Sulod sa miaging 50 ka tuig, adunay padayon nga pagtaas sa konsumo sa kuryente sa tibuok kalibutan, nga adunay gibanabana nga paggamit nga mga 25,300 terawatt-hours sa tuig 2021. Uban sa transisyon padulong sa industriya 4.0, adunay pagtaas sa mga panginahanglanon sa enerhiya sa tibuok kalibutan. Kini nga mga numero nagkadaghan matag tuig, wala pay labot ang mga kinahanglanon sa kuryente sa industriya ug uban pang sektor sa ekonomiya. Kini nga pagbalhin sa industriya ug taas nga konsumo sa kuryente inubanan sa mas makita nga mga epekto sa pagbag-o sa klima tungod sa sobra nga pagbuga sa mga greenhouse gas. Sa pagkakaron, kadaghanan sa mga planta ug pasilidad sa pagmugna og kuryente nagsalig pag-ayo sa mga tinubdan sa fossil fuel (lana ug gas) aron matubag ang ingon nga mga panginahanglan. Kini nga mga kabalaka sa klima nagdili sa dugang nga pagmugna og enerhiya gamit ang naandan nga mga pamaagi. Busa, ang pagpalambo 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 nabag-o nga mga gigikanan.
Ang sektor sa enerhiya mitubag pinaagi sa pagbalhin ngadto sa renewable energy o "green" nga mga solusyon. Ang transisyon natabangan sa gipauswag nga mga teknik sa paggama, nga nagdala pananglitan sa mas episyente nga paggama sa mga blade sa wind turbine. Usab, ang mga tigdukiduki nakahimo sa pagpauswag sa kahusayan sa mga photovoltaic cell, nga misangpot sa mas maayo nga pagmugna og enerhiya kada lugar nga gigamit. Niadtong 2021, ang pagmugna og kuryente gikan sa solar photovoltaic (PV) nga mga tinubdan misaka pag-ayo, nga nakaabot sa rekord nga 179 TWh ug nagrepresentar sa pagtubo nga 22% kon itandi sa 2020. Ang teknolohiya sa solar PV karon nagkantidad og 3.6% sa global nga pagmugna og kuryente ug karon mao ang ikatulo nga pinakadako nga tinubdan sa renewable energy sunod sa hydropower ug wind.
Apan, kini nga mga kalamboan wala makasulbad sa pipila sa mga kinaiyanhong disbentaha sa mga sistema sa renewable energy, labi na ang pagkaanaa niini. Kadaghanan niini nga mga pamaagi wala makahimo og enerhiya kung gikinahanglan sama sa mga planta sa kuryente sa karbon ug lana. Ang mga output sa enerhiya sa solar pananglitan anaa sa tibuok adlaw nga adunay mga kalainan depende sa anggulo sa pag-irradiate sa adlaw ug posisyon sa PV panel. Dili kini makahimo og bisan unsang enerhiya sa gabii samtang ang output niini mikunhod pag-ayo sa panahon sa tingtugnaw ug sa mga adlaw nga dag-umon kaayo. Ang gahum sa hangin nag-antos usab sa mga pag-usab-usab depende sa katulin sa hangin. Busa, kini nga mga solusyon kinahanglan nga iuban sa mga sistema sa pagtipig sa enerhiya aron mapadayon ang suplay sa enerhiya sa mga panahon nga ubos ang output.
Unsa ang mga sistema sa pagtipig sa enerhiya?
Ang mga sistema sa pagtipig og enerhiya makatipig og enerhiya aron magamit sa ulahi nga yugto. Sa pipila ka mga kaso, adunay usa ka matang sa pagkakabig sa enerhiya tali sa natipigan nga enerhiya ug gihatag nga enerhiya. Ang labing komon nga pananglitan mao ang mga de-kuryenteng baterya sama sa mga baterya sa lithium-ion o mga baterya sa lead-acid. Naghatag kini og enerhiya sa kuryente pinaagi sa mga reaksiyon sa kemikal tali sa mga electrode ug sa electrolyte.
Ang mga baterya, o BESS (battery energy storage system), nagrepresentar sa labing komon nga pamaagi sa pagtipig sa enerhiya nga gigamit sa adlaw-adlaw nga mga aplikasyon sa kinabuhi. Adunay uban pang sistema sa pagtipig sama sa mga planta sa hydropower nga nag-convert sa potensyal nga enerhiya sa tubig nga gitipigan sa usa ka dam ngadto sa enerhiya sa kuryente. Ang tubig nga mahulog mopabaliko sa flywheel sa usa ka turbine nga nagpatunghag enerhiya sa kuryente. Laing pananglitan mao ang compressed gas, sa pagpagawas niini ang gas mopabaliko sa ligid sa turbine nga nagpatunghag gahum.
