Magazynowanie energii – jak to działa?

Jeśli wytwarzanie energii odnawialnej jest ważne, jeszcze ważniejsze jest, aby była ona dostępna dla użytkowników dzięki magazynowaniu energii. Ale czy wiemy, jak to działa?

Nasze społeczeństwo zmierza ku bardziej zielonej przyszłości. Przyszłości, w której dekarbonizacja naszej gospodarki ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia neutralności klimatycznej, a tym samym bardziej zrównoważonego i przyjaznego dla środowiska świata. Wytwarzanie energii elektrycznej jest kluczowe dla tego procesu transformacji energetycznej, dzięki pojawieniu się odnawialnych źródeł energii, które umożliwiają wytwarzanie zielonej energii. Jednak ten rodzaj energii nie zawsze jest dostępny, ponieważ zależy od dwóch czynników: warunków pogodowych i harmonogramu zapotrzebowania. Dlatego magazynowanie energii elektrycznej jest kluczowym rozwiązaniem dla osiągnięcia naszych celów dekarbonizacji. Ale czy zastanawiałeś się kiedyś, jak działa magazynowanie energii? Zobaczmy jak.

Jak już wcześniej powiedzieliśmy, nie możemynie możemy zaprogramować wiatru tak, aby wiał, gdy go potrzebujemy, ani sprawić, by światło słoneczne świeciło i zasilało nasze panele słoneczneJak więc możemy zagwarantować, że energia odnawialna zasili naszą sieć elektroenergetyczną? Odpowiedzią jest magazynowanie energii. Dzięki temu możemy magazynować nadwyżki energii generowanej przez odnawialne źródła energii, gdy zapotrzebowanie jest niskie, i dostarczać ją do sieci, gdy zapotrzebowanie jest wysokie. To technologiczne błogosławieństwo oparte na różnych rozwiązaniach, które musimy poznać, zanim zrozumiemy, jak działa magazynowanie.

Najbardziej tradycyjnym i najbardziej widocznym obecnie rozwiązaniem jest elektrownia wodna. Tamy i zbiorniki, które, gdy słońce i wiatr nie wystarczają, uwalniają energię wody przez swoje śluzy, napędzając turbiny i generując w ten sposób duże ilości energii elektrycznej, zależnie od zapotrzebowania. To rozwiązanie, które być może wszyscy znamy, ale nie zawsze kojarzymy z magazynowaniem energii, postrzegając je po prostu jako kolejne odnawialne źródło energii; choć jego wielką zaletą jest możliwość magazynowania energii wody do wykorzystania w najdogodniejszym i najbardziej potrzebnym momencie.

Do tej klasyfikacji możemy również zaliczyć tzw. elektrownie słoneczne, które rozkwitły w pierwszej dekadzie XXI wieku w krajach takich jak Hiszpania i które magazynują energię generowaną przez panele fotowoltaiczne w stopionej soli, co później umożliwia produkcję pary wodnej i w konsekwencji napędzanie turbin generujących energię elektryczną. Szereg parabolicznych paneli fotowoltaicznych skierowany jest w stronę dużego, centralnego kolektora zawierającego stopioną sól, dzięki czemu po zaniku światła słonecznego i wzroście zapotrzebowania na energię, energia jest dostępna dla gospodarstw domowych. Należą do nich m.in.elektrownie takie jak Noor Ouarzazate II (200 MWe) w Maroku, który magazynuje energię przez 6 godzin.

Jeśli jednak czytasz ten artykuł, to prawdopodobnie chodzi o inne rozwiązanie, najbardziej innowacyjne i najmodniejsze w dzisiejszych czasach. Mowa tu o magazynowaniu energii elektrycznej w bateriach. Technologia ta, którą można porównać do powerbanku, który ratuje nas, gdy bateria w telefonie komórkowym zaczyna się wyczerpywać, rewolucjonizuje naszą sieć energetyczną i umożliwia powstawanie nowych projektów z zakresu energii odnawialnej, gwarantujących możliwość dostarczania energii w okresach, gdy warunki pogodowe nie pozwalają na regularne korzystanie z energii odnawialnej. Przyjrzyjmy się zatem punkt po punkcie, jak działa ta technologia, która w najbliższej przyszłości stanie się kluczowa.

Podróż w obie strony przez sieć elektryczną

Wszystko zaczyna się w momencie wytwarzania energii. Weźmy przykład instalacji fotowoltaicznej, którą wszyscy, do pewnego stopnia, znamy na pamięć. Zatem z paneli fotowoltaicznych energia przepływa przez instalację elektryczną, aż dotrze najpierw do przetwornic napięcia, które pozwalają nam zmienić prąd stały na przemienny (AC/DC dla melomanów): jest to niezbędne, aby mógł on bezproblemowo przepływać przez sieć.

Aby mieć pewność, że sieć nie straci żadnych cennych watów generowanych przezurządzenia w stacjach transformatorowychInterweniuje, podnosząc napięcie i zapobiegając stratom energii. Dzięki pracy tych centrów energia dociera „bezpiecznie i bezpiecznie” do stacji elektroenergetycznej, która – w żargonie piłkarskim – będzie pełnić rolę pomocnika, rozdzielając energię na energię, która trafia bezpośrednio do odbiorców, oraz energię, która będzie magazynowana w dużych kontenerach akumulatorowych w celu późniejszego wykorzystania. No i to wszystko, prawda? Energia dotarła już do akumulatorów, a zagadka została rozwiązana. Nic bardziej mylnego, ponieważ wielkie pomysły wymagają wielkich rozwiązań.

W tym momencie energia w podstacjach musi ponownie obniżyć napięcie i zmienić prąd na prąd stały, zanim będzie mogła zostać zmagazynowana. Innymi słowy, musi ponownie przejść przez nasze zapracowane stacje transformatorowe, których technologia i niezawodność są kluczowe dla integracji odnawialnych źródeł energii, a następnie pozostawić zmagazynowaną energię w akumulatorach, czekając na wezwanie do działania. W ten sposób, gdy zapotrzebowanie wzrośnie, energia ta jest odsyłana z powrotem do centrów transformacji, które ponownie „dostrajają” energię, zwiększając jej napięcie, przesyłając ją do podstacji, która zmieni prąd na prąd przemienny, a następnie zostanie ona ostatecznie wprowadzona do sieci elektroenergetycznej, aby dotrzeć do różnych punktów poboru. To spore osiągnięcie.

Cóż, to właśnie ten złożony system elektryczny pozwala, i będzie pozwalał, aby energia odnawialna wytwarzana w elektrowni w biały dzień była dostępna o dziesiątej wieczorem i zasilała nasze urządzenia domowe bez emisji w nocy ani jednej cząsteczki dwutlenku węgla. Czy teraz rozumiesz, dlaczego ta technologia jest tak fundamentalna? Biorąc pod uwagę ogromne korzyści dla konsumentów i planety, oczekuje się, że wykorzystanie magazynów energii będzie się potrajać z roku na rok. Dzięki temu w ciągu zaledwie dwóch dekad wzrośniemy z około 10 GW mocy zainstalowanej obecnie na całym świecie – niewątpliwie symbolicznej – do ponad 1100 GW, co umożliwi transformację energetyczną i bardziej zrównoważony świat.

Masz jeszcze wątpliwości? Nie martw się, przygotowaliśmy dla Ciebie krótki film, który pokaże Ci całą tę skomplikowaną operację w prosty i interaktywny sposób. Nie przegap go!