Εντάξει, άρα έχω σκάψει σε όλο αυτό το θέμα αποθήκευσης ενέργειας τον τελευταίο καιρό, και ειλικρινά; Είναι πολύ πιο ενδιαφέρον από όσο περίμενα. Ξεκίνησε επειδή ο γείτονάς μου πήρε ηλιακούς συλλέκτες και παραπονιόταν για το πώς είναι βασικά άχρηστοι τη νύχτα (duh), αλλά με έκανε να σκεφτώ το σύνολοαποθήκευση μπαταρίαςγωνία.
Η βασική φυσική πίσω από όλα αυτά
Εδώ είναι το θέμα - και μάλλον το απλοποιώ υπερβολικά, αλλά οποιαδήποτε - αποθήκευση ενέργειας δεν δημιουργεί στην πραγματικότητα ενέργεια από τον αέρα. Απλώς... το ανακατεύει. Ο πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής, σωστά; Η ενέργεια δεν μπορεί να δημιουργηθεί ή να καταστραφεί, απλώς μετατρέπεται από τη μια μορφή στην άλλη. Όταν λοιπόν μιλάμε για «αποθήκευση» ενέργειας, μιλάμε πραγματικά για τη μετατροπή της σε κάτι που μπορούμε να κρατήσουμε για λίγο.
Θυμάμαι τον καθηγητή μου στη φυσική να το εξηγεί με ΔU=Q + W (όπου το Q μεταφέρεται θερμότητα στο σύστημα και το W είναι δουλειά που γίνεται σε αυτό). Φαινόταν άσκοπο εκείνη την εποχή, αλλά τώρα είναι πραγματικά λογικό. Το σύστημα της μπαταρίας σας δεν είναι μαγικό - παίρνει ηλεκτρική ενέργεια και τη μετατρέπει σε χημική ενέργεια ή κινητική ενέργεια σε σφόνδυλο ή οτιδήποτε άλλο. Στη συνέχεια, όταν το χρειάζεστε πίσω, μπουμ, αντιστρέψτε τη διαδικασία.
Το θέμα της αποθήκευσης μπαταρίας είναι ίσως το πιο συνηθισμένο παράδειγμα που σκέφτονται οι άνθρωποι. Η χημική ενέργεια κάθεται εκεί και περιμένει. Όταν χρειάζεστε ηλεκτρική ενέργεια, η χημεία ανατρέπεται και βγαίνει η δύναμή σας. Αρκετά απλό, εκτός από τις περιπτώσεις που δεν είναι (περισσότερα για αυτό αργότερα επειδή η χημεία της μπαταρίας γίνεται ΠΑΡΑΕΡΓΟ).
Γιατί αυτό έχει μεγαλύτερη σημασία από όσο φαντάζεστε
Έτσι, ανανεώσιμες πηγές ενέργειας - άνεμος, ηλιακή, ωκεάνια ρεύματα, όλα αυτά. Είναι αναξιόπιστοι στο διάολο. Εννοώ, είμαι υπέρ της πράσινης ενέργειας, αλλά ας είμαστε ειλικρινείς: ο ήλιος δεν νοιάζεται για τις ώρες αιχμής χρήσης και ο άνεμος φυσάει όταν το θέλει. Αυτό είναι όπου η αποθήκευση ενέργειας μεγάλης κλίμακας-αλλάζει εντελώς το παιχνίδι.
Χωρίς αποθήκευση, ουσιαστικά πετάτε ενέργεια σε περιόδους αδράνειας-αιχμής ή όταν η παραγωγή είναι υψηλή. Με αποθηκευτικό χώρο; Εξομαλύνετε τα πάντα, καθιστώντας αυτές τις ιδιοσυγκρασιακές πηγές ενέργειας πραγματικά βιώσιμες για το δίκτυο.
Το κομμάτι των χρημάτων (γιατί φυσικά)
Αυτό είναι όπου γίνεται ενδιαφέρον για τους απλούς ανθρώπους. Ξέρετε πώς κοστίζει η ηλεκτρική ενέργεια διαφορετικά ποσά σε διαφορετικές χρονικές στιγμές; Τιμολόγηση Valley έναντι τιμολόγησης αιχμής; Τα συστήματα αποθήκευσης σάς επιτρέπουν να παίζετε αυτό το σύστημα. Φορτίστε όταν η ηλεκτρική ενέργεια είναι φθηνή (συνήθως κατά τη διάρκεια της νύχτας), στη συνέχεια χρησιμοποιήστε αυτήν την αποθηκευμένη ισχύ κατά τις ακριβές ώρες της ημέρας.
Το έχω ψάξει για τον δικό μου χώρο και η εξοικονόμηση κόστους είναι... καλά, δεν είναι ακόμα επαναστατικά, αλλά φτάνουν εκεί. Τα εμπορικά κτίρια το κάνουν ήδη επιθετικά. Ο φίλος μου εργάζεται σε ένα πολυώροφο-στο κέντρο της πόλης και προφανώς ολόκληρη η οικοδόμησή τους χρεώνει τη νύχτα και τις ακτές τις ακριβές απογευματινές ώρες. Οι πάγκοι φασολιών το λατρεύουν.
Το θέμα είναι ότι η τεχνολογία αποθήκευσης θα γίνει τυπική τελικά. Όχι μόνο για επιχειρήσεις - και για σπίτια. Είναι απλώς θέμα πότε τα οικονομικά ανατρέπονται εντελώς.
