Elektrinės energijos kaupiamosios baterijos svarbios balansuojant elektros tiekimą ir paklausą šių dienų elektros tinkluose. Kai saulės elektrinės ar vėjo jėgainės gamina daugiau elektros nei žmonės tada reikalinga, šios baterijos sugeria perteklių, kad jis nueitų vėjais. Vėliau, kai paklausa šuoliuoja – pavyzdžiui, per aukšto krūvio valandas arba karštomis vasaros popietėmis – jos grąžina visą sukauptą energiją atgal į sistemą. Tyrimai rodo, kad baterijų kaupimo įrengimas gali padidinti tinklo patikimumą maždaug 15 procentų, todėl jos tampa būtinomis, kad būtų išlaikytas įtampos stabilumas ir dažnio nuoseklumas. Kuo daugiau į tinklus patenka švarios energijos, tuo svarbesnė tokio tipo lanksti energijos valdymo sistema, nes vėjas nepučia visą laiką, o saulė nešviečia kiekvieną dieną, todėl turėti patikimus atsarginius variantus svarbiau nei anksčiau.
Tiems, kurie interesuojasi specifiniais sprendimais, daugelis įmonių gamina inovatyvias energijos saugojimo baterijas, kurios užtikrina efektyvų energijos taupymą ir greitą reakciją į keičiančias tiekimo-poreikio sąlygas.
Dėl šių dienų geresnės energijos kaupimo technologijos decentralizuotos energijos tiekimo įgyvendinamumas sparčiai auga. Dabar žmonės ir įmonės gali gaminti pačių energiją, laikyti ją vietiniuose kaupikliuose ir vartoti reikiamą kiekį tada, kai jis reikalingas. Tai sumažina priklausomybę nuo didelių centrinės energijos stotelių, į kurias visi jau pripratome. Kai kas nors nutinka su pagrindine elektros tinklo sistema, bendruomenės, turinčios vietines energijos sistemas, paprastai geriau išgyvena tokias situacijas. Paimkime San Diegą, kur kaimynystės su saulės elektrinėmis ir energijos kaupikliais veikė net tada, kai visame mieste prasidėjo elektros tiekimo pertraukimas praėjus vasarą. Daugelyje vietovių, kurios pereina prie šios sistemos, pastebima mažesnė apkrova pagrindinėse elektros linijose ir bendrai mažesni elektros sąskaitos. Taip pat nereikia pamiršti ir mikrotinklų. Šios mažos, savarankiškos energijos sistemos, paremtos gerais kaupimo technologijomis, užtikrina būtiniausias paslaugas per didelius elektros tiekimo pertraukimus, o tai reiškia, kad ligoninės gali toliau veikti, o mažmenininkų parduotuvės gali laikyti maistą šaldytuvuose, kol bus atkuriama įprasta elektros tiekimo sistema.
Palaikydami vietinę energijos gamybą ir vartojimą, šie sistemos ne tik prisideda prie energijos išlaidų mažinimo, bet ir sutampa su tvarumo tikslais ir infrastruktūros atsparumu, keliajant link patobulintos energijos nepriklausomybės.
Elektros energijos kaupimas svarbiai prisideda prie problemų, kylančių dėl nevienodo saulės baterijų ir vėjo jėgainių tiekiamo elektros kiekio, sprendimo, užtikrindamas elektros buvimą tada, kai jos iš tikrųjų reikia. Kaupiamosios baterijos veikia surinkdamos papildomą elektros energiją, pagamintą saulėtomis dienomis ar vėjiningomis naktimis, ir laikydamos ją, kol sumažėja saulės šviesos ar vėjo intensyvumas. Toks balansavimas neleidžia elektros tinklui veikti chaotiškai, o tai ypač svarbu, kai vis daugiau namų ūkių ir įmonių naudoja atnaujinamas energijos rūšis. Remiantis naujausiais tyrimais, šių baterijų sistemų naudojimas kartu su švariais energijos šaltiniais daugelyje atvejų sumažina priklausomybę nuo senųjų anglių ir dujų elektrinių maždaug 30 procentų. Rezultatas? Mažiau šiltnamio efektą sukeliančių dujų pateks į atmosferą, tuo tarpu bendruomenėse vis tiek lieka įjungta apšvietimas ir sklandžiai veikia prietaisai.
