Minsan mas maganda ang dalawa kaysa isa. Ang pagsasama ng solar energy at mga teknolohiya ng imbakan ay isang ganoong kaso. Ang dahilan: Ang solar energy ay hindi palaging nagagawa sa oras na kinakailangan ang enerhiya. Pinakamataas na paggamit ng kuryente madalas na nangyayari sa tag-araw hapon at gabi kapag bumabagsak ang pagbuo ng solar energy. Ang mga temperatura ay maaaring maging pinakamainit sa mga oras na ito, at ang mga taong nagtatrabaho sa araw ay umuuwi at nagsimulang gumamit ng kuryente upang palamig ang kanilang mga tahanan, magluto, at magpatakbo ng mga appliances.
Ang storage ay nakakatulong sa solar na mag-ambag sa supply ng kuryente kahit na hindi sumisikat ang araw. Makakatulong din ito sa pakinisin ang mga variation sa kung paano dumadaloy ang solar energy sa grid. Ang mga pagkakaiba-iba na ito ay nauugnay sa mga pagbabago sa dami ng sikat ng araw na sumisikat photovoltaic (PV) na mga panel o tumutok sa solar-thermal power (CSP) na mga sistema. Ang produksyon ng solar energy ay maaaring maapektuhan ng panahon, oras ng araw, ulap, alikabok, haze, o mga sagabal tulad ng mga anino, ulan, niyebe, at dumi. Minsan ang pag-iimbak ng enerhiya ay kasama sa, o inilalagay sa tabi ng, isang solar energy system, at kung minsan ang storage system ay nakatayo nang mag-isa, ngunit sa alinmang configuration, makakatulong ito sa mas epektibong pagsasama ng solar sa landscape ng enerhiya.
Ano ang Imbakan ng Enerhiya?
Ang "Storage" ay tumutukoy sa mga teknolohiyang maaaring kumuha ng kuryente, mag-imbak nito bilang isa pang anyo ng enerhiya (kemikal, thermal, mekanikal), at pagkatapos ay ilabas ito para magamit kapag ito ay kinakailangan. Mga bateryang Lithium-ion ay isa sa gayong teknolohiya. Bagama't ang paggamit ng pag-iimbak ng enerhiya ay hindi kailanman 100% episyente—ang ilang enerhiya ay palaging nawawala sa pag-convert ng enerhiya at pagkuha nito—ang imbakan ay nagbibigay-daan sa kakayahang umangkop na paggamit ng enerhiya sa iba't ibang oras mula noong ito ay nabuo. Kaya, maaaring mapataas ng storage ang kahusayan at katatagan ng system, at mapapabuti nito ang kalidad ng kuryente sa pamamagitan ng pagtutugma ng supply at demand.
Ang mga pasilidad ng imbakan ay naiiba sa parehong kapasidad ng enerhiya, na kung saan ay ang kabuuang dami ng enerhiya na maaaring maimbak (karaniwan ay sa kilowatt-hours o megawatt-hours), at power capacity, na kung saan ay ang dami ng enerhiya na maaaring ilabas sa isang partikular na oras ( kadalasan sa kilowatts o megawatts). Maaaring gamitin ang iba't ibang enerhiya at kapasidad ng imbakan upang pamahalaan ang iba't ibang gawain. Ang panandaliang pag-iimbak na tumatagal lamang ng ilang minuto ay magtitiyak na ang isang solar plant ay tumatakbo nang maayos sa panahon ng mga pagbabago sa output dahil sa pagdaan ng mga ulap, habang ang pangmatagalang imbakan ay makakatulong sa pagbibigay ng supply sa mga araw o linggo kapag ang paggawa ng solar energy ay mababa o sa panahon ng isang pangunahing kaganapan sa panahon. , Halimbawa.
Mga Bentahe ng Pagsasama ng Imbakan at Solar
Pagbabalanse ng mga karga ng kuryente – Kung walang imbakan, ang kuryente ay dapat na mabuo at maubos nang sabay, na maaaring mangahulugan na ang mga grid operator ay tumatagal ng ilang henerasyon nang offline, o "bawasan" ito, upang maiwasan ang labis na henerasyon at mga isyu sa pagiging maaasahan ng grid. Sa kabaligtaran, maaaring may iba pang mga oras, pagkatapos ng paglubog ng araw o sa maulap na araw, kung kailan kakaunti ang solar production ngunit maraming pangangailangan para sa kuryente. Ipasok ang storage, na maaaring punan o ma-charge kapag mataas ang generation at mababa ang konsumo ng kuryente, pagkatapos ay ibibigay kapag mataas ang load o demand. Kapag ang ilan sa elektrisidad na ginawa ng araw ay inilagay sa imbakan, ang kuryenteng iyon ay magagamit sa tuwing kailangan ito ng mga grid operator, kabilang ang paglubog ng araw. Sa ganitong paraan, ang imbakan ay nagsisilbing isang patakaran sa seguro para sa sikat ng araw.