Ang nakapahimo sa mga baterya nga lahi 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 solar farm, ang mga baterya mahimong i-integrate nga walay putol sa bisan unsang aplikasyon sa pagtipig nga wala sa grid. Sa laing bahin, ang mga pamaagi sa hydropower ug compressed air nanginahanglan og dako ug komplikado nga mga imprastraktura alang sa pagtipig. Kini mosangpot sa taas kaayo nga gasto nga nanginahanglan og dako kaayo nga mga aplikasyon aron kini makatarunganon.
Mga gamit para sa mga off-grid storage system.
Sama sa nahisgotan na kaniadto, ang mga off-grid storage system makapasayon sa paggamit ug pagsalig sa mga pamaagi sa renewable energy sama sa solar ug wind power. Bisan pa niana, adunay uban pang mga aplikasyon nga makabenepisyo pag-ayo gikan sa maong mga sistema.
Ang mga power grid sa siyudad nagtumong sa paghatag sa hustong gidaghanon sa kuryente base sa suplay ug panginahanglan sa matag siyudad. Ang gikinahanglan nga kuryente mahimong mag-usab-usab sa tibuok adlaw. Ang mga off-grid storage system gigamit aron makunhuran ang mga pag-usab-usab ug makahatag og dugang kalig-on sa mga kaso sa peak demand. Gikan sa lahi nga perspektibo, ang mga off-the-grid storage system mahimong mapuslanon kaayo aron mabayran ang bisan unsang wala damha nga teknikal nga depekto sa main power grid o atol sa naka-iskedyul nga mga panahon sa pagmentinar. Makatagbo kini sa mga kinahanglanon sa kuryente nga dili kinahanglan mangita og alternatibong tinubdan sa enerhiya. Mahimong hisgutan pananglitan ang bagyo sa yelo sa Texas sa sayong bahin sa Pebrero 2023 nga nagbilin sa gibana-bana nga 262,000 ka mga tawo nga walay kuryente, samtang ang mga pag-ayo nalangan tungod sa lisud nga mga kondisyon sa panahon.
Ang mga de-kuryenteng sakyanan laing gamit. Ang mga tigdukiduki naningkamot pag-ayo aron ma-optimize ang paghimo og baterya ug mga estratehiya sa pag-charge/discharge aron mapalugwayan ang kinabuhi ug power density sa mga baterya. Ang mga baterya sa Lithium-ion nanguna niining gamay nga rebolusyon ug kaylap nga gigamit sa mga bag-ong de-kuryenteng sakyanan apan lakip na usab sa mga de-kuryenteng bus. Ang mas maayong mga baterya niini nga kaso mahimong mosangpot sa mas taas nga mileage apan makapamenos usab sa oras sa pag-charge gamit ang husto nga mga teknolohiya.
Ang ubang mga pag-uswag sa teknolohiya sama sa mga UAV ug mobile robots nakabenepisyo pag-ayo gikan sa pagpalambo sa baterya. Ang ilang mga estratehiya sa paglihok ug mga estratehiya sa pagkontrol nagsalig pag-ayo sa kapasidad sa baterya ug gahum nga gihatag.
Unsa ang BESS
Ang BESS o battery energy storage system usa ka sistema sa pagtipig og enerhiya nga magamit sa pagtipig og 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 (series/parallel) ug gidak-on base sa mga kinahanglanon. Kini konektado sa usa ka inverter nga gigamit sa pag-convert sa DC power ngadto sa AC power para magamit. Ang battery management system (BMS) gigamit sa pagmonitor sa mga kondisyon sa baterya ug sa operasyon sa charging/discharging.
Kon itandi sa ubang mga sistema sa pagtipig og enerhiya, kini labi ka flexible nga ibutang/konektahon ug wala magkinahanglan og mahal kaayo nga imprastraktura, apan kini adunay dako gihapon nga gasto ug nanginahanglan og mas regular nga pagmentinar base sa paggamit.
Mga gidak-on ug batasan sa paggamit sa BESS
Usa ka importante nga punto nga angay sulbaron sa pag-instalar og sistema sa pagtipig og enerhiya sa baterya mao ang gidak-on. Pila ka baterya ang gikinahanglan? Sa unsang pagkahan-ay? Sa pipila ka mga kaso, ang klase sa baterya mahimong adunay hinungdanong papel sa kadugayan sa mga termino sa pagdaginot sa gasto ug kahusayan.
Gihimo kini sa matag kaso tungod kay ang mga aplikasyon mahimong gikan sa gagmay nga mga panimalay hangtod sa dagkong mga planta sa industriya.
Ang labing komon nga tinubdan sa renewable energy para sa gagmay nga mga panimalay, labi na sa mga urban area, mao ang solar gamit ang photovoltaic panels. Kasagaran, ang engineer mokonsiderar sa aberids nga konsumo sa kuryente sa panimalay ug mo-assess sa solar irradiance sa tibuok tuig para sa espesipikong lokasyon. Ang gidaghanon sa mga baterya ug ang ilang grid configuration gipili aron mohaom sa panginahanglan sa panimalay atol sa labing ubos nga solar power supply sa tuig samtang dili hingpit nga mahurot ang mga baterya. Kini nagpasabot nga ang solusyon mao ang hingpit nga independensya sa kuryente gikan sa main grid.
