Unsaon pagtipig sa elektrisidad gikan sa grid?

Sa miaging 50 ka tuig, adunay padayon nga pagtaas sa global nga konsumo sa elektrisidad, nga adunay gibanabana nga paggamit sa hapit 25,300 terawatt-hours sa tuig 2021. Uban sa transisyon padulong sa industriya 4.0, adunay pagtaas sa mga panginahanglanon sa enerhiya sa tibuuk kalibutan. Kini nga mga numero nagdugang matag tuig, wala’y labot ang mga kinahanglanon sa kuryente sa industriya ug uban pang sektor sa ekonomiya. Kini nga pagbalhin sa industriya ug pagkonsumo sa kusog nga kusog giubanan sa labi ka makita nga epekto sa pagbag-o sa klima tungod sa sobra nga pagbuga sa mga greenhouse gas. Sa pagkakaron, kadaghanan sa mga planta ug pasilidad sa paghimo og kuryente nagsalig pag-ayo sa mga tinubdan sa fossil fuel (lana ug gas) aron matubag ang maong mga panginahanglan. Kini nga mga kabalaka sa klima nagdili sa dugang nga paghimo sa enerhiya gamit ang naandan nga mga pamaagi. Sa ingon, ang pag-uswag sa episyente ug kasaligan nga mga sistema sa pagtipig sa enerhiya nahimong labi ka hinungdanon aron masiguro ang usa ka padayon ug kasaligan nga suplay sa enerhiya gikan sa mga nabag-o nga gigikanan.

Ang sektor sa enerhiya misanong pinaagi sa pagbalhin ngadto sa renewable energy o "green" nga mga solusyon. Ang transisyon natabangan sa gipaayo nga mga teknik sa paggama, nga nanguna pananglitan sa labi ka episyente nga paghimo sa mga blades sa wind turbine. Usab, ang mga tigdukiduki nakahimo sa pagpauswag sa kaepektibo sa mga photovoltaic nga mga selula, nga mitultol ngadto sa mas maayo nga pagmugna sa enerhiya kada dapit sa paggamit. Sa 2021, ang henerasyon sa elektrisidad gikan sa solar photovoltaic (PV) nga mga gigikanan miuswag pag-ayo, nga nakaabot sa usa ka rekord nga 179 TWh ug nagrepresentar sa usa ka pagtubo nga 22% kumpara sa 2020. Ang teknolohiya sa solar PV karon nagkantidad sa 3.6% sa global nga henerasyon sa elektrisidad ug karon ang ikatulo nga pinakadako nga mabag-o. tinubdan sa enerhiya human sa hydropower ug hangin.

Bisan pa, kini nga mga kauswagan wala makasulbad sa pipila nga mga kinaiyanhon nga mga kakulangan sa mga sistema sa nabag-o nga enerhiya, labi na ang pagkaanaa. Kadaghanan sa kini nga mga pamaagi wala makahatag kusog nga gipangayo sama sa coal ug oil power plants. Ang mga output sa enerhiya sa solar pananglitan magamit sa tibuok adlaw nga adunay mga kalainan depende sa mga anggulo sa pag-irradiation sa adlaw ug pagposisyon sa PV panel. Dili kini makapatunghag bisan unsang enerhiya panahon sa kagabhion samtang ang output niini mokunhod pag-ayo panahon sa tingtugnaw ug sa madag-umon nga mga adlaw. Ang gahum sa hangin nag-antus usab gikan sa pag-usab-usab depende sa gikusgon sa hangin. Busa, kini nga mga solusyon kinahanglan nga inubanan sa mga sistema sa pagtipig sa enerhiya aron mapadayon ang suplay sa enerhiya sa panahon nga mubu ang output.

Unsa ang mga sistema sa pagtipig sa enerhiya?