Kai energija yra gaminama, jos perkėlimas tampa labai svarbus, kad būtų išnaudota visa mūsų elektros tiekimo tinklų galia. Akuumuliatoriai leidžia įmonėms sutaupyti elektrinę energiją, pagamintą naktį ar anksti ryte, kai paklausa maža, o vėliau išleisti šią atsargą, kai daugiausiai jos reikia – popiet ir vakare. Ir finansinė nauda čia yra nemaža. Elektrinės uždirba daugiau parduodamos atsargas už aukštesnę kainą, tuo tarpu paprasti žmonės moka mažiau už savo mėnesinius mokesčius. Šie baterijų įrenginiai veikia geriausiai tada, kai įjungiami brangių valandų metu, todėl sumažėja visų išlaidos. Ypač saulės ir vėjo elektrinėms tokio tipo laiko valdymas leidžia šiems ekologiškiems projektams tapti pelningiems. Ir kai visi stengiamės atsitraukti nuo fosilinių kuro šaltinių, geresnis kontrolė, kada teka energija, padeda tiek aplinkai, tiek mūsų piniginei vienu metu.
Kalifornija siekia iki 2030 m. pasiekti 80 % atsinaujinančios energijos naudojimą, o energijos kaupimo technologijos svarbiai prisideda prie elektros tinklo stabilumo šios permainos metu. Praktiškai patvirtinta, kad kai pradeda veikti stambios baterijų įkrovimo sistemos, jos padeda valdyti saulės ir vėjo energijos svyravimus, tuo pačiu mažinant priklausomybę nuo fosilinių kuro šaltinių. Kai kurios eksperimentinės programos netgi sumažino elektros vartojimą aukštojoje paklausos valandų, todėl baterijos atrodo kaip protingas investicijų į švaresnes energijos rūšis variantas. Į ateitį žvelgiant, tokios energijos kaupimo technologijos bus būtinos, jei Kalifornija nori pasiekti savo ekologinius tikslus, neužtikrindama patikimos elektros tiekimo visoje valstijoje.
Litio jonų baterijų kaina pastaraisiais metais smarkiai sumažėjo – iš tikrųjų ji sumažėjo maždaug 89 % nuo ankstyvojo 2010 metų. Tokios didelės sutaupytos lėšos padarė jas pageidaujamu pasirinkimu daugelyje energijos kaupimo atvejų, todėl šios baterijos dabar naudojamos tiek gamyklų, tiek namų ūkiuose. Žmonės mėgsta šias baterijas, nes jos gerai veikia, tuo tarpu jų kaina yra mažesnė nei alternatyvų, todėl jos tinka tiek mažiems namų ūkiams, norintiems atsarginės energijos, tiek didelėms įmonėms, reikalaujančioms elektros tinklo palaikymo. Pažvelgus į pramonės skaičius, pasakojama ta pati istorija – litio jonai užima daugiau nei 90 % dabartinės rinkos dalies, tai parodo, kiek verslo pasitiki šia technologija. Jų populiarumas reiškia, kad kai kas nors kalba apie elektros kaupimą šiais laikais, dažniausiai kalbama apie litio jonų sistemas. Šios baterijos iš esmės sujungia senąsias energijos gamybos priemones su naujesnėmis žaliomis metodikomis, kurias šiandien matome vis aplink mus.
