Jawapan ringkas: ya, sama sekali. Tetapi itu bukan bahagian yang menarik.
Soalan sebenar tidaksama adasistem storan tenaga mempunyai pilihan-itu sebabnya ramai orang masih menganggap mereka tidak melakukannya. Masuk ke kebanyakan perbualan tentang penyimpanan tenaga dan anda akan mendengar "bateri" dilemparkan seolah-olah itu satu-satunya permainan di bandar. bukan. Tak dekat pun.
Bateri Mendapat Semua Perhatian (Atas Sebab Yang Baik, Kebanyakannya)
Lihat, saya tidak akan berpura-pura bateri tidak penting. Mereka menguasai pasaran. Litium-khususnya telah menjadi selebriti dalam dunia tenaga-dipaparkan di mana-mana dari telefon anda kepada pemasangan skala utiliti-menjangkau berbilang ekar. Teknologi ini matang lebih cepat daripada yang diramalkan pada tahun 2010.
Tetapi di sinilah ia menjadi menarik.
Litium-bukan satu perkara. Ia adalah sebuah keluarga. Anda mempunyai litium besi fosfat (LFP), yang menukar beberapa ketumpatan tenaga untuk hayat kitaran yang lebih lama dan kestabilan haba yang lebih baik. Terdapat NMC (kobalt mangan nikel), yang membungkus lebih banyak pukulan sekilogram tetapi kos lebih tinggi dan menimbulkan kebimbangan rantaian bekalan tentang penyumberan kobalt. Kemudian ada NCA, LTO... akronim bertimbun.
Kebanyakan pemasang tidak akan membimbing anda melalui semua ini. Mereka mempunyai pembekal pilihan mereka dan itulah yang anda akan dapat sebut harga.
Bateri Aliran: The Weird Cousin
Bateri aliran berfungsi dengan cara yang berbeza. Daripada elektrod pepejal, anda mempunyai dua tangki elektrolit cecair yang mengepam melepasi membran. Kedengaran rumit kerana ia.
Kelebihannya? Tempoh. Sistem ion litium-mungkin memberi anda 2-4 jam secara ekonomi. Bateri aliran boleh memanjang hingga 8, 10, malah 12+ jam tanpa penskalaan kos secara linear seperti yang dilakukan dengan bateri konvensional. Untuk aplikasi di mana anda perlu menyimpan solar Selasa untuk petang Rabu, perkara ini penting.
Kelemahannya ialah tapak kaki. Sistem ini besar. berat. Bukan sesuatu yang anda letakkan di dinding garaj anda.
Bateri aliran redoks Vanadium telah wujud sejak tahun 1980-an (ya, benar-benar) tetapi daya maju komersial hanya datang baru-baru ini. Kimia udara-besi adalah lebih baharu dan berkemungkinan lebih murah, walaupun juri masih belum mengetahui-prestasi dunia sebenar pada skala.
Melebihi Bateri Sepenuhnya: Penyimpanan Terma dan Penyimpanan Mekanikal
Di sinilah kebanyakan artikel berhenti. "Bateri mempunyai pilihan, terma wujud, penghujungnya."
Itu malas.
Sistem terma tidak menyimpan elektrik-ia menyimpan haba atau sejuk. Ini kelihatan seperti had sehingga anda menyedari betapa banyak tenaga yang kita buang pada HVAC. Dalam bangunan komersial, pemanasan dan penyejukan boleh menyumbang 40% daripada penggunaan tenaga. Kadang-kadang lebih.
Penyimpanan ais adalah pendekatan yang paling biasa. Pada asasnya: bekukan air pada waktu malam apabila kadar elektrik rendah, biarkan ia cair pada siang hari untuk memberikan penyejukan. Fizik adalah mudah. Kejuruteraan itu matang. Ekonomi berfungsi dalam struktur kadar yang betul.
Garam cair sentiasa diperkatakan dalam konteks tenaga suria pekat, tetapi penggunaan tetap terhad. Suhu yang terlibat (kita bercakap 500 darjah +) mencipta cabaran material yang tidak perlu difikirkan oleh jurutera litium-ion.