Ang mga sistema sa pagtipig sa enerhiya mahimong magtipig sa enerhiya aron magamit sa ulahi nga yugto. Sa pipila ka mga kaso, adunay usa ka porma sa pagkakabig sa enerhiya tali sa gitipigan nga enerhiya ug gihatag nga enerhiya. Ang labing kasagaran nga pananglitan mao ang mga de-koryenteng baterya sama sa lithium-ion nga mga baterya o lead-acid nga mga baterya. Naghatag sila og elektrisidad nga enerhiya pinaagi sa kemikal nga mga reaksiyon tali sa mga electrodes ug sa electrolyte.

Ang mga baterya, o BESS (sistema sa pagtipig sa enerhiya sa baterya), nagrepresentar sa labing kasagaran nga pamaagi sa pagtipig sa enerhiya nga gigamit sa mga aplikasyon sa adlaw-adlaw nga kinabuhi. Adunay ubang sistema sa pagtipig sama sa hydropower nga mga planta nga nag-convert sa potensyal nga enerhiya sa tubig nga gitipigan sa usa ka dam ngadto sa electric energy. Ang pagkahulog sa tubig magpatuyok sa flywheel sa usa ka turbine nga makagama ug kuryente. Ang laing pananglitan mao ang compressed gas, sa pag-release ang gas moliko sa ligid sa turbine producing power.

Ang nagbulag sa mga baterya gikan sa ubang mga pamaagi sa pagtipig mao ang ilang potensyal nga mga lugar sa operasyon. Gikan sa gagmay nga mga aparato ug suplay sa kuryente sa awto hangtod sa mga aplikasyon sa panimalay ug dagkong mga umahan sa solar, ang mga baterya mahimong isagol nga hapsay sa bisan unsang aplikasyon sa pagtipig sa gawas sa grid. Sa pikas bahin, ang hydropower ug compressed air nga mga pamaagi nanginahanglan labi ka dako ug komplikado nga mga imprastraktura alang sa pagtipig. Nagdala kini sa taas kaayo nga mga gasto nga nanginahanglan labi ka daghan nga mga aplikasyon aron kini makatarunganon.

Gamita ang mga kaso alang sa off-grid nga mga sistema sa pagtipig.

Sama sa nahisgotan na kaniadto, ang mga off-grid nga sistema sa pagtipig makapadali sa paggamit ug pagsalig sa mga pamaagi sa renewable energy sama sa solar ug wind power. Bisan pa, adunay uban pang mga aplikasyon nga makabenepisyo kaayo gikan sa ingon nga mga sistema

Ang city power grids nagtumong sa paghatag ug saktong gidaghanon sa kuryente base sa supply ug demand sa matag siyudad. Ang gikinahanglan nga kuryente mahimong mag-usab-usab sa tibuok adlaw. Ang mga sistema sa pagtipig sa off-grid gigamit aron maminusan ang mga pagbag-o ug maghatag dugang nga kalig-on sa mga kaso sa peak nga panginahanglan. Gikan sa usa ka lahi nga panan-aw, ang mga sistema sa pagtipig sa gawas sa grid mahimong mapuslanon kaayo aron mabayran ang bisan unsang wala damha nga sayup nga teknikal sa panguna nga grid sa kuryente o sa mga naka-iskedyul nga panahon sa pagmentinar. Makab-ot nila ang mga kinahanglanon sa kuryente nga dili na kinahanglan pangitaon ang alternatibong tinubdan sa enerhiya. Ang usa mahimong maghisgot pananglitan sa Texas ice storm sa sayong bahin sa Pebrero 2023 nga nagbilin sa gibana-bana nga 262 000 ka mga tawo nga walay kuryente, samtang ang pag-ayo nalangan tungod sa lisud nga kahimtang sa panahon.

Ang mga de-koryenteng salakyanan usa pa ka aplikasyon. Gibubo sa mga tigdukiduki ang daghang paningkamot aron ma-optimize ang paghimo sa baterya ug mga pamaagi sa pag-charge/pagdiskarga aron mapadako ang gitas-on sa kinabuhi ug densidad sa gahum sa mga baterya. Ang mga baterya sa lithium-ion mao ang nanguna niining gamay nga rebolusyon ug kaylap nga gigamit sa bag-ong mga de-koryenteng awto apan usab sa mga electric bus. Ang mas maayo nga mga baterya sa niini nga kaso mahimong mosangpot sa usa ka mas dako nga mileage apan usab pagkunhod sa pag-charge sa panahon uban sa husto nga mga teknolohiya.

