Pehea e mālama ai i ka uila mai ka pūnaewele?

I nā makahiki he 50 i hala iho nei, ua hoʻonui mau ʻia ka hoʻohana ʻana i ka uila honua, me ka hoʻohana ʻana ma kahi o 25,300 terawatt-hola i ka makahiki 2021. Me ka hoʻololi ʻana i ka ʻoihana 4.0, aia ka piʻi ʻana o nā koi ikehu ma ka honua holoʻokoʻa. Ke piʻi nei kēia mau helu i kēlā me kēia makahiki, ʻaʻole e komo i nā koi mana o nā ʻoihana ʻenehana a me nā ʻāpana waiwai ʻē aʻe. Hoʻohui ʻia kēia hoʻololi ʻoihana a me ka hoʻohana ʻana i ka mana kiʻekiʻe me nā hopena hoʻololi i ke aniau ma muli o ka hoʻokuʻu ʻia ʻana o nā kinoea ʻōmaʻomaʻo. I kēia manawa, hilinaʻi nui ka hapa nui o nā mea kanu mana a me nā mea hana i nā kumu wahie fossil (ʻaila a me ke kinoea) no ka hoʻokō ʻana i ia mau koi. ʻAʻole kēia mau pilikia e pili ana i ke aniau e hoʻonui i ka ikehu me ka hoʻohana ʻana i nā ʻano hana maʻamau. No laila, ua lilo ka hoʻomohala ʻana i nā ʻōnaehana mālama ikehu kūpono a hilinaʻi hoʻi e hōʻoia i ka hāʻawi mau ʻana o ka ikehu mai nā kumu hou.

Ua pane aku ka ʻāpana ikehu ma ka neʻe ʻana i ka ikehu hou a i ʻole ka ʻōmaʻomaʻo. Ua kōkua ʻia ka hoʻololi ʻana e nā ʻenehana hana i hoʻomaikaʻi ʻia, e alakaʻi ana i ka laʻana i ka hana ʻoi aku ka maikaʻi o nā ʻili makani turbine. Eia kekahi, ua hiki i nā mea noiʻi ke hoʻomaikaʻi i ka maikaʻi o nā cell photovoltaic, e alakaʻi ana i ka hoʻonui ʻana i ka ikehu no kēlā me kēia wahi hoʻohana. I ka makahiki 2021, ua hoʻonui nui ʻia ka hana uila mai nā kumu photovoltaic solar (PV), a hiki i kahi moʻolelo 179 TWh a ke hōʻike nei i ka ulu ʻana o 22% i hoʻohālikelike ʻia me 2020. ʻO ka ʻenehana Solar PV i kēia manawa he 3.6% o ka hana uila honua a ʻo ia ke kolu o ka mea hou loa. kumu ikehu ma hope o ka hydropower a me ka makani.

Eia nō naʻe, ʻaʻole hoʻoponopono kēia mau holomua i kekahi o nā drawbacks inherent o nā ʻōnaehana ikehu hou, ʻoi aku ka loaʻa. ʻAʻole hana ka hapa nui o kēia mau ʻano i ka ikehu ma ke koi ʻana e like me nā mea kanu mana lanahu a me ka aila. Loaʻa nā hoʻopuka ikehu o ka lā a puni ka lā me nā ʻano like ʻole e pili ana i nā kihi o ka lā a me ke kūlana o ka panel PV. ʻAʻole hiki iā ia ke hoʻohua i ka ikehu i ka pō ʻoiai e hoʻemi nui ʻia kāna huahana i ka wā hoʻoilo a me nā lā ao. E pilikia ana ka makani ma muli o nā loli ma muli o ka wikiwiki o ka makani. No laila, pono e hui pū ʻia kēia mau hoʻonā me nā ʻōnaehana mālama ikehu i mea e hoʻomau ai i ka hāʻawi ʻana i ka ikehu i ka wā haʻahaʻa haʻahaʻa.

He aha nā ʻōnaehana mālama ikehu?

Hiki i nā ʻōnaehana mālama ikehu ke hoʻopaʻa i ka ikehu i mea e hoʻohana ʻia ai ma hope. I kekahi mau hihia, aia ke ʻano o ka hoʻololi ʻana i ka ikehu ma waena o ka ikehu mālama a me ka ikehu hāʻawi. ʻO ka hiʻohiʻona maʻamau nā pā uila e like me nā pā lithium-ion a i ʻole nā pāʻani lead-acid. Hāʻawi lākou i ka ikehu uila ma ke ala o nā hopena kemika ma waena o nā electrodes a me ka electrolyte.