Sistem air sejuk juga wujud. Kurang dramatik, lebih praktikal, digunakan secara meluas di hospital dan pusat data yang tidak mampu mengalami gangguan HVAC.
Penyimpanan Mekanikal
Hidro pam ialah datuk simpanan grid. Ia menyumbang lebih daripada 90% daripada kapasiti penyimpanan tenaga global. Bukan bateri. Hidro yang dipam. Ini tidak cukup disebut.
Prinsipnya mudah: pam air ke atas bukit apabila anda mempunyai lebihan elektrik, biarkan ia mengalir semula ke bawah melalui turbin apabila anda memerlukan kuasa. Kecekapan berjalan sekitar 70-85%, yang tidak hebat tetapi juga tidak buruk.
Masalahnya ialah geografi. Anda memerlukan perbezaan ketinggian. Awak perlukan air. Anda memerlukan permit (semoga berjaya). Projek hidro pam baharu mengambil masa bertahun-tahun untuk dibangunkan dan menghadapi tentangan masyarakat yang ketara di banyak wilayah.
Roda tenaga menduduki niche yang berbeza sepenuhnya. Ia adalah pantas-masa tindak balas milisaat-tetapi tempoh terhad, biasanya di bawah 15 minit. Berguna untuk peraturan frekuensi dan kualiti kuasa, kurang berguna untuk mengalihkan penjanaan suria dari petang ke petang.
Storan tenaga udara termampat (CAES) telah wujud sejak tahun 1970-an. Dua kemudahan besar wujud di seluruh dunia. Itu memberitahu anda sesuatu tentang cabaran pengkomersilan.
Perkara yang Tiada Siapa Bercakap
Hidrogen.
Tunggu, balik.
saya tahu. Hidrogen telah menjadi "masa depan" selama beberapa dekad tanpa menjadi masa kini. Tetapi sebagai medium storan tenaga-khusus untuk storan bermusim-tidak ada perkara lain yang mendekati kemungkinan ketumpatan tenaga dan tempoh.
Kerugian kecekapan adalah kejam. Elektrolisis air, mampatkan atau cairkan hidrogen, simpannya, jalankannya melalui sel bahan api atau turbin... anda mungkin mendapat kecekapan 30-40% perjalanan pergi balik. Itu dahsyat berbanding bateri.
Tetapi bateri tidak dapat menyimpan angin musim bunga secara ekonomi untuk permintaan pemanasan musim sejuk. Hidrogen berpotensi boleh.
Infrastruktur tidak wujud. Kos tetap tinggi. Elektroliser berskala tetapi tidak cukup pantas. Ini adalah satu dekad-teknologi untuk kebanyakan aplikasi. Mungkin dua dekad.
Saya menyebutnya kerana mengabaikan hidrogen sama sekali menyalahgambarkan ke mana arah tuju storan tenaga.
Soalan Integrasi
Berikut ialah sesuatu yang sering hilang dalam perbandingan teknologi: kebanyakan projek dunia-sebenar menggabungkan berbilang pendekatan.
Pusat data mungkin menggunakan litium-ion untuk sandaran segera, storan haba untuk pengalihan beban harian dan penjana diesel (ya, masih) untuk gangguan yang berpanjangan. Utiliti mungkin memasangkan sistem bateri 4 jam dengan hidro pam untuk keperluan jangka masa yang lebih lama.
Sistem hibrid lebih sukar untuk direka bentuk, lebih sukar untuk dikendalikan dan lebih sukar untuk ditulis. Tetapi mereka kerap mengatasi prestasi-teknologi tunggal dari segi ekonomi.
Perisian: Lapisan Halimunan
Semua pilihan perkakasan ini memerlukan sistem kawalan. Ini lebih penting daripada kebanyakan orang sedar.
Sistem bateri yang tidak dioptimumkan dengan baik mungkin berkitar tidak perlu, merosot lebih cepat daripada yang diunjurkan. Sistem{1}}yang dioptimumkan dengan baik mempelajari struktur kadar, corak cuaca dan profil beban untuk memaksimumkan nilai. Perbezaan hasil atau simpanan tahunan boleh 20-30%.
