ذخیره سازی انرژی‌های تجدید پذیر و راه حل های آن

در پاسخ این پرسش که چرا سیستم‌های ذخیره سازی مهم هستند باید گفت که انرژی های تجدیدپذیر وعده امیدوارکننده ای را برای کاهش ردپای کربن بخش انرژی ارائه می دهد، اما بسیاری از چالش ها باید قبل از ادغام گسترده تر در جامعه ما مورد توجه قرار گیرند. یکی از بزرگترین موانع برای پذیرش گسترده این است که به دلیل ماهیت انرژی تجدیدپذیر – این واقعیت که تنها زمانی تولید می شود که پرتوهای خورشیدی، باد و غیره در دسترس باشند – نمی تواند به طور کامل به تقاضای انرژی مشتریان در زمان واقعی پاسخ دهد.؟

سوخت‌های فسیلی به راحتی ذخیره می‌شوند و افزایش یا کاهش مقدار انرژی مورد نیاز برای تغذیه به سیستم را بسیار آسان‌تر می‌کند. که این مسئله در مورد انرژی های تجدیدپذیر صدق نمی کند. مشتریان، از مشاغل گرفته تا صاحبان خانه، نیاز های متفاوتی از انرژی دارند و به ویژه در زمان اوج تقاضا برای انرژی، مصرف کنندگان نمی توانند منتظر تابش خورشید برای دریافت انرژی مورد نیاز خود باشند. به همین ترتیب،

سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی – وسیله‌ای برای جذب و نگهداری انرژی برای استفاده بعدی – برای پاسخگویی به چالش قابل اعتمادتر کردن انرژی‌های تجدیدپذیر در حال افزایش هستند.

در حال حاضر، شرکت‌ها در حال سرمایه‌گذاری برای توسعه سیستم‌های ذخیره‌سازی با ظرفیت بیشتر هستند و سیاست‌های دولت انگیزه‌هایی را برای افزایش پذیرش ذخیره‌سازی انرژی ایجاد می‌کنند. در اصل، پیروزی برای ذخیره سازی انرژی، یک پیروزی برای انرژی های تجدیدپذیر است.

وضعیت ذخیره سازی فعلی

بخش خصوصی

ذخیره سازی انرژی در آستانه استقرار گسترده است و در حال حاضر بسیاری از سهامداران تعهد خود را به آینده احتمالی انرژی قابل اطمینان تر و پاک تر نشان داده اند. با تعداد انگشت شماری از شرکت ها که پیشتاز این هزینه هستند، و تعداد بیشتری از آنها در حال ظهور هستند، بخش خصوصی نقش بزرگی را در گسترش استفاده از سیستم های ذخیره سازی ایفا کرده است. در واقع، بازار ذخیره انرژی در حال حاضر ۱۰۰ میلیارد دلار تخمین زده می شود و پیش بینی می شود که به رشد قابل توجهی ادامه دهد. به ویژه از آنجایی که ذخیره سازی انرژی می تواند چنین کار پرهزینه ای باشد، مشارکت بخش خصوصی به یک محرک مهم برای گسترش ذخیره سازی انرژی تبدیل شده است.

از برخی جهات، مزایای اقتصادی شاید قانع‌کننده‌ترین جنبه سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی باشد. در حالی که ذخیره انرژی، پتانسیل انرژی های تجدیدپذیر را بیشتر می کند، تاثیر زیادی بر کاهش اتکا به سوخت های فسیلی و در نتیجه کاهش انتشار کربن مضر دارد، ولی همه موافق نیستند که تغییرات آب و هوایی باید تمرکز اصلی در جامعه ما باشد. با این حال، اثبات اینکه ذخیره انرژی انعطاف‌پذیری شبکه برق ما را بهبود می‌بخشد و هزینه‌ها را برای کسب‌وکارها و مشتریان به طور یکسان کاهش می‌دهد، می‌تواند به انرژی‌های تجدیدپذیر و سیستم‌های ذخیره‌سازی اجازه دهد نقش بزرگ‌تری ایفا کنند.