Ang pagmentinar og kasarangan nga charge o dili hingpit nga pag-discharge sa mga baterya usa ka butang nga basin lisod paminawon sa sinugdanan. Kay nganong mogamit man og storage system kon dili nato kini makuha sa hingpit nga potensyal? Sa teyorya posible kini, apan basin dili kini ang estratehiya nga makapadako sa kita sa puhunan.
Usa sa mga nag-unang disbentaha sa BESS mao ang medyo taas nga gasto sa mga baterya. Busa, importante ang pagpili sa usa ka batasan sa paggamit o usa ka estratehiya sa pag-charge/discharge nga makapadako sa kinabuhi sa baterya. Pananglitan, ang mga lead acid nga baterya dili ma-discharge nga ubos sa 50% nga kapasidad nga dili mag-antos sa dili mabalik nga kadaot. Ang mga lithium-ion nga baterya adunay mas taas nga densidad sa enerhiya, taas nga cycle life. Mahimo usab kini nga ma-discharge gamit ang mas dagkong mga range, apan kini adunay gasto sa mas taas nga presyo. Adunay taas nga kalainan sa gasto tali sa lainlaing mga kemistri, ang mga lead acid nga baterya mahimong gatusan hangtod liboan ka dolyar nga mas barato kaysa sa lithium-ion nga baterya nga parehas og gidak-on. Mao kini ang hinungdan nga ang mga lead acid nga baterya mao ang labing gigamit sa mga aplikasyon sa solar sa mga nasud sa ikatulo nga kalibutan ug mga kabus nga komunidad.
Ang performance sa baterya maapektuhan pag-ayo sa pagkadaot sa tibuok kinabuhi niini, wala kini makanunayong performance nga matapos sa kalit nga pagkapakyas. Hinuon, ang kapasidad ug ang gihatag niini mahimong anam-anam nga mohubas. Sa praktis, ang lifespan sa baterya giisip nga nahurot na kung ang kapasidad niini moabot sa 80% sa orihinal nga kapasidad niini. Sa ato pa, kung kini makasinati og 20% nga paghubas sa kapasidad. Sa praktis, kini nagpasabot nga mas gamay nga kantidad sa enerhiya ang mahatag. Mahimo kini makaapekto sa mga panahon sa paggamit alang sa hingpit nga independente nga mga sistema ug sa gidaghanon sa milyahe nga matabonan sa usa ka EV.
Laing butang nga angay hunahunaon mao ang kaluwasan. Uban sa mga pag-uswag sa paggama ug teknolohiya, ang bag-ong mga baterya sa kinatibuk-an mas lig-on sa kemikal. Bisan pa, tungod sa pagkadaot ug kasaysayan sa pag-abuso, ang mga selyula mahimong madaot sa thermal nga mahimong mosangpot sa mga katalagman ug sa pipila ka mga kaso nagbutang sa peligro sa kinabuhi sa mga konsumidor.
Mao kini ang hinungdan nganong ang mga kompanya nakaugmad og mas maayong battery monitoring software (BMS) aron makontrol ang paggamit sa baterya apan mabantayan usab ang kahimtang sa kahimsog niini aron makahatag og tukma sa panahon nga pagmentinar ug malikayan ang mas grabe nga mga sangputanan.
Konklusyon
Ang mga sistema sa pagtipig og enerhiya sa grid naghatag og dakong oportunidad aron makab-ot ang kagawasan sa kuryente gikan sa pangunang grid apan makahatag usab og backup nga tinubdan sa kuryente atol sa mga downtime ug peak load periods. Ang pag-uswag niini makapadali sa pagbalhin ngadto sa mas berde nga mga tinubdan sa enerhiya, sa ingon malimitahan ang epekto sa pagmugna og enerhiya sa pagbag-o sa klima samtang matubag gihapon ang mga kinahanglanon sa enerhiya nga adunay padayon nga pagtubo sa konsumo.
Ang mga sistema sa pagtipig sa enerhiya sa baterya mao ang labing kasagarang gigamit ug ang pinakasayon nga i-configure alang sa lain-laing adlaw-adlaw nga aplikasyon. Ang ilang taas nga pagka-flexible gibalanse sa medyo taas nga gasto, nga misangpot sa pagpalambo sa mga estratehiya sa pagmonitor aron mapalugwayan ang ilang kinabuhi kutob sa mahimo. Sa pagkakaron, ang industriya ug akademya naningkamot pag-ayo sa pag-imbestiga ug pagsabot sa pagkadaot sa baterya ubos sa lain-laing mga kondisyon.
