تخزين الطاقة والطاقات المتجددة
تحديات التقطع
من الصعب استخدام الطاقة الشمسية وطاقة الرياح باستمرار. تحتاج الألواح الشمسية إلى ضوء الشمس لتعمل، وتحتاج توربينات الرياح إلى الرياح لتوليد الطاقة. يمكن للغيوم أو دخان حرائق الغابات أن يحجب أشعة الشمس. في يونيو 2023، تسبب دخان حرائق الغابات في انخفاض الطاقة الشمسية بنسبة 56% في نيو إنجلاند. كما تتغير طاقة الرياح تبعًا للطقس. قد تؤدي غازات الاحتباس الحراري إلى انخفاض طاقة الرياح بنسبة 15% في الولايات المتحدة وكندا بحلول عام 2100. وقد تفقد بعض المناطق ما يصل إلى 40% من طاقتها. لهذا السبب، يصعب الاعتماد على الطاقة المتجددة فقط.
أنظمة تخزين الطاقة توفر الطاقة عند توافرها، وتمنحك الطاقة عند عدم توافرها.
يساعد هذا في الحفاظ على ثبات الطاقة ويسمح لك بإدارة مقدار استخدامها.
يجعل تخزين الطاقة النظام أكثر موثوقية ويحل مشاكل مثل تغيرات الجهد.
يمكنك استخدام أنظمة الطاقة المتجددة الصغيرة وتلبية احتياجاتك.
يعد تخزين الطاقة أمرًا مهمًا للحفاظ على استقرار الشبكة، وتحسين جودة الطاقة، وإدارة الموثوقية، وتحويل الأحمال.
تساعدك البطاريات على زيادة استخدام الطاقة المتجددة. فهي تخزن الطاقة من الألواح الشمسية وتوربينات الرياح. عند انخفاض الطاقة، توفر البطاريات الطاقة لمنزلك أو عملك. تخزين الطاقة بالبطاريات يجعل الطاقة المتجددة أكثر فائدة وموثوقية.
استقرار الشبكة
تحتاج إلى شبكة كهرباء قوية لاستقرار الكهرباء. قد يؤدي زيادة الطاقة المتجددة إلى تقليل استقرار الشبكة، لأن الطاقة الشمسية وطاقة الرياح لا تعملان دائمًا. يساعد تخزين الطاقة في الحفاظ على قوة الشبكة واستقرارها.
أنواع أنظمة تخزين الطاقة
تقنيات البطاريات
تُستخدم البطاريات في العديد من الأماكن، فهي تُستخدم في الهواتف والسيارات، كما تُستخدم في المنازل. يُوفر تخزين طاقة البطارية الطاقة من الألواح الشمسية وتوربينات الرياح. يمكنك استخدامه عند الحاجة، فهو يعمل حتى في غياب الشمس أو الرياح. تستخدم أنظمة تخزين طاقة البطارية بطاريات مختلفة، من أشهرها بطاريات أيون الليثيوم، وبطاريات الرصاص الحمضية، وبطاريات التدفق. يخزن كل نوع من أنواع البطاريات الطاقة بطريقة خاصة. يستخدم تخزين طاقة البطارية الكهروكيميائي تفاعلات كيميائية لتخزين الطاقة وتوزيعها. يُحافظ تخزين طاقة البطارية على تشغيل الأضواء وبقاء الأجهزة قيد التشغيل. تُساعدك البطاريات أنت ومجتمعك على استخدام المزيد من الطاقة المتجددة.
التخزين الميكانيكي والهيدروليكي
يوفر تخزين الطاقة الميكانيكية الطاقة عن طريق تحريك الأشياء. يستخدم تخزين الطاقة الكهرومائية الضخ الماء. تُضخ المياه صعودًا عند وجود طاقة إضافية. عند الحاجة إلى الطاقة، ينزل الماء لأسفل ويُشغّل التوربينات، مما يُولّد الكهرباء. يدفع تخزين الطاقة بالهواء المضغوط الهواء إلى الخزانات. عند الحاجة إلى الطاقة، يخرج الهواء ويُشغّل الآلات، مما يُولّد الكهرباء. تدور عجلات الموازنة بسرعة لتخزين الطاقة. عند الحاجة إلى الطاقة، تُبطئ عجلات الموازنة وتُزوّد الشبكة بالطاقة. تُساعدك هذه الأنظمة على استخدام الطاقة المتجددة والحفاظ على استقرار الكهرباء.
