sistemų, kaupiančių energiją visiems miestams. Neverta stebėtis, kad litio jonų baterijos tapo tokios svarbios, kalbant apie energijos kaupimą šiais laikais.
Nešiojamieji elektros stotys keičia žmonių požiūrį į energijos prieigą, ypač namų ūkiams ir tiems, kurie gyvena be elektros tinklų. Šie kompaktiški, bet galingi įrenginiai leidžia namų savininkams kaupti saulės energiją per dieną, o vėliau naudoti sukauptą elektros energiją, kai saulė nusileidžia arba įvyksta elektros tiekimo pertraukimas, suteikiant tikrą kontrolę tiesiogiai į savo rankas. Kad technologijos tobulėja, šie akumuliatorių įrenginiai tampa efektyvesni ir pigesni. Jie puikiai veikia ne tik avarinėmis situacijomis, bet ir lengvai susidoroja su kasdieninėmis energijos paklausomis.
„Aramco“ šiuo metu dirba prie gana nuostabaus projekto – jie derina saulės energiją su energijos kaupimo sistemomis (EKS), kad pagerintų dujų šulinių veikimą. Pradėję naudoti saulės baterijas dujų gavybos procese, jie nustatė, kad galima gerokai sumažinti dyzelino kuro naudojimą. Mažiau dyzelino reiškia mažiau išmetamų teršalų iš jų veiklos, be to, ilgainiui sutaupoma lėšų kuro kainoms. Atsižvelgiant į faktinius šių projektų rezultatus, „Aramco“ pastebi tikrą pažangą atkuriųjų veiklos rodiklių srityje po kelių veiklos metų. Įdomu tai, kad šis metodas galėtų pavykti ir kitur. Kitos įmonės, siekiančios sumažinti anglies pėdsaką, kartu išlaikydamos efektyvią veiklą, galėtų daug pasimokyti iš „Aramco“ iki šiol pasiektaus.
140 MWh galios stabilizavimo projektas Suomijoje kažkuo ypatingas kalbant apie baterijų energijos kaupimo sprendimus, skirtus išlaikyti elektros tinklo balansą. Viso šio projekto idėja buvo susidoroti su sudėtingomis problemomis, kai pasiūla nesuderinama su paklausa, užtikrinant tinklo patikimumą netgi didėjant atsinaujinančios energijos naudojimui. Kol kas matome, kad didelio masto energijos kaupimo sistemos veiksmingai stabilizuoja tinklus. Suomija nuosekliai diegia tokias sistemas visoje šalyje, kurios padeda judėti link protingesnės elektros tinklų sistemos, galinčios be jokio streso valdyti įvairių rūšių švarią energiją.
Daugiau nei 765 MW baterijų sistema, kurią Gruzija įdiegė savo elektros tinkluose, padeda geriau valdyti energiją ir pagal poreikį plesti galimybes. Projektas naudoja pažangią technologiją, kuri leidžia integruoti daugiau vėjo ir saulės energijos – tai gali tapti pavyzdžiu kitiems valstijoms. Ankstyvieji rezultatai rodo, kad baterijos palengvina tinklų valdymą, sumažina problemų valandų pikinėmis apkrovomis ir netikėtus kaštus. Tai, ką padarė Gruzija, gali tapti modeliu tiems, kurie siekia sustiprinti elektros tinklus ir pereiti prie švaresnių energijos šaltinių. Nuo tada, kai baterijos pradėjo veikti, jau pastebimi realūs patikimumo pagerinimai.
Elekros tinkluose dabar būtina išlaikyti balansą ir jų dažnio stabilumą. Šios pažengusios sistemos gali greitai tiekti energiją į tinklą arba ją pašalinti, kai tai būtina, kad būtų galima susidoroti su neįtikėtinomis elektros poreikių ir faktinio pasiūlymo svyravimais. Kai kurie duomenys rodo, kad tinkamos saugojimo priemonės gali sumažinti dažnio problemas maždaug perpus, todėl visa sistema veikia sklandžiau. Kai tinklai veikia nuosekliai ir patikimai, mažėja juodųjų skylių rizika, ypač tada, kai visi naudoja daug elektros, pavyzdžiui, vasaros vakarais ar žiemos rytuose.