Ang ubang mga pag-uswag sa teknolohiya sama sa mga UAV ug mga mobile robot nakabenepisyo pag-ayo gikan sa pagpalambo sa baterya. Adunay mga estratehiya sa paglihok ug mga estratehiya sa pagkontrol nga nagsalig pag-ayo sa kapasidad sa baterya ug gahum nga gihatag.

Unsa ang BESS

Ang BESS o sistema sa pagtipig sa enerhiya sa baterya usa ka sistema sa pagtipig sa enerhiya nga magamit sa pagtipig sa enerhiya. Kini nga enerhiya mahimong gikan sa main grid o gikan sa renewable energy sources sama sa wind energy ug solar energy. Kini gilangkoban sa daghang mga baterya nga gihan-ay sa lain-laing mga configuration (serye/parallel) ug gidak-on base sa mga kinahanglanon. Konektado sila sa usa ka inverter nga gigamit aron mabag-o ang gahum sa DC sa gahum sa AC para magamit. Asistema sa pagdumala sa baterya (BMS)gigamit sa pagmonitor sa mga kahimtang sa baterya ug ang pag-charge/discharging nga operasyon.

Kung itandi sa ubang mga sistema sa pagtipig sa enerhiya, sila labi ka dali nga mabutang / makonektar ug wala magkinahanglan usa ka mahal kaayo nga imprastraktura, apan kini moabut sa daghang gasto ug nanginahanglan labi ka regular nga pagmentinar base sa paggamit.

BESS pagsukod ug mga batasan sa paggamit

Usa ka hinungdanon nga punto nga sulbaron kung ang pag-install sa usa ka sistema sa pagtipig sa enerhiya sa baterya mao ang kadako. Pila ka baterya ang gikinahanglan? Sa unsa nga configuration? Sa pipila ka mga kaso, ang tipo sa baterya mahimo’g adunay hinungdanon nga papel sa kadugayon sa mga termino sa pagtipig sa gasto ug kahusayan

Gihimo kini sa usa ka case-by-case nga basehan tungod kay ang mga aplikasyon mahimong gikan sa gagmay nga mga panimalay ngadto sa dagkong mga planta sa industriya.

Ang kasagarang tinubdan sa renewable energy alang sa gagmay nga mga panimalay, ilabina sa kasyudaran, mao ang solar gamit ang photovoltaic panels. Ang inhenyero sa kasagaran maghunahuna sa kasagaran nga konsumo sa kuryente sa panimalay ug mag-assess sa solar irradiance sa tibuok tuig alang sa piho nga lokasyon. Ang gidaghanon sa mga baterya ug ang ilang grid configuration gipili aron mohaum sa mga panginahanglanon sa panimalay atol sa pinakaubos nga solar power supply sa tuig samtang dili hingpit nga mahurot ang mga baterya. Naghunahuna kini nga usa ka solusyon aron adunay hingpit nga independensya sa gahum gikan sa panguna nga grid.

Ang pagpadayon sa usa ka medyo kasarangan nga kahimtang sa bayad o dili hingpit nga pag-discharge sa mga baterya usa ka butang nga mahimo’g kontra intuitive sa una. Human sa tanan, nganong gamiton ang usa ka sistema sa pagtipig kung dili nato makuha kini sa hingpit nga potensyal? Sa teorya kini posible, apan dili kini ang estratehiya nga nagpadako sa pagbalik sa pamuhunan.

