
Кожен знайомий з батарейками, більшість використовує їх щодня. Вони присутні у всіх видах побутової електроніки від годинників, ноутбуків і мобільних телефонів. Коли більшість думає про батарею, на думку спадає звичайна хімічна батарея типу АА, яку можна вставити в ліхтарик або пульт дистанційного керування телевізором. Однак така технологія набагато поширеніша. Акумулятори можуть бути різних форм і широко використовуються в галузі виробництва та зберігання електроенергії для управління електроенергією в мережах. Насправді акумуляторна технологія, ймовірно, стане ключовим фактором у розвитку технології відновлюваної енергії в найближчі роки.
Це результат дивацтва, пов’язаного з відновлюваною енергією. На відміну від інших джерел енергії, які можна вмикати та вимикати за потреби, виробництво відновлюваної енергії залежить від погоди, якщо погодні умови погані, електроенергія не виробляється. Особливо це стосується сонячної енергії, яка виробляє електроенергію лише вдень і не виробляє вночі. Це призводить до проблеми з балансуванням потужності, електроенергія використовується вдень і вночі, тому для задоволення попиту її потрібно виробляти в мережі.
Повністю відновлювана система не відповідатиме цій вимозі, оскільки виробництво енергії то приходить, то зникає. Потрібна система збору електроенергії, виробленої протягом дня, і розподілу її за потреби. Тут на допомогу приходять батареї. Великі батареї можуть накопичувати електроенергію та вивільняти її за потреби. Системи такого типу вже використовуються сьогодні. Великі літій-іонні акумулятори були побудовані як частина австралійської мережі для накопичення надлишкової енергії. Зараз банки проходять тестовий період, щоб перевірити їх ефективність.
Літій-іонні акумулятори на даний момент є найпопулярнішою формою акумуляторів у промисловості, вони зазвичай використовуються в мобільних телефонах, побутовій електроніці, а також в електромобілях. Це тому, що на даний момент вони є найкращим рішенням для цих програм. Однак у них є деякі недоліки, особливо якщо ви плануєте застосувати їх до великомасштабного мережевого зберігання електроенергії, як ми розглядаємо сьогодні. Матеріали, необхідні для виробництва батарей, важко знайти, оскільки вони здебільшого видобуваються в африканських країнах з поганою етичною практикою роботи, що призводить до значної експлуатації в промисловості видобутку літію.
https://www.energy.gov/eere/articles/how-does-lithium-ion-battery-work
Ці проблеми з джерелами матеріалів також призводять до того, що виробництво літій-іонних батарей є дорогим, тому одиниця накопичення електроенергії на витрачений фунт, іншими словами, економічна ефективність є низькою. Нарешті, ці батареї можуть мати певні проблеми зі стабільністю, оскільки деякі батареї спричиняють масштабні пожежі в австралійських центрах тестування батарей, коли батареї перегріваються. Таким чином, хоча ці батареї чудово підходять для ряду споживчих електронних пристроїв, вони не дуже хороші для великомасштабного зберігання електроенергії.
Тож які існують альтернативи? Є, звичайно, традиційний спосіб зберігання електроенергії... вода! Гідроелектростанції є в усьому світі, і вони є випробуваним і надійним методом зберігання та вивільнення електроенергії. Під час пікового вироблення електроенергії вода закачується в резервуар, і коли потрібна електроенергія, вода випускається з резервуара та проходить через турбіну, виробляючи електроенергію. Ця система в тій чи іншій формі використовувалася протягом сотень років, тому є дуже надійним способом зберігання великої кількості енергії. Однак він має великий недолік, а саме простір та інвестиції, необхідні для будівництва такого великого проекту. Цей тип проекту також обмежений певною географією, що вимагає великих висот і гірських ландшафтів.
Технологія акумуляторів потребує інновацій. На щастя, наразі розробляється ряд нових ідей щодо технології акумуляторів, щоб спробувати заповнити цю прогалину на ринку. Новий захоплюючий стартап в Единбурзі розробляє технологію, схожу на те, що ми щойно обговорювали на гравітаційних гідроелектростанціях, які піднімають важку вагу замість води. Компанія Gravitricity побудувала випробувальний стенд для цієї нової технології в доці Принс-Альберт, вперед до багатообіцяючих результатів! Кінцевою метою компанії є модернізація невикористовуваних вугільних шахт Великобританії у довгі шахти для підйому та опускання великих вантажів для зберігання та вивільнення електроенергії.
https://www.energylivenews.com/2021/03/10/gravity-energy-storage-project-lifts-off-in-edinburgh/
Тепер до іншого виду енергії… Теплова! Дослідники з багатьох установ у всьому світі досліджують розробку теплових батарей. Ці батареї нагрівають матеріал, коли є надлишок електроенергії, і перетворюють те саме тепло в електричну енергію для використання, коли доступної енергії стає менше. Високоякісні версії цієї технології використовують розплавлені солі, нагріті до понад 1000 градусів за Цельсієм, як матеріал для зберігання тепла. Подібні системи вважаються великими перспективами як метод накопичення енергії, але все ще стикаються з проблемами переміщення розплавлених солей, щоб виробляти з них електроенергію.
Версія цієї технології з нижчою специфікацією була встановлена у Фінляндії. Система в партнерстві з місцевим селом нагріває звичайний пісок до 500 градусів за Цельсієм за допомогою відновлюваних джерел енергії. Цю накопичену енергію можна використовувати цілий рік для стабільного опалення місцевих будинків (особливо важливий фактор у холодні фінські зими). Доказ концепції пілотної установки особливо захоплюючий, оскільки це надзвичайно дешевий спосіб зберігання електроенергії, який можна легко інтегрувати в місцеві громади, надаючи можливість розвивати місцеві мікромережі.

https://www.bbc.co.uk/news/science-environment-61996520
Сподіваємось, тепер ви бачите, наскільки важлива технологія акумуляторів для зеленого майбутнього Землі та наскільки розробляються різні технології, щоб переконатися, що відновлювана енергія ефективніша та дешевша, ніж будь-коли!