Tehnologii de stocare a energiei
Diferite tehnologii de stocare a energiei contribuie la stabilitatea energiei electrice prin faptul că funcționează în diferite etape ale rețelei, de la generare până la utilizarea finală de către consumator.
Stocarea termică
Stocarea termică este utilizată pentru generarea de energie electrică prin utilizarea energiei de la soare, chiar și atunci când soarele nu strălucește. Centralele solare cu concentrare pot capta căldura de la soare și stoca energia în apă, săruri topite sau alte fluide. Această energie stocată este utilizată ulterior pentru a genera electricitate, permițând utilizarea energiei solare chiar și după apusul soarelui.
Plante de acest tip sunt în prezent în funcțiune sau propuse în California, Arizona și Nevada . De exemplu, proiectul propus Rice Solar Energy Project din Blythe, California, va utiliza un sistem de stocare a sărurilor topite cu un turn solar de concentrare pentru a furniza energie pentru aproximativ 68.000 de locuințe în fiecare an .
Există, de asemenea, tehnologii de stocare termică pentru stocarea energiei la utilizarea finală. O metodă constă în înghețarea apei pe timp de noapte folosind energie electrică în afara orelor de vârf, apoi eliberarea energiei reci stocate din gheață pentru a ajuta la aerul condiționat în timpul zilei .
De exemplu, sistemul Ice Bear al Ice Energy creează un bloc de gheață pe timp de noapte și apoi folosește gheața în timpul zilei pentru a condensa agentul frigorific al sistemului de aer condiționat . În acest fel, sistemul Ice Bear mută consumul de energie electrică al clădirii de la orele de vârf din timpul zilei la orele din afara orelor de vârf, când energia electrică este mai ieftină. În plus, Administrația Bonneville Power Administration derulează un program pilot privind stocarea excesului de energie eoliană în încălzitoarele de apă rezidențiale .
Stocarea energiei cu aer comprimat
Stocarea energiei cu aer comprimat (CAES) funcționează, de asemenea, ca o tehnologie de stocare a generației prin utilizarea energiei potențiale elastice a aerului comprimat pentru a îmbunătăți eficiența turbinelor cu gaz convenționale.
Sistemele CAES comprimă aerul folosind energie electrică în timpul orelor de vârf, iar apoi stochează aerul în caverne subterane. În timpul perioadelor de cerere maximă, aerul este extras din depozit și este alimentat cu gaze naturale într-o turbină cu combustie pentru a genera energie electrică . Această metodă utilizează doar o treime din gazele naturale utilizate în metodele convenționale . Deoarece centralele CAES necesită un anumit tip de rezervor subteran, acestea sunt limitate de locația lor. Două centrale comerciale CAES funcționează în prezent în Huntorf, Germania și MacIntosh, Alabama, deși au fost propuse centrale în alte părți ale Statelor Unite.
Hidrogenul
Hidrogenul poate fi utilizat ca un combustibil fără emisii de carbon pentru generare. Excesul de energie electrică poate fi utilizat pentru a crea hidrogen, care poate fi stocat și utilizat ulterior în pile de combustie, motoare sau turbine cu gaz pentru a genera energie electrică fără a produce emisii nocive . NREL a studiat potențialul de a crea hidrogen din energia eoliană și de a-l stoca în turnurile turbinelor eoliene pentru generarea de energie electrică atunci când vântul nu bate .
Stocarea hidroelectrică prin pompare
Stocarea hidroelectrică prin pompare oferă o modalitate de a stoca energie în etapa de transmisie a rețelei, prin stocarea excesului de producție pentru utilizare ulterioară.
Multe centrale hidroelectrice includ două rezervoare la înălțimi diferite. Aceste centrale stochează energia prin pomparea apei în rezervorul superior atunci când oferta depășește cererea. Atunci când cererea depășește oferta, apa este eliberată în rezervorul inferior prin coborâre prin turbine pentru a genera energie electrică.
Cu o capacitate instalată de peste 22 GW în Statele Unite, acumularea hidroelectrică prin pompare este cel mai mare sistem de stocare care funcționează în prezent . Cu toate acestea, procesul îndelungat de autorizare și costul ridicat al stocării prin pompare face ca alte proiecte să fie puțin probabile.
Flywheels
Flywheels pot oferi o varietate de beneficii rețelei, fie la nivel de transport, fie la nivel de distribuție, prin stocarea energiei electrice sub forma unei mase învârtitoare.
Dispozitivul are forma unui cilindru și conține un rotor mare în interiorul unui vid. Atunci când volantul preia energie de la rețea, rotorul accelerează până la viteze foarte mari, stocând energia electrică sub formă de energie de rotație. Pentru a descărca energia înmagazinată, rotorul trece în modul de generare, încetinește și funcționează cu energie inerțială, returnând astfel energia electrică la rețea .
Volanele au de obicei o durată de viață lungă și necesită puțină întreținere. Dispozitivele au, de asemenea, randamente ridicate și timpi de răspuns rapizi. Deoarece pot fi plasate aproape oriunde, volanele pot fi amplasate în apropierea consumatorilor și pot stoca energie electrică pentru distribuție.
În timp ce un singur dispozitiv cu volane are o capacitate tipică de ordinul kilowați, mai multe volane pot fi conectate într-o „fermă de volane” pentru a crea o instalație de stocare de ordinul megawaților . Centrala de stocare a energiei cu volane Stephentown Flywheel din New York a companiei Beacon Power este cea mai mare instalație cu volane din Statele Unite, cu o capacitate operațională de 20 MW .
Baterii
Baterii, cum ar fi cele de la o lanternă sau de la un telefon mobil, pot fi, de asemenea, utilizate pentru a stoca energie pe scară largă.
Ca și în cazul volanților, bateriile pot fi amplasate oriunde, astfel încât acestea sunt adesea văzute ca stocare pentru distribuție, atunci când o instalație de baterii este amplasată în apropierea consumatorilor pentru a asigura stabilitatea energiei; sau pentru utilizare finală, cum ar fi bateriile din vehiculele electrice.
Există multe tipuri diferite de baterii care au un potențial de stocare a energiei pe scară largă, inclusiv bateriile de sodiu-sulfură, metal-aer, litiu-ion și plumb-acid. Există mai multe instalații de baterii în parcurile eoliene; inclusiv Proiectul demonstrativ de stocare a energiei eoliene Notrees din Texas, care utilizează o instalație de baterii de 36 MW pentru a ajuta la asigurarea stabilității alimentării cu energie electrică chiar și atunci când nu bate vântul .
Progresele în tehnologiile de baterii au fost realizate în mare parte datorită expansiunii industriei vehiculelor electrice (VE). Pe măsură ce se fac mai multe dezvoltări cu EV-uri, costul bateriilor ar trebui să continue să scadă . Vehiculele electrice ar putea avea, de asemenea, un impact asupra stocării energiei prin tehnologiile de conectare a vehiculelor la rețea, în care bateriile lor pot fi conectate la rețea și pot descărca energie pentru ca alții să o folosească.
.