از برخی جهات، مزایای اقتصادی شاید قانع‌کننده‌ترین جنبه سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی باشد. در حالی که ذخیره انرژی، پتانسیل انرژی های تجدیدپذیر را بیشتر می کند، تاثیر زیادی بر کاهش اتکا به سوخت های فسیلی و در نتیجه کاهش انتشار کربن مضر دارد، ولی همه موافق نیستند که تغییرات آب و هوایی باید تمرکز اصلی در جامعه ما باشد. با این حال، اثبات اینکه ذخیره انرژی انعطاف‌پذیری شبکه برق ما را بهبود می‌بخشد و هزینه‌ها را برای کسب‌وکارها و مشتریان به طور یکسان کاهش می‌دهد، می‌تواند به انرژی‌های تجدیدپذیر و سیستم‌های ذخیره‌سازی اجازه دهد نقش بزرگ‌تری ایفا کنند.

• امکان ادغام منابع انرژی تجدیدپذیر؛
• تخلیه انرژی در زمان اوج تقاضا؛
• اجازه دادن به جابجایی بار در زمان اوج تقاضا، که فرآیند متعادل کردن عرضه انرژی با تغییر مصرف انرژی از یک دوره زمانی به دوره دیگر است.
• خدمت به عنوان منبع انرژی پشتیبان در مواقع اضطراری؛ و
• داشتن قابلیت خدمت به عنوان یک ریزشبکه قطع شده، بهبود عملکرد و انعطاف پذیری شبکه برق کلی

این مزایا منجر به کاهش هزینه‌ها برای مصرف‌کنندگان و کسب‌وکارهایی می‌شود که در منابع انرژی توزیع شده شرکت می‌کنند – یعنی کسانی که سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر خود را برای تامین انرژی مورد نیاز خود نصب می‌کنند. شرکت‌های آب و برق همچنین می‌خواهند از مزایای ذخیره‌سازی انرژی بهره ببرند، مانند شراکت ادیسون کالیفرنیا جنوبی با تسلا برای کمک به جلوگیری از خاموشی. توسعه دهندگان ذخیره انرژی می بینند که مصرف کنندگان و شرکت های آب و برق خواهان این مزایا هستند و به شروع پروژه های جدید ادامه خواهند داد.

رواج فزاینده سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی به گروه‌های بیشتری برای ورود به بازار کمک می‌کند تا آن را رقابتی‌تر کنند و در نهایت هزینه‌های نصب سیستم‌های ذخیره‌سازی را برای دسترسی بیشتر به آنها کاهش دهند.

بیتشر بخوانید: باتری های خاکی نوآوری جدید ذخیره ساز های خورشیدی

در حال حاضر، تسلا در چندین زمینه جای پای خود را پیدا کرده است. در نوامبر سال ۲۰۱۶، تسلا پس از خرید SolarCity، پروژه بزرگی را اعلام کرد: تامین انرژی کل جزیره تائو در ساموآی آمریکا با پنل های خورشیدی و ذخیره باتری. این اقدام در حالی که یک پروژه کوچک در طرح بزرگ استفاده از انرژی در جهان است، گام مهمی در جهت گسترش انرژی پاک است. انتظار می‌رود این ریزشبکه استفاده جزیره از حدود ۱۱۰۰۰۰ گالن گازوئیل در سال را جبران کند، ظرفیت آن می‌تواند در عرض ۷ ساعت به طور کامل شارژ شود و جزیره می‌تواند تا سه روز بدون آفتاب به طور کامل برق داشته باشد. دیگر نیازی به اتکا به واردات سوخت پرهزینه نیست، این پروژه همچنین می تواند مزایای مالی قابل توجهی برای جزیره داشته باشد.