Tekėjimo baterijos ir baterijos su kietąja būsena vis labiau konkuruoja su tradicinėmis litio jonų technologijomis, daugiausiai dėl ilgesnio jų tarnavimo laiko ir geresnės saugos. Tekėjimo baterijos puikiai veikia didelio masto projektams, nes galime atskirai didinti saugojimo talpą nuo galios išvesties, o tai ilgalaikėms energijos reikmėms atitinka geriau nei dabartinės galimybės. Tuo tarpu baterijos su kietąja būsena sumažina gaisro riziką ir perkaitimo problemas, todėl daugelis jų stebi su didele nuopelnų svarba elektros tinklams. Šie nauji baterijų tipai taip pat talpina daugiau energijos į mažesnes erdves. Tai, kas šiuos sprendimus išskiria, nėra tik jų dabartinė nauda, bet ir tai, kaip jie traukia investicijas į protingesnes elektros tinklų technologijas. Abu šie sprendimai siūlo saugesnį veikimą ir kartu yra mastelio pritaikomi, todėl tai yra svarbus žingsnis plėtojant mūsų atsinaujinančios energijos sistemas, kas puikiai atitinka visuotinus pastangas tvariai aplinkai.
Naudojant senas EV baterijas stacionariam energijos kaupimui, pasiekiama ne tik ekologinė nauda, bet ir sumažėja išlaidos. Tyrimai rodo, kad įmonės, kartojančios naudotų baterijų panaudojimą vietoj naujų gamybos, sutaupo medžiagų išlaidų ir padeda mažinti elektroninio šiukšlių kalną, kuris vis auga. Su milijonais elektrinių automobilių, kasmet išvykstančių į kelius, atsiranda tikra galimybė panaudoti šią atsargą atsarginės energijos tiekimui, ypač kai vakare padidėja elektros poreikis. Ne tik suteikiant naudotoms baterijoms antrą gyvenimą, tokia praktika iš tikrųjų palaiko švaresnes operacijas visoje energijos pramonėje. Elektrinių transporto priemonių naudojimo plėtimasis visą laiką didėja, todėl paverčiant išnaudotas automobilio baterijas tinklo energijos saugojimo priemonėmis, galima gauti būtiną paramą aukšto vartojimo metu. Toks baterijų perdirbimas padeda geriau valdyti energijos apkrovas ir artina mus prie visų aptariamos žalesnės energetikos ateities.
Šiuo metu Azijos ir Ramiojo vandenyno regionas užima apie 45 % pasaulinės energijos kaupimo rinkos dalį, todėl jis yra aiškus šios srities lyderis. Daugeliu atvejų tai susiję su pastaruoju Kinijos veiksmingais investavimais į saugyklas. Artimiausiais metais Pekinas planuoja per penkerius metus įdiegti apie 31 gigovatą naujų baterijų saugojimo pajėgų. Toks plėtimasis turėtų padėti stabilizuoti elektros tinklus ir pagerinti jų veikimą pikinėmis apkrovomis. Siekis didinti saugojimo pajėgas nėra susijęs tik su dabartinėmis elektros energijos paklausa. Tai taip pat rodo, kaip rimtai Azijos šalys vertina atsinaujinančiuosius energijos šaltinius. Vyriausybės visame regione taiko įvairius skatinimus ir reglamentus, kurie skatina verslą ir namų ūkius greičiau priimti saugojimo technologijas. Visos šios pastangos tikrai padeda Azijai įtvirtinti svarbią poziciją pasaulinėje energijos kaupimo rinkoje.
Šiuo metu Šiaurės Amerikos energijos kaupimo rinkos auga įspūdinga sparta, sudarydama apie 29 % sudėtinį metinį augimo tempą. Daugeliu atvejų šis judėjimas kyla dėl reguliavimo pokyčių, ypač FERC 841 order, kuris leidžia saugojimo sistemoms tiesiogiai prisijungti prie energijos rinkų. Ką tai reiškia? Na, tai atveria duris naujoms idėjoms ir pritraukia daugiau dėmesio į šią sritį. Pramonės ekspertai mano, kad tokio tipo reglamentai skatins dar daugiau saugojimo sistemų diegimą visame žemyne. Matant, kokia sparčiai viskas judėja į priekį, akivaizdu, kad Šiaurės Amerikos šalys rimtai žiūri į geresnės saugojimo technologijos diegimą savo elektros tinkluose. Ir nuoširdžiai, kas gali prieštarauti kažkam, kas padeda tiek piniginei, tiek planetai?