الحلول الناشئة
يجري اختبار وتحسين تقنيات جديدة لتخزين الطاقة. تستخدم بعض المشاريع أنظمة تخزين طاقة طويلة الأمد غير قائمة على الليثيوم. تستطيع هذه الأنظمة تخزين الطاقة لأكثر من عشر ساعات. تحصل المشاريع التجريبية على تمويل يتراوح بين 5 ملايين و20 مليون دولار. تساعد أنظمة تخزين الطاقة الجديدة هذه على زيادة استخدام الطاقة المتجددة وتعزيز كفاءة الشبكة.
تخزين الطاقة في التحول الطاقي
التأثير السكني والتجاري
يمكنك استخدام تخزين الطاقة في المنزل والعمل. إذا كنت تستخدم بطارية، فستوفر طاقة إضافية من الألواح الشمسية. هذا يتيح لك استخدام كهربائك ودفع مبلغ أقل. في ألمانيا، يستخدم الناس البطاريات لخفض التكاليف والحصول على المزيد من الطاقة الشمسية. مع انخفاض أسعار الألواح الشمسية والبطاريات، يمكنك توفير المزيد من المال. كما أنك تساهم في حماية البيئة من خلال تقليل استخدام الوقود الأحفوري.
تطبيقات على نطاق المرافق
أنظمة تخزين الطاقة الكبيرة مهمة للطاقة النظيفة. تخزن هذه الأنظمة الطاقة الفائضة من مزارع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. عند غروب الشمس أو تباطؤ الرياح، تحافظ الطاقة المخزنة على تدفق الكهرباء. هذا يجعل الطاقة المتجددة أكثر موثوقية ويساعد في تغيّرات العرض.
يحافظ تخزين الطاقة على مستوى الشبكة على استقرارها، ويوفر طاقة احتياطية، ويخفف من حدة التغيرات المفاجئة. تستخدم شركات المرافق هذه الأنظمة لمنع انقطاعات التيار الكهربائي، والمساعدة في الانتقال إلى طاقة أنظف. وبينما تعملون نحو مستقبل خالٍ من الكربون، تساعدكم تقنية أنظمة تخزين الطاقة على تحقيق أهدافكم المناخية ودعم التحول في مجال الطاقة.
مستقبل تخزين الطاقة
التحديات المقبلة
هناك العديد من المشاكل المتعلقة بتخزين الطاقة في المستقبل. بعض العوامل تُصعّب استخدام التخزين في كل مكان. تشمل هذه المشاكل:
بعض الأنظمة تكلف الكثير من المال.
بعض الشركات لا تريد تكنولوجيا جديدة.
بعض الأنظمة لا تدوم طويلاً أو لا تعمل بشكل جيد.
يمكن أن تجعل المخاوف المتعلقة بالسلامة الأشخاص متوترين.
يمكن للقواعد أن تؤدي إلى إبطاء المشاريع الجديدة.
من الصعب ربط التخزين بالشبكة والطاقات المتجددة.
التعليمات
ما هو نظام تخزين الطاقة؟
يتيح لك نظام تخزين الطاقة الاحتفاظ بالكهرباء للاستخدام لاحقًا. يمكنك توفير الطاقة من الألواح الشمسية أو توربينات الرياح. يمكنك استخدام هذه الطاقة المخزنة عند الحاجة. يعمل النظام حتى في غياب الشمس أو الرياح.
كيف تساعدك أنظمة تخزين الطاقة أثناء انقطاع التيار الكهربائي؟
الطاقة المُخزَّنة تُحافظ على استمرارية تشغيل مصابيحك وأجهزتك في حال انقطاع التيار الكهربائي. تستخدم المستشفيات ومراكز البيانات تخزين الطاقة كطاقة احتياطية. ستبقى آمنًا ومرتاحًا في حالات الطوارئ.
ما هي أنواع البطاريات الأفضل لتخزين الطاقة المنزلية؟
تستخدم معظم المنازل بطاريات أيونات الليثيوم. تدوم طويلًا وتخزن طاقة كبيرة. بطاريات الرصاص الحمضية أقل تكلفةً، لكنها لا تدوم طويلًا. بطاريات التدفق مناسبة للأنظمة الأكبر حجمًا.
هل يمكن لتخزين الطاقة أن يخفض فاتورة الكهرباء الخاصة بك؟
نعم! يمكنك توفير الطاقة عند انخفاض الأسعار، واستخدامها عند ارتفاعها. هذا يساعدك على توفير المال. ستحصل المنازل والشركات على فواتير أقل.
هل تخزين الطاقة مفيد للبيئة؟
يساعدك تخزين الطاقة على استخدام المزيد من الطاقة المتجددة. ستستخدم وقودًا أحفوريًا أقل، ما يعني انبعاثات أقل من غازات الدفيئة في الهواء. ستساهم في مكافحة تغير المناخ.