تسلا که بار دیگر مسئولیت ذخیره انرژی را بر عهده داشت، با شرکت آبجوسازی سیرا نوادا برای نصب یک سیستم ذخیره باتری شریک شد. این پروژه دارای ظرفیت ۵۰۰ کیلووات و ۱ مگاوات ساعت خواهد بود و از ۱۰۰۰۰ پنل خورشیدی کارخانه آبجوسازی پشتیبانی می کند. آبجوسازی‌ها مشاغل انرژی بر هستند، بنابراین این نصب به کاهش تقاضای انرژی در زمان‌های اوج مصرف کمک می‌کند (باتری‌ها می‌توانند در زمانی که تقاضا زیاد است انرژی تامین کنند و در صورت کم بودن تقاضا انرژی ذخیره کنند)، در نتیجه هزینه‌های برق را برای آبجوسازی کاهش می‌دهد و اجازه می‌دهد. آنها عملیاتی پایدارتر و مستقل تر باشند.

کسب‌وکارها می‌توانند بازده سرمایه‌گذاری واضحی را ببینند، زیرا مشتریان می‌خواهند هزینه‌های انرژی را کاهش دهند. بنابراین، نه تنها ذخیره انرژی امکان انعطاف پذیری بهتر شبکه و استفاده پایدارتر از انرژی را فراهم می کند، بلکه مصرف کنندگان و کسب و کارها نیز سود خواهند برد. آنچه اکنون باقی مانده است، انتشار این پیام است که ذخیره انرژی و انرژی تجدیدپذیر فقط برای کسانی نیست که به کاهش اثرات آب و هوایی اهمیت می دهند، بلکه برای سهامدارانی که از نظر مالی حمایت می کنند نیز می باشد.

نقش دولت

در حالی که بازار یک نیروی قدرتمند است، دولت ها نیز نقشی حیاتی در تعیین موفقیت یا عدم موفقیت یک محصول یا خدمات دارند. کالیفرنیا به طور مداوم در خط مقدم سیاست های کاهش انرژی پاک و تغییرات آب و هوایی قرار دارد و اولین دستور ذخیره انرژی ایالات متحده را در سال ۲۰۱۳ به اجرا گذاشت. پس از سال ۲۰۱۶، اورگان دومین ایالت در کشور شد که قانون ذخیره انرژی را اجرا کرد. این قانون دو تولید کننده بزرگ برق اورگان را ملزم می کند تا حداقل ۵ مگاوات ساعت ذخیره انرژی را تا سال ۲۰۲۰ مستقر کنند و از کمیسیون خدمات عمومی اورگان می خواهد تا یک روش ارزیابی ایجاد کند.

با تعیین اهداف حتی بالاتر از کالیفرنیا و اورگان، ماساچوست به سومین ایالتی تبدیل شد که قانون ذخیره انرژی را معرفی کرد. با معرفی یک طرح ۱۰ میلیون دلاری ذخیره انرژی در سال ۲۰۱۵، که شامل مطالعه هزینه ها و منافع، ارزیابی سیگنال های بازار و پروژه های نمایشی بود، شروع شد. ماساچوست برای به حداکثر رساندن مزایای نرخ‌پرداخت، می‌تواند تا ۱۷۶۶ مگاوات ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی پیشرفته را معرفی کند که در نتیجه سود خالص حداقل ۱.۷ میلیون دلار و تا ۲.۴ میلیون دلار برای پرداخت‌کنندگان نرخ خواهد داشت.

این شامل کل منافع مصرف کنندگان در صرفه جویی در هزینه، درآمدهای ذخیره سازی، و هزینه های ساخت و نگهداری چنین سیستمی است. به عنوان مثال صرفه جویی در هزینه برای مصرف کنندگان شامل ۲۷۵ میلیون دلار کاهش هزینه های انرژی در هنگام ذخیره سازی انرژی که نیاز به تولید انرژی در زمان اوج مصرف را کاهش می دهد، ۳۰۵ میلیون دلار افزایش انعطاف پذیری و کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری برای سیستم انتقال و توزیع، ۲۰۰ میلیون دلار کاهش هزینه برای خدمات جانبی مانند تنظیم فرکانس و تثبیت ولتاژ و غیره.