Αντίγραφο ασφαλείας έκτακτης ανάγκης (αλλά όχι όπως η γεννήτρια του παππού σας)
Εδώ είναι κάτι που δεν είχα πραγματικά σκεφτεί μέχρι να σκάψω βαθύτερα: αυτά τα συστήματα λειτουργούν κατά τη διάρκεια διακοπής ρεύματος. Σε αντίθεση με εκείνη τη γεννήτρια ντίζελ που κάθεται στο υπόγειό σας και την ανάβετε μια φορά το χρόνο (ίσως), τα συστήματα αποθήκευσης μπαταριών είναι ενεργοί συμμετέχοντες στο ενεργειακό σας σύστημα ΟΛΗ την ώρα.
Κατά τη διάρκεια των κανονικών λειτουργιών, κάνουν το αρμπιτράζ τους - αγοράζοντας χαμηλά, πουλώντας υψηλά, ουσιαστικά. Αλλά όταν το πλέγμα πέσει, μπαίνουν αμέσως. Χωρίς καθυστέρηση εκκίνησης, χωρίς ψάξιμο στο σκοτάδι να ψάχνεις τον διακόπτη της γεννήτριας. Και δεν καίτε ορυκτά καύσιμα απλώς κάθεστε εκεί περιμένοντας την εταιρεία ηλεκτρισμού να διορθώσει τις γραμμές της.
Η περιοχή μου είχε τρεις διακοπές ρεύματος πέρυσι (προφανώς η υποδομή του δικτύου γερνάει, ποιος ήξερε;), και κάθε φορά σκεφτόμουν πόσο ωραίο θα ήταν να είχα αποθηκευτικό χώρο στο διαδίκτυο. Το Netflix δεν παρακολουθεί τον εαυτό του, ξέρεις;
Η μεγαλύτερη εικόνα
Η αποθήκευση ενέργειας ως έννοια είναι ζωτικής σημασίας για ολόκληρη τη μετάβαση στο έξυπνο δίκτυο. Δεν μπορείτε να έχετε κατανεμημένη παραγωγή, μικροδίκτυα, ηλεκτρικά οχήματα που απογειώνονται παντού χωρίς ισχυρή αποθήκευση. Η τεχνολογία είναι θεμελιώδης λίθος - την απομακρύνει και ολόκληρο το όραμα καταρρέει.
Αλλά να τι με ενοχλεί: όλοι μιλούν για αποθήκευση σαν να είναι αυτό το λυμένο πρόβλημα. "Απλά προσθέστε μπαταρίες!" Ναι, σίγουρα. Εκτός από την πραγματική υποβάθμιση της μπαταρίας, οι αλυσίδες τροφοδοσίας για υλικά είναι αμφισβητήσιμες στην καλύτερη περίπτωση και οι απώλειες απόδοσης κατά τη διάρκεια των κύκλων φόρτισης/εκφόρτισης προστίθενται.
Η θερμοδυναμική απόδοση είναι ένα πράγμα στα χαρτιά. Πραγματική-παγκόσμια απόδοση με διακυμάνσεις θερμοκρασίας, κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης, απαιτήσεις συντήρησης; Εκεί μπλέκονται τα πράγματα. Έχω δει ισχυρισμούς για 85-95% απόδοση μετ' επιστροφής-για συστήματα ιόντων λιθίου, αλλά αυτές είναι εργαστηριακές συνθήκες. Βάλτε αυτό το σύστημα σε καλοκαίρι του Τέξας ή χειμώνα στη Μινεσότα και πείτε μου πώς αποδίδει μετά από πέντε χρόνια.
Λειτουργεί πραγματικά όμως;
Επιστρέφοντας στην αρχική ερώτηση - ναι, τα συστήματα αποθήκευσης μπαταριών ενέργειας λειτουργούν. Αλλά «δουλειά» κάνει κάποια βαριά άρση εκεί. Λειτουργούν με την έννοια ότι αποθηκεύουν και απελευθερώνουν ενέργεια. Εργάζονται για να κάνουν τις ανανεώσιμες πηγές πιο πρακτικές. Λειτουργούν στην παροχή εφεδρικής ισχύος και στην εξομάλυνση των διακυμάνσεων του δικτύου.
Λειτουργούν ως ολοκληρωμένη λύση σε όλα τα ενεργειακά μας προβλήματα; Ούτε καν κοντά. Γίνονται καλύτεροι κάθε χρόνο; Απολύτως. Η τεχνολογία βελτιώνεται, το κόστος μειώνεται και οι πραγματικές εγκαταστάσεις-του κόσμου αποδεικνύουν την ιδέα σε κλίμακα.
Νομίζω ότι το πιο ενδιαφέρον ερώτημα δεν είναι αν λειτουργούν, αλλά πόσο σύντομα θα λειτουργήσουν αρκετά καλά και αρκετά φθηνά ώστε να έχουν όλοι ένα. Επειδή η φυσική είναι καλή, η μηχανική είναι σταθερή και τα οικονομικά κίνητρα ευθυγραμμίζονται. Είναι απλά θέμα χρόνου η αποθήκευση ενέργειας να είναι τόσο συνηθισμένη όσο να έχετε έναν θερμοσίφωνα στο υπόγειό σας.
Αν και ειλικρινά, είμαι ακόμα στο φράχτη για να τραβήξω τη σκανδάλη για το δικό μου σπίτι. Η περίοδος απόσβεσης είναι ακόμα λίγο μεγάλη για τα γούστα μου και είμαι εγγενώς καχύποπτος για οτιδήποτε- πρώτης γενιάς. Ίσως σε άλλα δύο χρόνια όταν η επόμενη γενιά βγει στην αγορά...