W miarę dążenia świata do przyjęcia energii odnawialnej na ogromną skalę i odrzucenia paliw kopalnych, bada się wiele możliwości. Kluczowym czynnikiem w tym przejściu na niskoemisyjną energię jest wdrożenie źródeł energii odnawialnej, a energia słoneczna zasługuje na szczególną uwagę.
Czy można magazynować energię słoneczną?
Czy możliwe jest magazynowanie energii słonecznej? Energia słoneczna musi być zużyta natychmiast po jej wygenerowaniu — w przeciwnym razie zostanie utracona. Jeśli jednak będzie ona przechowywana, może być wykorzystana, gdy nie jest wytwarzana — w przypadku energii słonecznej wtedy, gdy nie świeci słońce. Systemy magazynowania energii słonecznej nie tylko umożliwiają użytkownikom, zarówno w obszarze mieszkalnym, jak i komercyjnym, maksymalne wykorzystanie paneli słonecznych, znanych jako panele fotowoltaiczne, ale mogą również obniżyć koszty, poprawić wydajność sieci energetycznych i zmniejszyć emisję dwutlenku węgla oraz szkodliwych gazów cieplarnianych.
Farma słoneczna położona na zielonym obszarze
Magazynowanie energii słonecznej nie tylko oznacza, że nadwyżkę energii można przechowywać do późniejszego wykorzystania, gdy wytwarzanie energii spada, a popyt rośnie. Oznacza to również, że energia ta może być wykorzystywana do eliminowania wszelkich krótkotrwałych zakłóceń w dostawach energii, takich jak przerwy w dostawie energii, problemy z generatorami lub rutynowa konserwacja. Niezawodny system magazynowania energii słonecznej umożliwi użytkownikom utrzymanie działania systemów elektrycznych niezależnie od sytuacji.
Jak długo można przechowywać energię słoneczną?
Zależy to od rodzaju stosowanego systemu magazynowania energii słonecznej. Układy mechaniczne i akumulatory często „tracą” energię podczas jej przechowywania i uwalniania, dlatego dokładne obliczenia są niezwykle trudne. Jednakże warto wiedzieć, akumulatory do magazynowania energii słonecznej mogą przechowywać swój ładunek przez maksymalnie pięć dni.
Różne metody magazynowania energii słonecznej
Zasadniczo istnieją trzy sposoby magazynowania energii słonecznej: cieplne, mechaniczne i akumulatorowe.
Magazynowanie energii cieplnej
Systemy magazynowania energii cieplnej wykorzystują płyny, zazwyczaj wodny roztwór soli, aby absorbować i utrzymywać ciepło generowane przez słońce. Materiał jest umieszczony w izolowanym zbiorniku, a energia jest uwalniana w zależności potrzeb — do ogrzewania, chłodzenia lub wytwarzania energii elektrycznej (woda jest podgrzewana przez ciepło, a wytwarzana para napędza turbinę w celu wygenerowania energii elektrycznej).
Magazynowanie energii mechanicznej
Celem systemu magazynowania energii mechanicznej jest przekształcenie nadwyżek energii elektrycznej w energię mechaniczną i zamienienie jej z powrotem w energię elektryczną, gdy będzie ona potrzebna. Jedna metoda wykorzystuje koło zamachowe połączone z wałem obrotowym. Ciężkie koło zamachowe jest obracane za pomocą nadmiarowej energii elektrycznej i wytwarza własną energię elektryczną do późniejszego wykorzystania. Inną metodą mechaniczną jest magazynowanie szczytowo-pompowe, które umożliwia pompowanie wody do zbiornika położonego na wysokości. Następnie woda przepływa przez turbiny w celu wytworzenia energii elektrycznej. Trzecia opcja magazynowania energii mechanicznej polega na pompowaniu sprężonego powietrza do ogromnych zbiorników i uwalnianiu go w celu wytworzenia energii elektrycznej.
Akumulatory do magazynowania energii słonecznej
System magazynowania energii ZBC firmy Atlas Copco w zastosowaniach słonecznych
Systemy magazynowania energii słonecznej oparte na akumulatorach — litowo-jonowych, kwasowo-ołowiowych, niklowo-kadmowych lub niklowo-metalowo-wodorkowych — mogą magazynować energię, która została zgromadzona przez panele słoneczne. Wszyscy znamy sposób ładowania akumulatorów w naszych telefonach komórkowych i uwalniania przez nie energii przez cały dzień. Coraz częściej także ładujemy pojazdy elektryczne na stacjach ładowania akumulatorów (akumulatory pojazdów elektrycznych mogą pomieścić do 100 kWh).