ʻO nā ʻōhua, a i ʻole BESS (pūnaewele mālama ʻana i ka ikehu puʻupuʻu), hōʻike i ke ʻano o ka mālama ʻana i ka ikehu maʻamau i hoʻohana ʻia i nā noi ola o kēlā me kēia lā. Aia nā ʻōnaehana mālama ʻē aʻe e like me nā mea kanu hydropower e hoʻololi i ka ikehu kūpono o ka wai i mālama ʻia i loko o kahi pā i ka ikehu uila. ʻO ka hāʻule ʻana o ka wai e hoʻohuli i ka huila lele o ka turbine e hoʻopuka ai i ka ikehu uila. ʻO kekahi laʻana ʻo ke kinoea paʻa, ke hoʻokuʻu ʻia ke kinoea e hoʻohuli i ka huila o ka mana hana turbine.

ʻO ka mea e hoʻokaʻawale ai i nā pila mai nā ala mālama ʻē aʻe ko lākou mau wahi kūpono o ka hana. Mai nā mea liʻiliʻi a me ka lako mana kaʻa a hiki i nā noi hale a me nā mahiʻai nui o ka lā, hiki ke hoʻohui pono ʻia nā pākaukau i kekahi noi hoʻopaʻa ʻana i waho. Ma ka ʻaoʻao ʻē aʻe, koi ka hydropower a me nā ʻano ea compressed i nā ʻōnaehana nui a paʻakikī no ka mālama ʻana. Ke alakaʻi nei kēia i nā kumukūʻai kiʻekiʻe loa e koi ana i nā noi nui loa i mea e pono ai.

E hoʻohana i nā hihia no nā ʻōnaehana waiho waho-grid.

E like me ka mea i ʻōlelo ʻia ma mua, hiki i nā ʻōnaehana mālama off-grid ke maʻalahi i ka hoʻohana ʻana a me ka hilinaʻi ʻana i nā ʻano ikehu hou e like me ka mana o ka lā a me ka makani. Eia nō naʻe, aia nā noi ʻē aʻe e hiki ke pōmaikaʻi nui mai ia mau ʻōnaehana

Manaʻo ka mana o ke kūlanakauhale e hāʻawi i ka nui kūpono o ka mana ma muli o ka lako a me ke koi o kēlā me kēia kūlanakauhale. Hiki ke loli ka mana e pono ai i ka lā. Ua hoʻohana ʻia nā ʻōnaehana mālama off-grid e hoʻemi i ka fluctuations a hāʻawi i ka paʻa i nā hihia o ka koi kiʻekiʻe. Mai kahi hiʻohiʻona ʻē aʻe, ʻoi aku ka maikaʻi o nā ʻōnaehana hoʻopaʻa ʻana ma waho o ka grid no ka hoʻopaʻi ʻana i nā hewa ʻenehana i ʻike ʻole ʻia i ka mana mana nui a i ʻole i ka wā mālama i hoʻonohonoho ʻia. Hiki iā lākou ke hoʻokō i nā koi mana me ka ʻole e ʻimi i nā kumu ikehu ʻē aʻe. Hiki i kekahi ke haʻi no ka laʻana i ka ʻino hau o Texas i ka hoʻomaka ʻana o Pepeluali 2023 i waiho ai ma kahi o 262 000 poʻe me ka ʻole o ka mana, ʻoiai ua lohi ka hoʻoponopono ʻana ma muli o ke kūlana paʻakikī.

ʻO nā kaʻa uila kekahi mea hoʻohana. Ua hoʻoikaika nui ka poʻe noiʻi e hoʻoikaika i ka hana ʻana o ka pākaukau a me ka hoʻouka ʻana / hoʻokuʻu ʻana i nā hoʻolālā i mea e hoʻonui ai i ke ola a me ka nui o ka mana o nā pā. Aia nā pākahi Lithium-ion ma mua o kēia hoʻololi liʻiliʻi a ua hoʻohana nui ʻia i nā kaʻa uila hou a me nā kaʻa uila. Hiki i nā ʻoihana ʻoi aku ka maikaʻi ma kēia hihia ke alakaʻi i kahi mileage nui aʻe akā hoʻemi pū ʻia nā manawa hoʻouka me nā ʻenehana kūpono.

