{h1}
مقالات

تخزين الطاقة للمباني

Anonim

المقدمة

العالم كله يتحرك الآن نحو الطاقة المتجددة المولدة. لقد استهدفت أوروبا الحصول على 20٪ من طاقتها من تقنيات متجددة ، كما أن المملكة المتحدة ملتزمة قانونًا بامتلاك 15٪ من احتياجاتها من الطاقة من مصادر الطاقة المتجددة بحلول عام 2020.

على الرغم من أننا نستطيع زيادة إمدادات الطاقة من طاقة الرياح والطاقة الشمسية ، إلا أن صانعي السياسة لا يستطيعون قيادة الشمس للتألق أو أن تهب الرياح عندما نحتاج إلى الطاقة ، ونتيجة لذلك هو الاعتماد فقط على العناصر التي من المحتمل أن يكون لدينا عدم تطابق في العرض والطلب. يشير النمو في حصة الطاقة المتجددة المولدة من مزيج الطاقة إلى أننا قد نشهد المزيد من توليد الطاقة على نحو متقطع وغير متوقع. هذا لديه القدرة على خلق حالة عدم استقرار في الشبكة ، مما يؤثر على جودة الطاقة ، لم يتم تلبية الطلب في أوقات الذروة وأي شيء يتم إغراقه.

إن مسألة مطابقة التوليف إلى منحنى الطلب ليست مشكلة فريدة من نوعها في استخدام تقنيات الطاقة المتجددة الحرجة ، بل إنها ذات صلة أيضًا بالتوليد من خلال محطات الطاقة الحالية. وتتراوح فترة الذروة بين الساعة الرابعة والسادسة مساءً ، حيث يصل الناس إلى منازلهم من العمل ويقومون بإعداد وجبتهم المسائية ، وتعتبر أول ساعتين من تلك الفترة هي الأكثر أهمية عندما تتداخل مع نهاية يوم العمل.

يمكن لاستجابة الطلب مع العدادات الذكية والمركبات الكهربائية أن تساعد في تغيير الحمل. ومع ذلك ، فإنه ينطوي على تغيير في سلوك المستهلك. مثل هذه التغييرات تحتاج إلى حافز. هذا قد ينتج عن تركيب العدادات الذكية ، ومع ذلك ، فإن نشر العدادات الذكية في أوروبا والولايات المتحدة ، وعلى وجه الخصوص في المملكة المتحدة ، هو وراء الجدول الأصلي.

تنعيم منحنى العرض

يبدو أن تخزين الطاقة الزائدة من فترات الذروة لاستخدامها في وقت لاحق هو أكثر الإجابات المباشرة على هذه المشكلة ويتم الرجوع إليه في ورقة إصلاح سوق الكهرباء في الحكومة البريطانية كحل جزء ، ومع ذلك فهناك العديد من الأنواع المختلفة تقنيات تخزين الطاقة.

الصورة: مقارنة بين تكلفة وأداء تقنيات تخزين الطاقة.

يعتمد الاختيار بين التقنيات على سعة التخزين ووقت تفريغ الطاقة (وقت الاستجابة) من منظور الأداء. من منظور المستثمر ، من المحتمل أن يتم تحديده من خلال تكلفة التخزين وعائد الاستثمار (ROI). بالنسبة لتخزين الطاقة على نطاق الشبكة ، يعتبر الماء الضخ هو الأكثر شيوعًا حتى الآن في التخزين السائب في كل من الولايات المتحدة وأوروبا. بالنسبة للتكنولوجيات الأحدث الأخرى مثل البطاريات ، ما زلنا نفتقر إلى حالة تجارية إيجابية لدعم الاستثمار. هذا ليس فقط بسبب التكلفة الأولية العالية للتكنولوجيات الجديدة ، لا يمكن لإطار السوق الحالي إعطاء قيمة حقيقية للطاقة والتخزين. هذا يؤدي إلى عدم وجود اهتمام من المستثمرين.

تدرك المفوضية الأوروبية (EC) أن تخزين الطاقة مطلوب للحصول على امتصاص أكبر من الطاقة المتجددة وأن الشبكة الفائقة لا يمكن أن تستمر بدون تخزين الطاقة. ما نحتاجه من المفوضية الأوروبية هو المعايير والتنظيم ، وأهم شيء - نموذج عمل مجدي لصناعة الطاقة.