Pasaulinės energijos kaupimo galios vidurinėje amžiaus dalyje gali pasiekti apie 278 gigavatus pagal naujausius prognozavimus. Toks augimas rodo, ką daugelis šalių šiuolaikiniu metu daro dėl švarios energijos. Geriau baterijos nuolat tobulinamos, o vyriausybės priima įstatymus, kurie palaiko kaupimo plėtrą. Energijos ekspertai iš viso pasaulio dabar laiko kaupimą labai svarbiu, jei norime pasiekti savo klimato tikslus ir užtikrinti elektros tiekimą perėjus prie atnaujinamųjų energijos šaltinių. Augant šiai kaupimo galimybei, tampa aiškiau, kodėl svarbu kaupimas elektros tinklų veikimui ateityje. Mes kuriame tinklus, kurie gebės geriau prisitaikyti prie svyravimų ir ilgiau veikti nekenkdami planetai.
Mašininis mokymasis suteikia didelę naudą energijos paskirstymo operacijoms dėl geriau prognozuojamos paklausos, kuri padeda maksimaliai panaudoti baterijas. Atliekant analizę pagal ankstesnius energijos suvartojimo modelius, šie inteligentiški algoritmai nustato, kada reikia kaupti energiją, o kada ją išleisti, todėl sumažėja išlaidos ir pagerėja visos sistemos veikimas. Kai kurios studijos taip pat rodo tikrus skaičius – pastebėta, kad mašininio mokymosi pritaikymas tinklo valdyme sutaupo apie 15 % energijos kaštų. Šią tendenciją daro įspūdinga tai, kad prognozuojantis paskirstymas nuolat tobulina tiek baterijų kaupimo sistemų, tiek visų išmaniųjų tinklų veikimą skirtingose vietose.
Virtualios energijos gamyklų sistemos, arba trumpai VPP, keičia būdą, kuriuo valdome energiją visoje elektros tinklo struktūroje. Šios sistemos sujungia įvairius išsibarsčiusius energijos šaltinius, tokius kaip baterijos ir saulės elektrinės, kad visos kartu veiktų kaip viena didelė energijos vienetas. Tai, kas šią strategiją daro ypatingą, yra tai, kad ji padeda geriau balansuoti elektros poreikį, nukreipia energiją ten, kur jos labiausiai reikia, o taip pat daro visą tinklo sistemą atsparesnę sutrikimams. Jau pradedame matyti, kad tokios virtualios energijos sistemos vis daugiau plinta, o tai reiškia, kad net mažos įmonės ir atskiri namų savininkai netrukdytų galėti parduoti papildomą energiją atgal į rinką, o ne tik pasikliauti tradicinėmis energijos tiekimo įmonėmis. Atsižvelgiant į dabartinę situaciją, akivaizdu, kad VPP technologijos žais svarbų vaidmenį plečiant mūsų gebėjimą kaupti atsinaujinančią energiją, o tai padarys švarią energiją prieinamesnę nei kada nors anksčiau.
Pastarėme įdomų judėjimą energijos kaupimo srityje link 4 valandų trukmės sistemų. Jos padeda išlaikyti elektros tinklą stabilų, kai tai ypač svarbu, ir valdyti sudėtingas aukštos apkrovos valandų, kurios labai apkrauna mūsų elektros tinklus. Tai, kas išskiria šias sistemas, yra jų gebėjimas paleisti sukauptą elektros energiją būtent tada, kai ji labiausiai reikalinga – per elektros tiekimo pertraukimus ar netikėtą suvartojimo šuolį. Sektoriaus analitikai pastaruoju metu gana aktyviai propaguoja tokių sistemų diegimą įvairiose šalių vietose, nes jos veiksmingai veikia tiek reikalinga atsarginė elektros energija ligoninėms, tiek siekiant išlyginti kasdienes energijos vartojimo svyravimus. Augant atsinaujinančių energijos šaltinių dalies mūsų energijos balanse, patikimų saugojimo sprendimų svarba eksponentiškai didėja. Ši tendencija artimiausiu metu neketina lėtėti, nes vis daugiau bendruomenių suvokia investicijų į protingesnę elektros tinklų infrastruktūrą naudą.