کلید پایداری شبکه‌های برق

ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ

انرژی‌های تجدیدپذیر، به ویژه خورشیدی و بادی، به دلیل ماهیت متناوب و نوسانی خود، چالش بزرگی را برای پایداری و اطمینان‌پذیری شبکه‌های برق ایجاد می‌کنند. تولید این منابع به شرایط آب و هوایی و زمان روز بستگی دارد، در حالی که تقاضای مصرف‌کنندگان در طول شبانه‌روز متغیر است. برای حل این معضل و اطمینان از تامین مداوم برق پاک، "ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ" (Large-Scale Energy Storage) نقشی حیاتی ایفا می‌کند.

کد خبر: ۱۳۲۰۲۹۸

تاریخ: ۲۹ مهر ۱۴۰۴ - ۰۷:۴۴

به گزارش پایگاه خبری دانا، گروه دانش و فناوری:

این فناوری‌ها به عنوان ضربه‌گیر عمل کرده و امکان ذخیره مازاد انرژی تولید شده در زمان‌های اوج تولید و آزادسازی آن در زمان اوج مصرف یا کمبود تولید را فراهم می‌آورند.

باتری‌های لیتیوم-یون، که امروزه در بسیاری از کاربردها، از دستگاه‌های الکترونیکی شخصی گرفته تا خودروهای برقی، حضور دارند، در حال حاضر به عنوان یکی از مهم‌ترین فناوری‌های ذخیره‌سازی در مقیاس بزرگ نیز مطرح هستند. مزارع باتری عظیم که در نزدیکی نیروگاه‌های خورشیدی یا بادی نصب می‌شوند، می‌توانند هزاران مگاوات ساعت انرژی را ذخیره کنند. این باتری‌ها به دلیل قابلیت پاسخگویی سریع، انعطاف‌پذیری و کارایی بالا، به ویژه در تثبیت فرکانس شبکه و مدیریت پیک بار، بسیار ارزشمندند. با وجود نگرانی‌هایی در مورد هزینه اولیه و عمر مفید باتری‌ها، پیشرفت‌های مداوم در فناوری و کاهش هزینه‌ها، این سیستم‌ها را به گزینه‌ای جذاب برای شبکه‌های آینده تبدیل کرده است.

اما باتری‌های لیتیوم-یون تنها گزینه موجود نیستند. فناوری‌های دیگری نیز در حال توسعه و استقرار هستند که هر کدام مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند. ذخیره‌سازی با انرژی هیدروژنی یکی از این فناوری‌هاست. در این روش، برق اضافی برای الکترولیز آب و تولید هیدروژن استفاده می‌شود. هیدروژن تولید شده سپس ذخیره شده و در زمان نیاز، از طریق پیل‌های سوختی یا توربین‌های گازی، مجددا به برق تبدیل می‌شود. این فناوری، علاوه بر ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ، قابلیت ذخیره‌سازی بلندمدت (فصلی) را نیز دارد و می‌تواند به عنوان یک حامل انرژی پاک در سایر بخش‌ها نیز مورد استفاده قرار گیرد.

ذخیره‌سازی انرژی با استفاده از هوای فشرده

(Compressed Air Energy Storage - CAES) یکی دیگر از فناوری‌های امیدوارکننده در مقیاس بزرگ است. در این سیستم، برق اضافی برای فشرده‌سازی هوا و ذخیره آن در مخازن زیرزمینی (مانند غارها یا معادن نمک) استفاده می‌شود. هنگامی که نیاز به برق است، هوای فشرده آزاد شده و از طریق یک توربین، برق تولید می‌کند. این فناوری، پتانسیل ذخیره‌سازی حجم بسیار بالایی از انرژی را برای مدت طولانی دارد.

فناوری‌های مکانیکی دیگر مانند سیستم‌های ذخیره‌سازی گرانشی (Gravitational Energy Storage) نیز در حال ظهور هستند. در این سیستم‌ها، از انرژی اضافی برای بالا بردن وزنه‌های سنگین استفاده می‌شود و هنگام نیاز به برق، این وزنه‌ها رها شده و از طریق ژنراتور، برق تولید می‌کنند. این روش‌ها، اگرچه هنوز در مراحل اولیه توسعه هستند، اما پتانسیل ارائه راه‌حل‌های ذخیره‌سازی پایدار و با عمر طولانی را دارند.

نقش ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس بزرگ، فراتر از صرفا ذخیره مازاد تولید است. این سیستم‌ها به افزایش انعطاف‌پذیری شبکه، کاهش نیاز به نیروگاه‌های گران‌قیمت پیک‌بار (که فقط در زمان اوج مصرف روشن می‌شوند)، و بهبود کیفیت برق کمک می‌کنند. با ادغام گسترده منابع تجدیدپذیر در شبکه، سرمایه‌گذاری در فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی، نه یک گزینه، بلکه یک ضرورت برای تضمین آینده‌ای پایدار و مطمئن برای تامین انرژی خواهد بود. این مخازن انرژی، ستون فقرات شبکه‌های برق قرن بیست و یکم هستند.