محاكمات

تم تركيب أكبر بطاريات Li-ion في العالم بسعات تخزين تبلغ 32 ميغاواط بجوار مزرعة رياح برية في ولاية فرجينيا الغربية ، الولايات المتحدة لتوفير تنظيم التردد السريع للشبكة.

سيتم تركيب بطارية ليثيوم أيون بقوة 6 ميجاوات في شرق إنجلترا. حصل هذا المشروع على 20 مليون جنيه إسترليني من صندوق شبكة أوف بيم للكربون المنخفض. بمجرد اكتمالها ، ستصبح أكبر نظام لتخزين البطاريات في أوروبا.

في المملكة المتحدة ، نحن ننظر أيضا في إمكانية استخدام الهواء السائل كوسيلة للتخزين. تم تشغيل محطة تجريبية بقدرة 350 كيلووات استضافتها شركة Scottish and Southern Energy (SSE) منذ أبريل 2010. ويتمثل العامل الرئيسي لطريقة التخزين هذه في ضغط وتبريد الهواء إلى شكل سائل للتخزين. مزايا هذه الطريقة هي:

  • انخفاض المخاطر ، لأنها تعتمد على مكون ناضجة تجميعها في عملية جديدة.
  • توفير التخزين على نطاق واسع حيث تتطلب مواقع أصغر.
  • لا حدود للموقع الجغرافي على النبات والطاقة المخزنة.
  • الهواء المسال قابل للنقل.

ومن بين تقنيات التخزين الأخرى التي سيكون لديها إمكانات عالية أيضًا تقنية Power-to-gas (P2G). يحول P2G فائض الطاقة المتجددة إلى طاقة متجددة أو وقود أو حرارة عبر عملية التحليل الكهربائي. ينتج التحليل الكهربائي الهيدروجين أو الغاز الطبيعي الاصطناعي الذي يمكن حقنه مباشرة في خط أنابيب الغاز ، ويتم توزيعه في الموقع كوقود ، أو معالجته أكثر لإنتاج الميثان والحرارة. هذه الطريقة للتخزين مناسبة لبلدان مثل ألمانيا والمملكة المتحدة التي لديها استخدام واسع النطاق للغاز في كل من الصناعة والمنازل.

يمكن أن يكون المستقبل في الماضي؟

في بعض الأحيان قد نكون أكثر تركيزًا على التقنيات الجديدة ونغفل التقنيات التقليدية. نحن بالفعل نستخدم التخزين الحراري لعدد من السنوات. سخانات التخزين الليلي هي وسيلة بسيطة وفعالة من حيث التكلفة لتخزين الطاقة. أظهرت دراسة أجراها كل من غلين ديمبلكس و إس إس إي لتقييم إمكانات نظام التخزين الكهربائي الذكي (SETS) أنه من خلال تطبيق إمكانات متقدمة للقيادة والتحكم الإلكتروني ، يمكن أن تحقق المجموعة زيادة في الكفاءة بنسبة 20٪ مقارنة بسخان التخزين الليلي الحالي.

تمتلك SETS إمكانية توفير 55 جيجا وات من التحكم في الطلب إذا تم استبدال جميع سخانات التخزين الليلية في الاتحاد الأوروبي - 27 ، مقارنة بسعة التخزين الحالية البالغة 51 جيجا وات.

يعمل العلماء والمهندسون جاهدين على تقنيات التخزين المختلفة. ما يبدو أنه مفقود هو اتجاه واضح من صناع السياسة لإنشاء الإطار الصحيح الذي يسمح للمستثمرين برؤية عائد الاستثمار الحقيقي. ثم يمكننا الاقتراب من طموحنا لشبكة منخفضة الكربون ، مع الثقة في أمن التوريد.


ظهر هذا المقال أصلاً في طبعة فبراير 2014 من مجلة دلتا T في BSRIA . كتبه غامبي تشيانج ، كبير المستشارين ، التحكم الذكي في المباني ، شركة BSRIA Worldwide Market Intelligence. تم نشره هنا بواسطة --BSRIA 10:18 ، 9 ديسمبر 2014 (UTC)

موصى به

شارع 10 داوننغ

بيئة طبيعية

دليل عملي عن الصحة في مدن الحدائق