Како глобална потражња за енергијом наставља да расте, потреба за ефикасним системима за складиштење енергије постаје све важнија. Системи за складиштење енергије играју кључну улогу у подршци интеграцији обновљивих извора енергије, побољшању стабилности мреже и смањењу ослањања на традиционална фосилна горива. Данас постоје различите врсте система за складиштење енергије, од којих сваки има своје јединствене карактеристике и апликације. У овом чланку ћемо истражити пет различитих типова система за складиштење енергије и размотрити њихове кључне карактеристике, предности и потенцијалне изазове.
Системи за складиштење механичке енергије складиште енергију у облику механичке енергије, која се по потреби може поново претворити у електричну енергију. Један уобичајени пример складиштења механичке енергије је пумпна хидроакумулација, где се вишак електричне енергије користи за пумпање воде из нижег резервоара на вишу надморску висину. Када је потребна електрична енергија, ускладиштена вода се ослобађа за погон турбина и производњу енергије. Други примери система за складиштење механичке енергије укључују замајце и системе за складиштење енергије компримованог ваздуха (ЦАЕС).
Хидроакумулација са пумпом је једна од најзрелијих и најраспрострањенијих технологија за складиштење енергије, са доказаном евиденцијом поузданости и ефикасности. Нуди велики капацитет складиштења и може да обезбеди стабилност мреже и услуге балансирања оптерећења. Међутим, високи капитални трошкови и захтеви специфични за локацију ограничили су његово широко усвајање. Замајац и ЦАЕС системи се појављују као обећавајуће алтернативе, нудећи брзо време одзива и флексибилне опције примене.
Системи за складиштење електричне енергије складиште енергију у облику електричног потенцијала, обично користећи батерије или кондензаторе. Батерије су најчешћа и најразноврснија технологија складиштења електричне енергије, са широко распрострањеном применом у преносивој електроници, електричним возилима и складиштењу енергије у мрежи. Литијум-јонске батерије, оловно-киселинске батерије и проточне батерије су међу најчешће коришћеним технологијама батерија.
Литијум-јонске батерије постале су де фацто стандард за преносиву електронику и електрична возила због своје велике густине енергије, дугог животног века и могућности брзог пуњења/пражњења. Они такође добијају на снази у апликацијама на нивоу мреже, нудећи скалабилна и модуларна решења за интеграцију обновљивих извора енергије и бријање на врхунцу. Оловне батерије, иако мање густоће енергије и краћег века од литијум-јонских батерија, и даље се широко користе у стационарним системима за складиштење енергије због ниске цене и доказаних перформанси. Проточне батерије, као што су ванадијум редокс проточне батерије, привлаче пажњу својим дугим животним циклусом, високом ефикасношћу и одвојеном снагом и енергетским капацитетом.
Системи за складиштење топлотне енергије складиште енергију у облику топлоте, која се може ослободити и претворити у електричну енергију или користити за апликације за грејање и хлађење. Један уобичајени пример складиштења топлотне енергије је складиште растопљене соли, које се често користи у постројењима за концентрисање соларне енергије (ЦСП). Вишак соларне енергије се користи за загревање растопљене соли, која се затим може складиштити и користити за производњу паре и погон турбина када соларна енергија није доступна.
Системи за складиштење топлотне енергије нуде високу густину енергије и могућности дуготрајног складиштења, што их чини погодним за омогућавање интеграције и диспечерности обновљиве енергије. Међутим, сложеност и цена система за складиштење топлотне енергије, као и потреба за високотемпературним изворима топлоте, ограничили су њихову широку примену.
Системи за складиштење хемијске енергије складиште енергију у облику хемијских веза, као што су водоник или синтетичка горива. Складиштење водоника је посебно изазвало значајно интересовање као чист и свестран носилац енергије за различите примене, укључујући транспорт, индустријске процесе и производњу енергије. Водоник се може произвести електролизом воде коришћењем обновљиве електричне енергије и ускладиштити за каснију употребу у горивим ћелијама или моторима са унутрашњим сагоревањем.
Складиштење водоника нуди високу густину енергије и способност дуготрајног складиштења, што га чини обећавајућом опцијом за балансирање повремене производње обновљиве енергије и декарбонизацију различитих сектора. Међутим, изазови у вези са производњом, складиштењем, транспортом и технологијама конверзије водоника још увек се морају решити да би се постигла широка комерцијализација.
Системи за складиштење електрохемијске енергије складиште енергију у облику хемијског потенцијала, користећи редокс реакције за складиштење и ослобађање електричне енергије. Једна од најпознатијих технологија електрохемијског складиштења енергије је батерија редокс протока, која користи два раствора електролита одвојена мембраном. Током пуњења, електролити пролазе кроз редокс реакције, складиштејући електричну енергију. Током пражњења, реверзне реакције ослобађају ускладиштену енергију.
Редок флов батерије нуде предност скалабилног и флексибилног капацитета енергије и снаге, што их чини погодним за апликације за складиштење енергије у мрежи. Они такође нуде потенцијал за дуг животни век циклуса и брзо време одзива, иако изазови који се односе на цену, ефикасност и перформансе материјала још увек треба да се реше ради широког усвајања.
Укратко, системи за складиштење енергије играју кључну улогу у омогућавању преласка на одрживију и отпорнију енергетску будућност. Сваки тип система за складиштење енергије има своје јединствене карактеристике и примене, са различитим нивоима зрелости, перформанси и цене. Како технологија напредује и остварује се економија обима, очекује се да ће системи за складиштење енергије играти све важнију улогу у подршци интеграцији обновљивих извора енергије и побољшању поузданости и стабилности мреже. Континуирани напори у истраживању, развоју и примени су од суштинског значаја за реализацију пуног потенцијала система за складиштење енергије и покретање транзиције ка одрживијем и сигурнијем енергетском пејзажу.
.