{h1}
άρθρα

Αποθήκευση ενέργειας για κτίρια

Anonim

Εισαγωγή

Όλος ο κόσμος κινείται τώρα προς την ενέργεια που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Η Ευρώπη έχει στοχεύσει να διαθέτει το 20% της ενέργειας που προέρχεται από τεχνολογίες ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και το Ηνωμένο Βασίλειο δεσμεύεται νομικά να διαθέσει το 15% της ενεργειακής του ζήτησης από ανανεώσιμες πηγές έως το 2020.

Παρόλο που μπορούμε να αυξήσουμε την παροχή ενέργειας από την αιολική και την ηλιακή ενέργεια, οι υπεύθυνοι για τη χάραξη πολιτικής δεν μπορούν να οδηγήσουν τον ήλιο να λάμψει ή να πνέει ο άνεμος όταν χρειαζόμαστε την ενέργεια και το αποτέλεσμα είναι ότι βασιζόμενοι αποκλειστικά στα στοιχεία που πιθανόν να έχουμε αναντιστοιχία στο προφίλ προσφοράς και ζήτησης. Η αύξηση του μεριδίου των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας που προκύπτει από το ενεργειακό μείγμα υποδηλώνει ότι θα μπορούσαμε να βιώσουμε πιο απρόβλεπτη και διακοπτόμενη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτό έχει τη δυνατότητα να δημιουργήσει αστάθεια στο δίκτυο, επηρεάζοντας την ποιότητα της ηλεκτρικής ενέργειας, η αιχμή της ζήτησης δεν πληρούται και οτιδήποτε υπερβαίνει το ντάμπινγκ.

Το ζήτημα της αντιστοίχησης της παραγωγής με την καμπύλη της ζήτησης δεν είναι ένα μοναδικό πρόβλημα για τη χρήση τεχνολογιών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, αλλά και για την παραγωγή μέσω των υφιστάμενων σταθμών ηλεκτροπαραγωγής. Η περίοδος αιχμής για τη ζήτηση είναι μεταξύ 16:00 και 20:00 καθώς οι άνθρωποι φτάνουν από το σπίτι και εργάζονται για να προετοιμάσουν το βραδινό γεύμα τους. Οι πρώτες 2 ώρες της περιόδου αυτής είναι οι πιο κρίσιμες καθώς επικαλύπτονται με το τέλος της εργάσιμης ημέρας.

Η απόκριση ζήτησης με έξυπνους μετρητές και ηλεκτρικά οχήματα μπορεί να βοηθήσει στη μετατόπιση του φορτίου. Ωστόσο, θα συνεπάγεται αλλαγή στη συμπεριφορά των καταναλωτών. Τέτοιες αλλαγές χρειάζονται ένα ερέθισμα. αυτό θα μπορούσε να προκύψει από την εγκατάσταση έξυπνων μετρητών, ωστόσο η ανάπτυξη έξυπνων μετρητών στην Ευρώπη και στις ΗΠΑ, και ιδίως στο Ηνωμένο Βασίλειο, βρίσκεται πίσω από το αρχικό χρονοδιάγραμμα.

Εξομάλυνση της καμπύλης προσφοράς

Η αποθήκευση της πλεονάζουσας ενέργειας από τις περιόδους αιχμής για μελλοντική χρήση φαίνεται να είναι η πιο απτή απάντηση στο πρόβλημα αυτό και αναφέρεται στο χαρτί της κυβέρνησης του Ηνωμένου Βασιλείου για τη μεταρρύθμιση της αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας ως μερική λύση, ωστόσο υπάρχουν πολλά διαφορετικά είδη τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας.

Εικόνα: Σύγκριση κόστους και απόδοσης τεχνολογιών αποθήκευσης ενέργειας.

Η επιλογή μεταξύ τεχνολογιών εξαρτάται από την χωρητικότητα αποθήκευσης και το χρόνο απόρριψης ισχύος (χρόνος απόκρισης) από την άποψη της απόδοσης. Από την πλευρά του επενδυτή, πιθανότατα θα καθορίζεται από το κόστος αποθήκευσης και την απόδοση της επένδυσης (ROI). Για την αποθήκευση ενέργειας σε κλίμακα πλέγματος, η υδροηλεκτρική ενέργεια είναι μέχρι τώρα η συνηθέστερη στην αποθήκευση χύδην τόσο στις ΗΠΑ όσο και στην Ευρώπη. Για άλλες νεώτερες τεχνολογίες, όπως οι μπαταρίες, εξακολουθούμε να μην έχουμε μια θετική επιχειρηματική υπόθεση για να στηρίξουμε την επένδυση. Αυτό δεν οφείλεται μόνο στο αρχικό υψηλό κόστος των νέων τεχνολογιών, το ισχύον πλαίσιο της αγοράς δεν μπορεί να δώσει πραγματική αξία ενέργειας και αποθήκευσης. Αυτό οδηγεί σε έλλειψη ενδιαφέροντος από τους επενδυτές.

Η Ευρωπαϊκή Επιτροπή (ΕΚ) αναγνωρίζει ότι απαιτείται αποθήκευση ενέργειας για μεγαλύτερη απορρόφηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και ότι ένα σούπερ δίκτυο δεν μπορεί να προχωρήσει χωρίς αποθήκευση ενέργειας. Αυτό που χρειαζόμαστε από την ΕΚ είναι τα πρότυπα και η ρύθμιση και το πιο σημαντικό πράγμα - ένα εφικτό επιχειρηματικό μοντέλο για την ενεργειακή βιομηχανία.