ʻO nā holomua ʻenehana ʻē aʻe e like me nā UAV a me nā robots mobile ua pōmaikaʻi nui mai ka hoʻomohala ʻana i ka pākaukau. Aia nā hoʻolālā hoʻoneʻe a me nā hoʻolālā hoʻokele e hilinaʻi nui i ka mana pākaukau a me ka mana i hāʻawi ʻia.

He aha ka BESS

ʻO ka BESS a i ʻole ka ʻōnaehana mālama ʻana i ka ikehu he ʻōnaehana mālama ikehu hiki ke hoʻohana ʻia e mālama i ka ikehu. Hiki ke loaʻa kēia ikehu mai ka pahu nui a i ʻole mai nā kumu ikehu hou e like me ka ikehu makani a me ka ikehu lā. Hoʻokumu ʻia ia me nā ʻāpana he nui i hoʻonohonoho ʻia i nā hoʻonohonoho like ʻole (series/parallel) a me ka nui ma muli o nā koi. Hoʻopili ʻia lākou i kahi inverter i hoʻohana ʻia e hoʻololi i ka mana DC i ka mana AC no ka hoʻohana ʻana. Aʻōnaehana hoʻokele pākaukau (BMS)hoʻohana ʻia no ka nānā ʻana i nā kūlana pākaukau a me ka hana hoʻouka / hoʻokuʻu.

Ke hoʻohālikelike ʻia me nā ʻōnaehana mālama ikehu ʻē aʻe, maʻalahi lākou e hoʻokomo / hoʻohui a ʻaʻole koi i kahi ʻoihana kūʻai nui loa, akā hiki mai lākou i ke kumu kūʻai nui a koi i ka mālama maʻamau e pili ana i ka hoʻohana ʻana.

ʻO ka nui o ka BESS a me ka hoʻohana ʻana

ʻO kahi mea koʻikoʻi e hoʻoponopono ai i ka wā e hoʻokomo ai i kahi ʻōnaehana mālama ʻana i ka ikehu ʻo ka nui. ʻEhia mau ʻaʻa e pono ai? Ma ka hoʻonohonoho hea? I kekahi mau hihia, hiki i ke ʻano o ka pākaukau ke pāʻani i kahi hana koʻikoʻi ma ka holo lōʻihi e pili ana i ka mālama kālā a me ka pono

Hana ʻia kēia i kēlā me kēia hihia e like me nā noi mai nā hale liʻiliʻi a hiki i nā mea kanu ʻoihana nui.

ʻO ke kumu ikehu maʻamau maʻamau no nā ʻohana liʻiliʻi, ʻoi aku hoʻi ma nā kūlanakauhale, ʻo ia ka lā me ka hoʻohana ʻana i nā panela photovoltaic. E noʻonoʻo ka ʻenekinia i ka awelika o ka hoʻohana ʻana i ka mana o ka hale a nānā i ka ʻālohilohi o ka lā i kēlā me kēia makahiki no kahi kikoʻī. Koho ʻia ka helu o nā ʻaʻa a me kā lākou hoʻonohonoho grid e hoʻohālikelike i nā koi o ka hale i ka manawa haʻahaʻa haʻahaʻa o ka mana o ka lā o ka makahiki ʻoiai ʻaʻole e hoʻokahe piha i nā pā. Ke manaʻo nei kēia i kahi hopena e loaʻa ai ke kūʻokoʻa mana piha mai ka pahu nui.

ʻO ka mālama ʻana i kahi kūlana haʻahaʻa a i ʻole ka hoʻokuʻu ʻole ʻana i nā pila he mea hiki ke kūʻē i ka intuitive i ka wā mua. Ma hope o nā mea a pau, no ke aha e hoʻohana ai i kahi ʻōnaehana mālama inā ʻaʻole hiki iā mākou ke unuhi i ka mana piha? Ma ke kumumanaʻo hiki ke hiki, akā ʻaʻole paha ʻo ia ka hoʻolālā e hoʻonui i ka hoʻihoʻi ʻana i ke kālā.