Kebanyakan vendor mendakwa perisian mereka "pintar" atau "dikuasakan-AI" (istilah ini menjadi tidak bermakna melalui penggunaan berlebihan). Apa yang sebenarnya penting ialah sama ada sistem boleh:
Balas kepada isyarat harga masa sebenar-
Ramalkan permintaan akan datang dengan ketepatan yang munasabah
Selaras dengan DER lain (sumber tenaga teragih)
Menyesuaikan diri dengan kemerosotan dari semasa ke semasa
Beberapa sistem melakukan keempat-empatnya dengan baik.
Memahami Pilihan
Jadi ya, sistem storan tenaga termasuk pilihan. Banyak pilihan. Mungkin terlalu banyak untuk mana-mana pembeli tunggal untuk menilai dengan teliti.
Pendekatan praktikal:
Untuk kediaman:ion litium-digandingkan dengan dominasi suria atas sebab yang baik. Alternatifnya sama ada tidak mengecilkan dengan baik (mengalirkan bateri, udara termampat) atau memenuhi keperluan yang berbeza (storan haba masuk akal untuk sesetengah rumah tetapi memerlukan sistem HVAC bersalur).
Untuk komersial:pengiraan menjadi lebih kompleks. Caj permintaan, masa-kadar-penggunaan, penyertaan dalam program utiliti, keperluan daya tahan... semua ini menjadi faktor. Kadangkala penyimpanan ais mengalahkan bateri berdasarkan ekonomi tulen. Kadang-kadang tidak. Dapatkan berbilang sebut harga.
Untuk skala utiliti-:semuanya ada di atas meja. Hidro pam, jika geografi membenarkan. Bateri-tempoh lama untuk keperluan 8+ jam. Ion litium-tempoh pendek-untuk peraturan frekuensi dan arbitraj 4 jam. Semakin, kombinasi.
Apa yang Akan Datang
Bateri ion-natrium akhirnya mencapai pengeluaran komersial. Mereka tidak akan mengalahkan ion litium-pada ketumpatan tenaga, tetapi mereka mungkin menang pada kos dan kestabilan rantaian bekalan. Beberapa pengeluar China meningkatkan pengeluaran dengan cepat.
Bateri-udara besi (Form Energy sebagai syarikat-profil tertinggi) menjanjikan tempoh 100-jam pada kos yang jauh lebih rendah daripada teknologi semasa. Jika teknologi memberikan prestasi projek perintis, ia boleh membentuk semula pasaran storan jangka panjang sepenuhnya.
Storan graviti-menggunakan blok berat yang dinaikkan dan diturunkan dalam aci-bunyi seperti sesuatu daripada novel steampunk tetapi beberapa syarikat sedang mengejarnya dengan serius. Blok konkrit Energy Vault mendapat perhatian; yang lain sedang membangunkan pendekatan bawah tanah.
Storan tenaga udara cecair (LAES) mempunyai satu loji demonstrasi besar yang beroperasi di UK. Konsep ini melibatkan udara mencairkan semasa pengecasan, kemudian membenarkannya mengembang dan memacu turbin semasa nyahcas. Kecekapan adalah sederhana tetapi teknologinya menggunakan komponen industri yang terbukti.
Tiada satu pun daripada ini akan menghapuskan penguasaan ion litium-dalam tempoh lima tahun akan datang. Sesetengah mungkin tidak pernah mencapai perkaitan komersial. Tetapi saluran paip pilihan adalah lebih mendalam daripada sebelumnya.
Persoalannya bukan sama ada sistem storan tenaga mempunyai pilihan. Mereka sentiasa ada.
Persoalannya ialah sama ada kita menilai pilihan tersebut secara jujur atau lalai kepada apa sahaja yang paling biasa. Jawapannya, terlalu kerap, adalah yang terakhir.
Itu perlahan-lahan berubah. Pengoptimuman ganjaran pasaran. Dan pengoptimuman memerlukan mengetahui perkara yang tersedia-benar-benar mengetahui, bukan sekadar mengangguk apabila seseorang menyebut bateri.