Възобновяемите енергийни източници претърпяха експоненциален растеж през последните години. Въпреки успеха си в производството на електроенергия, един от основни предизвикателства те все още са изправени пред интегрирането им в електрическата мрежа. Това до голяма степен се дължи на периодичност на възобновяеми източници като вятърна и слънчева енергия и техния ограничен капацитет за съхранение. Бъдещето на възобновяемите енергийни източници включва преодоляване на тези пречки и разработване на ефективни и достъпни механизми за съхранение на генерираната електроенергия.
Успехът на възобновяемите енергийни източници и тяхната роля в декарбонизацията
Възобновяемите енергии не се ограничават само до производството на електроенергия. Те също играят жизненоважна роля в генерирането на топлина и гориво, като предлагат жизнеспособна алтернатива на изкопаемите горива и смекчават отрицателните ефекти от изменението на климата. По-специално слънчевата и вятърната енергия се доказаха способен да се конкурира по отношение на разходите с конвенционалните енергийни източници на много пазари.
Всъщност 77% от новите енергийни инсталации в света През 2015 г. те бяха възобновяеми, като вятърната и слънчевата енергия бяха водещи. Това стана възможно благодарение на технологичните подобрения, които драстично намалиха разходите за производство на електроенергия от тези източници. Например разходите за производство на електроенергия от вятърни и слънчеви фотоволтаици сега са по-ниски от тези на много конвенционални енергийни източници.
Предизвикателството на съхранението на възобновяема енергия
Въпреки че успехът на възобновяемата енергия до момента е неоспорим, истинското предизвикателство остава намирането ефективни решения за съхранение от произведената електроенергия. За разлика от изкопаемите горива, които могат лесно да се съхраняват и разпределят, съхраняването на възобновяема електроенергия е по-сложно и все още е трудно днес. много скъп.
Има различни начини за съхраняване на енергия, генерирана от възобновяеми източници. Най-често срещаните включват механично съхранение, на термично съхранение и съхранение на химикали. Всяка от тях предлага предимства и недостатъци в зависимост от вида на използваната възобновяема енергия, а цената и ефективността на всяка система варира значително.
Решения за механично съхранение
Механичното съхранение обикновено се представя от хидравлични помпени инсталации, които са надеждна и ефективна технология. По време на ниско търсене на енергия системата изпомпва вода към горен резервоар, съхранявайки потенциална енергия. Когато търсенето се увеличи, водата се освобождава, генерирайки електричество чрез турбини. Този тип технология представлява повече от 90% от капацитета за съхранение на енергия в Европа. Представени проекти като Водопадите Чира в Гран Канария Те са фокусирани върху тази технология.
Предимствата на тази система са голяма гъвкавост и ефективност. Той обаче изисква големи първоначални инвестиции и изграждането му зависи от подходящата география, което ограничава разширяването му във всички области.
Топлинно съхранение: концентрирана слънчева енергия
Топлинното съхранение е от ключово значение за по-ефективното използване на слънчевата енергия. Тази система позволява топлината, генерирана от технология за слънчева концентрация, където слънчевите лъчи се концентрират, за да загреят течност, която може да бъде вода или разтопени соли. The разтопена сол Те се отличават в тази област със способността си да съхраняват топлина за дълги периоди от време, освобождавайки я, когато търсенето го изисква.
Тази система се използва особено в концентриращи слънчеви електроцентрали (CSP), където съхранената топлина се използва за генериране на пара и в крайна сметка електричество. Тази технология е от решаващо значение за преодоляване на периодичността на директните фотоволтаици, които генерират енергия само по време на слънчеви часове.
Химическо съхранение: голямото бъдеще на водорода
Без съмнение водородна технология е призван да играе централна роля в бъдещето на възобновяемите енергии. Тази система се състои от генериране на електричество от възобновяеми източници и след това използването му за разделяне на водата на кислород и водород чрез процес, наречен електролиза. Полученият водород може да се съхранява и по-късно да се използва като гориво или за генериране на електричество отново с помощта на горивни клетки.
Повикването "зелен водород" Това е начин за съхраняване на възобновяема енергия за дълги периоди от време. Въпреки това производствените му разходи са все още високи и се разработват нови технологии за подобряване на ефективността и намаляване на разходите.
Литиево-йонни батерии в електрохимично съхранение
По отношение на електрохимичното съхранение, литиево-йонна батерия Това е най-разпространената технология поради широкото й приложение в електронни устройства, електрически превозни средства, а сега и в големи проекти за възобновяема енергия. Тези батерии позволяват излишната енергия, генерирана в моменти на ниско търсене, да се съхранява и освобождава, когато системата се нуждае от нея.
Основното предизвикателство на литиевите батерии е тяхното висока цена y ограничен полезен живот, към които се добавят опасенията за околната среда, произтичащи от извличането на материалите, необходими за производството му, като литий и кобалт. Те обаче могат да бъдат ефективно решение за краткосрочно съхранение на възобновяема енергия.
В обобщение, бъдещето на възобновяемата енергия ще зависи до голяма степен от способността за решаване на предизвикателствата, свързани със съхранението на енергия. Последните технологични иновации предлагат обещаващи решения, но има още много да се извърви, за да се направят тези технологии достъпни и ефективни. Тъй като възобновяемите енергийни източници продължават да напредват, съхранението ще се превърне в стълба, който ще позволи пълното интегриране на тези енергийни източници в глобалната електроенергийна система.