“Pagpapatibay” ng solar generation – Maaaring matiyak ng panandaliang imbakan na ang mabilis na pagbabago sa henerasyon ay hindi makakaapekto sa output ng isang solar power plant. Halimbawa, ang isang maliit na baterya ay maaaring gamitin upang sumakay sa isang maikling henerasyong pagkagambala mula sa isang dumaraan na ulap, na tumutulong sa grid na mapanatili ang isang "matatag" na suplay ng kuryente na maaasahan at pare-pareho.
Pagbibigay ng katatagan – Ang solar at storage ay maaaring magbigay ng backup na power sa panahon ng pagkaputol ng kuryente. Maaari nilang panatilihing gumagana ang mga kritikal na pasilidad upang matiyak ang tuluy-tuloy na mahahalagang serbisyo, tulad ng mga komunikasyon. Magagamit din ang solar at storage para sa mga microgrid at mas maliliit na application, tulad ng mga mobile o portable power unit.
Mga Uri ng Imbakan ng Enerhiya
Ang pinakakaraniwang uri ng pag-iimbak ng enerhiya sa grid ng kuryente ay pumped hydropower. Ngunit ang mga teknolohiya ng imbakan na kadalasang isinasama sa mga solar power plant ay ang mga electrochemical storage (baterya) na may mga PV plant at thermal storage (mga likido) na may mga halaman ng CSP. Ang iba pang mga uri ng storage, gaya ng compressed air storage at flywheels, ay maaaring may iba't ibang katangian, gaya ng napakabilis na paglabas o napakalaking kapasidad, na ginagawang kaakit-akit sa mga grid operator. Higit pang impormasyon sa iba pang mga uri ng storage ay nasa ibaba.
Pumped-Storage Hydropower
Pumped-storage hydropower ay isang teknolohiya sa pag-iimbak ng enerhiya batay sa tubig. Ginagamit ang elektrikal na enerhiya upang magbomba ng tubig paakyat sa isang reservoir kapag mababa ang pangangailangan ng enerhiya. Sa ibang pagkakataon, ang tubig ay maaaring pahintulutang dumaloy pabalik pababa at magpaikot ng turbine upang makabuo ng kuryente kapag mataas ang demand. Ang pumped hydro ay isang mahusay na nasubok at mature na teknolohiya sa pag-iimbak na ginamit sa Estados Unidos mula noong 1929. Gayunpaman, nangangailangan ito ng angkop na mga landscape at reservoir, na maaaring natural na lawa o gawa ng tao sa pamamagitan ng paggawa ng mga dam, na nangangailangan ng mahabang mga permit sa regulasyon, mahaba oras ng pagpapatupad, at malaking paunang kapital. Maliban sa energy arbitrage, ang halaga ng pumped hydro ng mga serbisyo upang pagsamahin ang mga variable na renewable ay hindi ganap na maisasakatuparan, na maaaring magpahaba sa panahon ng pagbabayad sa pananalapi. Ito ang ilan sa mga dahilan kung bakit hindi naitayo ang pumped hydro kamakailan, kahit na ang interes ay nakikita mula sa mga kahilingan sa Federal Energy Regulatory Commission para sa mga paunang permit at lisensya.
Imbakan ng Electrochemical
Marami sa atin ang pamilyar sa mga electrochemical na baterya, tulad ng makikita sa mga laptop at mobile phone. Kapag ang kuryente ay ipinasok sa isang baterya, nagiging sanhi ito ng isang kemikal na reaksyon, at ang enerhiya ay nakaimbak. Kapag ang baterya ay na-discharge, ang kemikal na reaksyon na iyon ay nababaligtad, na lumilikha ng boltahe sa pagitan ng dalawang elektrikal na contact, na nagiging sanhi ng pag-agos ng kuryente palabas ng baterya. Ang pinakakaraniwang chemistry para sa mga cell ng baterya ay lithium-ion, ngunit ang iba pang mga karaniwang opsyon ay kinabibilangan ng lead-acid, sodium, at nickel-based na mga baterya.