Jakie są najlepsze metody magazynowania energii słonecznej?
Systemy przechowywania energii cieplnej mogą zmniejszyć emisję CO2 i obniżyć koszty, lecz nie umożliwiają przechowywania ani uwalniania energii przy stałej temperaturze, a duża ilość energii może być wykorzystana do przekształcania ciał stałych w ciecze. Jeśli chodzi o systemy magazynowania energii mechanicznej, koła zamachowe mogą dostarczać moc szybko, lecz są w stanie magazynować jedynie niewielkie ilości energii. Natomiast magazynowanie szczytowo-pompowe wymaga dostępu do dużych zbiorników, co może obejmować budowę dużych zapór i być bardzo kosztowne w konfiguracji i eksploatacji.
Zdecydowanie najlepszą metodą magazynowania energii słonecznej jest skorzystanie z rozwiązań wykorzystujących akumulatory.
Akumulatory litowo-jonowe
Duży system magazynowania energii ZBC firmy Atlas Copco
Akumulatory kwasowo-ołowiowe są popularne od wielu lat i mają mnóstwo zastosowań w systemach magazynowania energii słonecznej. Zaletą jest to, że są one najtańszą opcją magazynowania energii słonecznej, lecz cechują się krótkim okresem eksploatacji. Ponadto można wykorzystać tylko stosunkowo niewielką ilość energii zgromadzonej w akumulatorze kwasowo-ołowiowym, a także wymagają one regularnej konserwacji i zewnętrznej wentylacji, co ogranicza możliwości instalacji.
W porównaniu do akumulatorów kwasowo-ołowiowych, akumulatory litowo-jonowe (Li-ion) są uznawane za najlepsze rozwiązanie do magazynowania energii słonecznej. Te lekkie akumulatory o wysokiej gęstości, minimalnych wymaganiach konserwacyjnych i niewielkich wymiarach to akumulatory takiego samego rodzaju, jakie są montowane w naszych telefonach komórkowych i innych urządzeniach przenośnych. Są niezawodne oraz zapewniają lepszą i stałą wydajność przez cały okres eksploatacji. Akumulatory litowo-jonowe to bardzo opłacalne rozwiązanie do magazynowania energii słonecznej również dlatego, że mają dłuższy okres eksploatacji i większą głębokość rozładowania (DoD).
Szukasz zrównoważonych rozwiązań w zakresie magazynowania energii?
Zalety połączenia systemu magazynowania z energią słoneczną
Energia słoneczna stanowi zrównoważony sposób dostarczania energii elektrycznej do domów, biur i fabryk na przyszłość, ale bez systemów magazynowania energii słonecznej pełne korzyści płynące z tego rodzaju energii nigdy nie zostaną osiągnięte. Jak wiemy, w ciągu dnia produkowana ilość energii może być mniejsza, ale zapotrzebowanie na energię jest wysokie. Na przykład w ciemne wieczory, kiedy energia jest potrzebna do oświetlenia lub zasilania placów budowy lub wydarzeń. Krótko mówiąc, systemy magazynowania energii oparte na akumulatorach litowo-jonowych umożliwiają uzyskanie dostępu do energii słonecznej o dużej mocy, gdy jest to wymagane, a nie wtedy, gdy jest ona generowana.
Czy systemy magazynowania energii słonecznej są drogie? Ile kosztują?
Zakup i instalacja paneli fotowoltaicznych może być kosztowna — rzeczywiste koszty zależą od wielkości instalacji — dlatego konieczne jest wykorzystanie maksymalnej ilości energii poprzez podłączenie ich do systemu magazynowania energii słonecznej opartego na najnowszych technologiach. Dzięki temu każda instalacja fotowoltaiczna będzie działać w sposób możliwie jak najbardziej efektywny i opłacalny.
Poleganie na systemach magazynowania energii opartych na akumulatorach litowo-jonowych, takich jak modele ZBC i ZBP firmy Atlas Copco, umożliwia użytkownikom obniżenie kosztów, natychmiastowy dostęp do zasilania i osiągnięcie niezrównanych poziomów zrównoważonego rozwoju. Te innowacyjne rozwiązania w zakresie magazynowania energii, które zapewniają ponad 12 godzin zasilania po jednym naładowaniu, pozwalają zminimalizować koszty operacyjne oraz całkowity koszt posiadania (TCO). Ponadto systemy magazynowania energii firmy Atlas Copco w połączeniu z energią słoneczną stanowią rozwiązanie gwarantujące źródło w pełni odnawialnej energii.
