Światowe zapotrzebowanie na energię rośnie w zatrważającym tempie i z tego powodu innowacje w branży potrzebne są jak nigdy wcześniej. Jednym z najbardziej interesujących pomysłów ostatnich lat jest magazynowanie energii. W jaki sposób funkcjonują technologie pozwalające na takie działania i jakie są ich zalety?
Magazynowanie energii
Istotą przechowywania energii jest to, by mieć do niej dostęp w momentach, w których pojawia się jej niedobór. Samymi magazynami określamy urządzenia lub systemy, które pozwalają na składowanie, a później odzyskiwanie energii (przynajmniej w części).
Ze względu na podstawę funkcjonowania, wyróżnia się kilka głównych rodzajów magazynów:
- mechaniczne,
- chemiczne,
- elektrochemiczne,
- elektryczne.
Chociaż opierają się one na nieco innych procesach, to ich główny cel jest jeden: zapewnienie stabilności energetycznej.
Metody i systemy przechowywania
Powyżej wymieniono typy magazynów energii. Natomiast wśród przykładów najciekawszych urządzeń i systemów, wymienić można:
- baterie ze stałym elektrolitem,
- koła zamachowe,
- magazyny sprężonego powietrza,
- elektrownie szczytowo-pompowe.
Baterie ze stałym elektrolitem
Nazywane również akumulatorami solid-state, baterie tego typu to następcy standardowych, wypełnionych płynnym elektrolitem, ogniw litowo-jonowych. Funkcjonujące w nich ulepszenia to między innymi: zastosowanie stałego elektrolitu o większej gęstości energetycznej, dłuższy okres rozładowywania, szybsze ładowanie czy wyższe bezpieczeństwo użytkowania. Chociaż rozwiązanie nie weszło jeszcze na rynek na masową skalę, to zapowiada się niezwykle obiecująco.
Koła zamachowe
Jak przystało na magazyny typu mechanicznego, koła zamachowe gromadzą energię kinetyczną. Z reguły urządzenia takie rozpędzają się w momentach jej nadmiaru, natomiast wyhamowują, gdy pojawia się potrzeba jej zdania. Jak podają źródła, gęstość energetyczna kół wykonanych z nowoczesnych surowców dorównuje tej spotykanej w standardowych akumulatorach. Koła umożliwiają błyskawiczne odzyskanie energii, ale z drugiej strony – nadają się do wykorzystania tylko w przypadkach, gdy dzieje się to wkrótce po ich naładowaniu.
Magazyny sprężonego powietrza
CAES (Compressed Air Energy Storage), czyli magazyny sprężonego powietrza to jedne z najpopularniejszych systemów magazynowania energii na świecie. Metoda ich działania opiera się na gromadzeniu powietrza pod ciśnieniem w specjalnie zaprojektowanych zbiornikach. W momentach, gdy zapotrzebowanie energetyczne rośnie, zgromadzony gaz zostaje uwolniony, co prowadzi do wprawienia w ruch turbiny. Skutkiem tego może być wytworzenie energii elektrycznej.
Elektrownie szczytowo-pompowe
Tego typu systemy stanowią niemal 98% wszystkich magazynów na świecie. Gromadzą one energię potencjalną wody, co wynika z różnicy poziomów pomiędzy dwoma zbiornikami. W chwilach małego zapotrzebowania, ciecz tłoczona jest do rezerwuaru położonego wyżej, natomiast gdy popyt na energię zwiększa się, woda zostaje wypuszczona do zbiornika znajdującego się poniżej.
Mimo swej nazwy, elektrownie szczytowo-pompowe nie są same w sobie producentami energii. Rozwiązanie to ma więc rację bytu wtedy, jeśli stanowi uzupełnienie standardowych zakładów energetycznych.
Zalety składowania energii
Z magazynowania energii elektrycznej – czy któregokolwiek jej rodzaju – wynika całkiem sporo korzyści, które czynią całe przedsięwzięcie bardzo interesującą inwestycją. Mowa tutaj nie tylko o – wspomnianej już – stabilności napięcia, która ma przecież tak istotne znaczenie w chwilach zwiększonego popytu. Nie bez znaczenia są także możliwości zaoszczędzenia sporej ilości pieniędzy – szczególnie w przypadku obiektów i zakładów, które wykorzystują systemy pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych.
Jeśli magazynowanie energii byłoby procesem wykorzystywanym globalnie, z pewnością mogłoby przyczynić się do obniżenia wydobycia paliw kopalnych.
Podsumowanie
Magazynowanie energii ma wiele zalet, które sprawiają, że warto rozwijać innowacje dotyczące tego typu rozwiązań. Całkiem możliwe, że w przyszłości rezerwuary staną się obowiązkowym wyposażeniem nie tylko zakładów, ale też domów prywatnych.