Δοκιμές

Οι μεγαλύτερες παγκόσμιες μπαταρίες ιόντων λιθίου με χωρητικότητες αποθήκευσης 32 MW εγκαταστάθηκαν δίπλα σε αιολικό πάρκο αιολικής ενέργειας στη Δυτική Βιρτζίνια των Ηνωμένων Πολιτειών για την παροχή ρυθμίσεων συχνότητας ταχείας απόκρισης του δικτύου.

Μια μπαταρία ιόντων λιθίου 6 MW θα εγκατασταθεί στην ανατολική Αγγλία. Το έργο αυτό έλαβε 20 εκατομμύρια λίρες από το Ταμείο χαμηλού άνθρακα του Ofgem. Μόλις ολοκληρωθεί, θα γίνει το μεγαλύτερο σύστημα αποθήκευσης μπαταριών στην Ευρώπη.

Στο Ηνωμένο Βασίλειο, εξετάζουμε επίσης τις δυνατότητες χρησιμοποίησης υγροποιημένου αέρα ως μέσου αποθήκευσης. Ένα πιλοτικό εργοστάσιο 350 kW που φιλοξενείται από τη Σκωτία και τη Νότια Ενέργεια (SSE) λειτουργεί από τον Απρίλιο του 2010. Η κύρια λειτουργία αυτής της μεθόδου αποθήκευσης είναι η συμπίεση και η ψύξη του αέρα σε υγρή μορφή για αποθήκευση. Τα πλεονεκτήματα αυτής της μεθόδου είναι:

  • Χαμηλότερος κίνδυνος, καθώς εξαρτάται από ένα ώριμο στοιχείο συναρμολογημένο σε μια νέα διαδικασία.
  • Η παροχή μεγάλης κλίμακας αποθήκευσης όπου απαιτούνται μικρότερες θέσεις.
  • Δεν υπάρχει περιορισμός της γεωγραφικής θέσης της εγκατάστασης και της αποθηκευμένης ενέργειας.
  • Ο υγροποιημένος αέρας είναι μεταφερόμενος.

Μια άλλη τεχνολογία αποθήκευσης που θα έχει επίσης υψηλό δυναμικό είναι το Power to gas (P2G). Το P2G μετατρέπει την πλεονάζουσα παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας σε ανανεώσιμη ενέργεια, καύσιμο ή θερμότητα μέσω μιας διαδικασίας ηλεκτρόλυσης. Η ηλεκτρόλυση παράγει υδρογόνο ή συνθετικό φυσικό αέριο, το οποίο μπορεί να εγχυθεί απευθείας στον αγωγό αερίου, να διανέμεται επί τόπου ως καύσιμο ή να επεξεργάζεται περαιτέρω για παραγωγή μεθανίου και θερμότητας. Αυτή η μέθοδος αποθήκευσης είναι κατάλληλη για χώρες όπως η Γερμανία και το Ηνωμένο Βασίλειο, οι οποίες χρησιμοποιούν εκτεταμένα το φυσικό αέριο τόσο στη βιομηχανία όσο και στα σπίτια.

Θα μπορούσε το μέλλον να είναι το παρελθόν;

Μερικές φορές ίσως είμαστε πολύ επικεντρωμένοι στις νέες τεχνολογίες και παραβλέπουμε τις συμβατικές. Χρησιμοποιούμε ήδη θερμική αποθήκευση για αρκετά χρόνια. Οι θερμαντήρες νυχτερινής αποθήκευσης είναι ένας απλός και οικονομικός τρόπος αποθήκευσης ενέργειας. Μια μελέτη που διεξήχθη από την Glen Dimplex και την SSE για την εκτίμηση του δυναμικού για έξυπνο ηλεκτρικό σύστημα αποθήκευσης (SETS) έδειξε ότι εφαρμόζοντας προηγμένες δυνατότητες ηλεκτρονικής εντολής και ελέγχου, το SETS μπορεί να έχει κέρδος απόδοσης 20% σε σύγκριση με την τρέχουσα θερμάστρα νυχτερινής αποθήκευσης.

Το SETS έχει τη δυνατότητα να παρέχει ελεγχόμενη ζήτηση 55 GW εάν αντικατασταθούν όλες οι θερμαντικές συσκευές νυχτερινής αποθήκευσης στην ΕΕ-27, σε σύγκριση με την τρέχουσα χωρητικότητα αποθήκευσης 51 GW.

Οι επιστήμονες και οι μηχανικοί δουλεύουν πολύ σκληρά για διάφορες τεχνολογίες αποθήκευσης. Αυτό που φαίνεται να λείπει είναι μια ξεκάθαρη καθοδήγηση από τους υπεύθυνους χάραξης πολιτικής για τη δημιουργία του σωστού πλαισίου που επιτρέπει στους επενδυτές να βλέπουν την πραγματική απόδοση επένδυσης (ROI). Τότε μπορούμε να προσεγγίσουμε την προσδοκία μας για ένα δίκτυο χαμηλών εκπομπών άνθρακα, με εμπιστοσύνη στην ασφάλεια του εφοδιασμού.


Το άρθρο αυτό εμφανίστηκε αρχικά στην έκδοση του Φεβρουαρίου 2014 του περιοδικού Delta T της BSRIA. Γράφτηκε από τον Gambi Chiang, ανώτερο σύμβουλο, ευφυή κτίρια ελέγχου, BSRIA Worldwide Market Intelligence. Έχει αναρτηθεί εδώ από --BSRIA 10:18, 9 Δεκεμβρίου 2014 (UTC)

Συνιστάται

Διατμητική δύναμη

Διακοσμητική τέχνη

Ομάδα CIC BIM 2050