Imbakan ng Thermal Energy
Ang thermal energy storage ay isang pamilya ng mga teknolohiya kung saan ang isang likido, gaya ng tubig o tinunaw na asin, o iba pang materyal ay ginagamit upang mag-imbak ng init. Ang thermal storage material na ito ay iniimbak sa isang insulated tank hanggang sa kailanganin ang enerhiya. Ang enerhiya ay maaaring gamitin nang direkta para sa pagpainit at paglamig, o maaari itong gamitin upang makabuo ng kuryente. Sa mga sistema ng imbakan ng thermal energy na inilaan para sa kuryente, ang init ay ginagamit upang pakuluan ang tubig. Ang nagreresultang singaw ay nagtutulak ng turbine at gumagawa ng kuryente gamit ang parehong kagamitan na ginagamit sa kumbensyonal na mga istasyon ng pagbuo ng kuryente. Ang pag-iimbak ng thermal energy ay kapaki-pakinabang sa mga halaman ng CSP, na nakatutok sa sikat ng araw sa isang receiver upang magpainit ng gumaganang likido. Ang supercritical carbon dioxide ay ginagalugad bilang isang gumaganang likido na maaaring samantalahin ang mas mataas na temperatura at bawasan ang laki ng pagbuo ng mga halaman.
Imbakan ng Flywheel
Ang flywheel ay isang mabigat na gulong na nakakabit sa isang umiikot na baras. Ang paggastos ng enerhiya ay maaaring gawing mas mabilis ang pag-ikot ng gulong. Ang enerhiya na ito ay maaaring makuha sa pamamagitan ng paglakip ng gulong sa isang de-koryenteng generator, na gumagamit ng electromagnetism upang pabagalin ang gulong at makagawa ng kuryente. Bagama't mabilis na makakapagbigay ng kapangyarihan ang mga flywheel, hindi sila makakapag-imbak ng maraming enerhiya.
Imbakan ng Compressed Air
Ang mga compressed air storage system ay binubuo ng malalaking sisidlan, tulad ng mga tangke, o mga natural na pormasyon, tulad ng mga kuweba. Ang isang compressor system ay nagbobomba sa mga sisidlan na puno ng may presyon ng hangin. Pagkatapos ang hangin ay maaaring ilabas at magamit upang magmaneho ng turbine na gumagawa ng kuryente. Ang mga umiiral na sistema ng pag-imbak ng enerhiya ng naka-compress na hangin ay kadalasang gumagamit ng inilabas na hangin bilang bahagi ng isang natural na gas power cycle upang makagawa ng kuryente.
Mga Panggatong ng Solar
Ang solar power ay maaaring gamitin upang lumikha ng mga bagong gasolina na maaaring sunugin (sunugin) o ubusin upang magbigay ng enerhiya, na epektibong nag-iimbak ng solar energy sa mga chemical bond. Kabilang sa mga posibleng fuel na sinusuri ng mga mananaliksik ay ang hydrogen, na ginawa sa pamamagitan ng paghihiwalay nito mula sa oxygen sa tubig, at methane, na ginawa sa pamamagitan ng pagsasama ng hydrogen at carbon dioxide. Ang methane ay ang pangunahing bahagi ng natural na gas, na karaniwang ginagamit upang makagawa ng kuryente o init ng mga tahanan.
Virtual Storage
Maaari ding mag-imbak ng enerhiya sa pamamagitan ng pagbabago kung paano natin ginagamit ang mga device na mayroon na tayo. Halimbawa, sa pamamagitan ng pagpainit o pagpapalamig sa isang gusali bago ang inaasahang pinakamataas na pangangailangan ng kuryente, ang gusali ay maaaring "mag-imbak" ng thermal energy na iyon upang hindi na ito kailangang kumonsumo ng kuryente sa susunod na araw. Ang gusali mismo ay kumikilos bilang isang termos sa pamamagitan ng pag-iimbak ng malamig o mainit na hangin. Ang isang katulad na proseso ay maaaring ilapat sa mga pampainit ng tubig upang maikalat ang demand sa buong araw.
Sa huli, ang mga residential at komersyal na solar customer, at mga utility at malakihang solar operator, ay maaaring makinabang mula sa solar-plus-storage system. Habang nagpapatuloy ang pananaliksik at bumababa ang mga gastos sa solar energy at storage, ang mga solusyon sa solar at storage ay magiging mas naa-access sa lahat ng mga Amerikano.