Didėjanti patikimos energijos kaupimo būtinybė privertė daugybę ekspertų atkreipti dėmesį į modulinio dizaino sprendimus, ypač kaip jie susidoroja su sunkiomis klimato sąlygomis. Sukurtos iš medžiagų, atsparių kietam aplinkos poveikiui ir sukurtos taip, kad išlaikytų gamtos sukeltas apkrovas, šios sistemos toliau veikia tada, kai kitos jau galėtų sugesti. Lauko tyrimai taip pat parodė jų puikų našumą – kai kurios sistemos išlaiko naudingumo koeficientą virš 95 % net per stiprias audras ar karščius. Tai ypač vertinga, nes reiškia, kad elektros energija lieka prieinama tada, kai jos labiausiai reikia, o tai padeda kurti pasitikėjimą atsinaujinančiais energijos šaltiniais skirtingose regionuose, susiduriančiuose su neprognozuotais orų pokyčiais.
Rinkos prognozės rodo, kad globalus energijos kaupimo sektorius iki 2032 m. gali pasiekti apie 86,76 mlrd. JAV dolerių vertę, o tai rodo stabilų augimą, kai vis daugiau atsinaujinančios energijos įtraukiama į elektros tinklus kartu su vyriausybės politika, kuria remiama švari technologija. Pramonės ekspertai pažymi didėjantį susidomėjimą kaupimo galimybėmis, nes vėjo ir saulės energija ne visada yra prieinamos, kai jos reikalingos, todėl patikima atsarginė galimybė tampa būtina. Dar vienas šį rinką skatinantis veiksnys yra baterijų technologijų kainų mažėjimas, tuo tarpu žmonės tampa sąmoningesni dėl elektros naudojimo efektyvumo namuose ir darbe. Visos šios tendencijos kartu sudaro gana optimistišką vaizdą įmonėms, veikiančioms energijos kaupimo srityje, artimiausiuose metais.
Elekros kaupimas juda link didelio poslinkio, kai vis dažniau naudojamos hibridinės sistemos. Šios sistemos derina saulės energiją, vėjo jėgainių galią ir baterijų kaupiamą energiją, todėl visa sistema veikia geriau ir ilgiau tarnauja. Kai naudojamos skirtingos energijos rūšys, elektros poreikis tenkinamas protingiau nei pasikliovus tik vieno tipo energijos šaltiniu. Ši įvairovė iš tikrųjų daro mūsų energijos tiekimą patikimesnį pertraukimų ar ekstremalių oro sąlygų metu. Jau šiuo metu turime veikiančių hibridinių projektų visoje šalyje, kurie parodo, kaip šios sistemos gali būti plečiamos nuo mažų bendruomenių įrenginių iki didesnių elektros tinklų lygio operacijų. Išvados, padarytos iš šių realaus pasaulio tyrimų, padės formuoti ateities hibridinės energijos sprendimus visoje šalies energetikos infrastruktūroje.
Vyriausybės politikos ir finansinės paramos programų vaidmuo negali būti pervertintas, kai kalba eina apie tai, kad daugiau namų ūkių įdiegtų energijos kaupimo sistemas. Tokios paramos programos iš tiesų gana gerai padeda sumažinti šių sistemų kainą, taip pat padaro jas prieinamas platesnei šeimų visuomenės grupėms, nepaisant jų pajamų lygio. Pakanka pažvelgti į tas vietas, kur vyriausybės įgyvendino gerus paramos paketus – ten matome kur kas daugiau namų, turinčių savo energijos kaupimo sistemas. Žvelgiant į ateitį, kalbama apie tokių dalykų plėtimą kaip mokesčių lengvatos, piniginės grąžinimo išmokos bei specialūs finansavimo mechanizmai bendruomenės lygio kaupimo projektams. Tai gali rimtai padidinti susidomėjimą namų ūkio energijos kaupimo sprendimais, kai bendruomenės pradės matyti realią naudą iš bendrai naudojamų išteklių.