ʻO kekahi o nā hemahema nui o BESS ʻo ia ke kumu kūʻai kiʻekiʻe o nā pā. No laila, ʻo ke koho ʻana i kahi maʻamau hoʻohana a i ʻole kahi hoʻolālā hoʻopiʻi / hoʻokuʻu ʻana e hoʻonui ai i ke ola pākaukau he mea nui. No ka laʻana, ʻaʻole hiki ke hoʻokuʻu ʻia nā pākika waikawa lead ma lalo o 50% me ka loaʻa ʻole o ka pōʻino hiki ʻole ke hoʻihoʻi ʻia. ʻOi aku ka nui o ka ikehu ʻoi aku ka nui o nā pākahi Lithium-ion, ke ola pōʻai lōʻihi. Hiki iā lākou ke hoʻokuʻu ʻia me ka hoʻohana ʻana i nā pae nui, akā hiki mai kēia ma ke kumukūʻai o ke kumukūʻai hoʻonui. Aia ka ʻokoʻa kiʻekiʻe o ke kumukūʻai ma waena o nā mea ʻokoʻa ʻē aʻe, hiki ke ʻoi aku ka nui o nā bateria lead acid i nā haneli a hiki i nā kaukani kālā ma mua o ka pākahi lithium-ion o ka nui like. ʻO ia ke kumu i hoʻohana nui ʻia ai nā pākī waikawa lead i nā noi solar ma nā ʻāina ʻekolu o ka honua a me nā kaiāulu ʻilihune.

Hoʻopilikia nui ʻia ka hana pākaukau e ka hoʻohaʻahaʻa ʻana i ka wā o kona ola ʻana, ʻaʻohe ona hana paʻa e hoʻopau me ka hāʻule koke. Akā, hiki i ka hiki a me ka hāʻawi ʻia ke nalo me ka holomua. I ka hoʻomaʻamaʻa ʻana, manaʻo ʻia ua pau ke ola pākaukau i ka wā i hiki ai kona mana i 80% o kona mana kumu. I nā huaʻōlelo ʻē aʻe, ke ʻike ʻo ia i kahi 20% hiki ke mae. Ma ka hoʻomaʻamaʻa, hiki ke hāʻawi ʻia kahi haʻahaʻa haʻahaʻa o ka ikehu. Hiki i kēia ke hoʻopili i nā manawa hoʻohana no nā ʻōnaehana kūʻokoʻa piha a me ka nui o ka mileage hiki i kahi EV ke uhi.

ʻO kekahi mea e noʻonoʻo ai he palekana. Me ka holomua o ka hana ʻana a me ka ʻenehana, ua ʻoi aku ka paʻa o nā pākahi i kēia manawa ma ke ʻano kemika. Eia nō naʻe, ma muli o ka hōʻino ʻana a me ka hoʻomāinoino ʻana i ka mōʻaukala, hiki i nā cell ke hele i loko o ke kahe wela e hiki ai ke alakaʻi i nā hopena pōʻino a i kekahi mau hihia e hoʻopilikia i ke ola o nā mea kūʻai aku.

ʻO kēia ke kumu i hoʻomohala ai nā ʻoihana i ka polokalamu nānā ʻana i ka pākaukau (BMS) maikaʻi aʻe e kāohi i ka hoʻohana ʻana i ka pākaukau akā nānā pū i ke kūlana o ke olakino i mea e hāʻawi ai i ka mālama kūpono a pale i nā hopena ʻino.

Ka hopena

ʻO nā ʻōnaehana hoʻopaʻa ʻana i ka ikehu e hāʻawi i kahi manawa kūpono e hoʻokō ai i ke kūʻokoʻa o ka mana mai ka pahu nui akā hāʻawi pū kekahi i kahi kumu hoʻihoʻi o ka mana i ka wā haʻahaʻa a me nā wā hoʻouka kiʻekiʻe. Ma laila ka hoʻomohala ʻana e maʻalahi i ka neʻe ʻana i nā kumu ikehu ʻōmaʻomaʻo, no laila e kaupalena ʻia ka hopena o ka hoʻomohala ʻana i ka ikehu ma ka hoʻololi ʻana i ke aniau me ka hoʻokō ʻana i nā koi o ka ikehu me ka ulu mau o ka ʻai.

ʻO nā ʻōnaehana hoʻopaʻa uila ka mea maʻamau a maʻalahi hoʻi e hoʻonohonoho no nā noi ʻokoʻa i kēlā me kēia lā. Hoʻohālikelike ʻia ko lākou hiki ke kiʻekiʻe e ke kumukūʻai kiʻekiʻe, e alakaʻi ana i ka hoʻomohala ʻana i nā hoʻolālā nānā e hoʻolōʻihi i ke ola o kēlā me kēia e like me ka hiki. I kēia manawa, ke hoʻoikaika nui nei ka ʻoihana a me ke kula e noiʻi a hoʻomaopopo i ka hoʻohaʻahaʻa ʻana o ka pākaukau ma lalo o nā kūlana like ʻole.