Usa sa mga nag-unang disbentaha sa BESS mao ang medyo taas nga gasto sa mga baterya. Busa, ang pagpili sa usa ka batasan sa paggamit o usa ka pamaagi sa pag-charge/pagdiskarga nga mopataas sa kinabuhi sa baterya hinungdanon. Pananglitan, ang lead acid nga mga baterya dili ma-discharge ubos sa 50% nga kapasidad nga walay pag-antos sa dili mabalik nga kadaot. Ang mga baterya nga lithium-ion adunay mas taas nga density sa enerhiya, taas nga siklo sa kinabuhi. Mahimo usab sila nga ma-discharge gamit ang mas dagkong mga sakup, apan kini moabut sa usa ka gasto sa pagtaas sa presyo. Adunay taas nga kalainan sa gasto tali sa lain-laing mga chemistries, lead acid batteries mahimong gatusan ngadto sa liboan ka mga dolyares mas barato pa kay sa lithium-ion nga baterya sa sama nga gidak-on. Mao kini ang hinungdan nga ang lead acid nga mga baterya mao ang labing gigamit sa solar nga mga aplikasyon sa 3rd world nga mga nasud ug mga kabus nga komunidad.

Ang pasundayag sa baterya grabe nga naapektuhan sa pagkadaot sa panahon sa kinabuhi niini, wala kini makanunayon nga pasundayag nga natapos sa kalit nga pagkapakyas. Hinunoa, ang kapasidad ug gihatag mahimong hinayhinay nga mawala. Sa praktis, ang usa ka battery lifespan giisip nga nahutdan kung ang kapasidad niini moabot sa 80% sa orihinal nga kapasidad niini. Sa laing pagkasulti, kung makasinati kini og 20% nga kapasidad nga mawala. Sa praktis, nagpasabot kini nga mas ubos nga kantidad sa enerhiya ang mahatag. Mahimong makaapekto kini sa mga panahon sa paggamit alang sa hingpit nga independente nga mga sistema ug ang kantidad sa mileage nga masakop sa usa ka EV.

Ang laing punto nga tagdon mao ang kaluwasan. Uban sa pag-uswag sa paghimo ug teknolohiya, ang bag-o nga mga baterya sa kinatibuk-an mas lig-on sa kemikal. Bisan pa, tungod sa kasaysayan sa pagkadaot ug pag-abuso, ang mga selyula mahimong moadto sa thermal runaway nga mahimong mosangput sa mga katalagman nga sangputanan ug sa pipila ka mga kaso nagbutang sa peligro sa kinabuhi sa mga konsumedor.

Mao kini ang hinungdan ngano nga ang mga kompanya nakahimo og mas maayo nga software sa pagmonitor sa baterya (BMS) aron makontrol ang paggamit sa baterya apan mabantayan usab ang kahimtang sa kahimsog aron mahatagan ang tukma sa panahon nga pagmentinar ug malikayan ang labi nga mga sangputanan.

Panapos

Sa grid-energy storage system naghatag ug dakong oportunidad nga makab-ot ang power independence gikan sa main grid apan naghatag usab ug backup nga tinubdan sa kuryente atol sa downtimes ug peak load periods. Didto ang pag-uswag makapadali sa pagbalhin ngadto sa mas lunhaw nga mga tinubdan sa enerhiya, sa ingon naglimite sa epekto sa pagmugna sa enerhiya sa pagbag-o sa klima samtang nagtagbo pa sa mga kinahanglanon sa enerhiya nga adunay kanunay nga pagtubo sa konsumo.

Ang mga sistema sa pagtipig sa enerhiya sa baterya mao ang labing sagad nga gigamit ug labing kadali nga i-configure alang sa lainlaing mga aplikasyon sa adlaw-adlaw. Ang ilang taas nga pagka-flexible gikontra sa medyo taas nga gasto, nga nagdala sa pag-uswag sa mga estratehiya sa pag-monitor aron mapalugwayan ang tagsa-tagsa nga kinabuhi kutob sa mahimo. Sa pagkakaron, ang industriya ug akademya nagbubo ug daghang paningkamot sa pag-imbestigar ug pagsabot sa pagkadaot sa baterya ubos sa lainlaing mga kondisyon.