De voetafdruk van energieopslag verkleinen
De opslag van energie uit batterijen is een cruciale technologie om onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen en een koolstofarme toekomst op te bouwen. De opwekking van hernieuwbare energie verschilt fundamenteel van de traditionele opwekking met fossiele brandstoffen, omdat bij hernieuwbare toepassingen energie niet op aanvraag kan worden geproduceerd. Steenkool kan worden verbrand wanneer er stroom nodig is: wind- en zonne-energie zijn afhankelijk van de wind en de zon. Zonne-energie vormt een bijzonder probleem, omdat het niet kan worden geproduceerd tijdens de piekvraag naar energie: 's nachts.
Door dit cruciale verschil is er behoefte aan opslag van batterijenergie. Opslagsystemen voor batterijenergie zijn elektromechanische apparaten die energie opslaan in batterijen voor gebruik met een voorgeschreven snelheid en tijd. Hierdoor wordt de tijd van opwekking losgekoppeld van het tijdstip van gebruik en kan energie worden geleverd wanneer de consument dat nodig heeft. Opslagsystemen voor energie is van essentieel belang voor het bereiken van doelstellingen op het gebied van schone energie door een beter gebruik van hernieuwbare bronnen te bieden en tegelijkertijd de betrouwbaarheid van het net en de prijsstabiliteit te verbeteren.
Naast toepassingen in het net wordt energieopslag ook gebruikt in commerciële en industriële toepassingen om de betrouwbaarheid van de energiebeschikbaarheid te vergroten en de kosten te verlagen door opgeslagen energie te gebruiken in tijden waarin netstroom bijzonder duur is. Woonhuizen of kleine gemeenschappen kunnen ook energieopslag gebruiken om een grotere energieonafhankelijkheid en milieuduurzaamheid te bereiken door energieopslagsystemen aan te sluiten op gedistribueerde energiebronnen zoals zonne-energie op het dak.
nVent biedt een reeks oplossingen die klanten de middelen bieden om de prestaties, veiligheid en betrouwbaarheid van energieopslagsystemen te verbeteren. Onze oplossingen voor aarding, verbinding, stroomaansluiting en behuizingen helpen onze klanten met energieopslag veilige verbindingen te maken tussen batterijrekken, stroomomvormers en omvormers en deze systemen te beschermen tegen mogelijke storingen. Tegelijk zorgen onze laagspanningsgeleiders en koeloplossingen voor meer veerkracht en een flexibeler ontwerp in energieopslagsystemen, waardoor technici de footprint van energieopslaginstallaties kunnen beperken.
Waarom moeten energieopslagsystemen hun voetafdruk verkleinen?
Het Internationaal Agentschap voor Hernieuwbare Energie schat dat tegen 2050 90 procent van de elektriciteit in de wereld afkomstig kan zijn van hernieuwbare energiebronnen. Dit vereist een enorme toename van de opwekking van hernieuwbare energie. Zelfs nu er meer ruimtebesparende hernieuwbare technologieën worden ontwikkeld, zal de fysieke voetafdruk van de opwekking van hernieuwbare energie drastisch moeten toenemen om de doelstellingen inzake schone energie te verwezenlijken. Door de voetafdruk van energieopslaginstallaties te verkleinen, kan meer ruimte worden gebruikt om energie op te wekken in plaats van deze op te slaan.
Vermindering van het vloeroppervlak is ook belangrijk voor toepassingen zoals het opladen van EV's. Nu elektrische voertuigen steeds vaker op de wegen van de wereld worden gezien, is de aanleg van de infrastructuur ter ondersteuning daarvan een belangrijke prioriteit geworden. Doordat meer auto's gebruikmaken van laadstations, kunnen technici die werken aan de ontwikkeling van een EV-infrastructuur mogelijk niet genoeg fysieke ruimte vinden om aan de vraag te voldoen zonder kleinere opslagsystemen voor accu's. Evenzo kunnen commerciële en residentiële toepassingen de indeling van gebouwen wellicht niet wijzigen om ruimte te bieden aan grote energieopslagsystemen, aangezien zij systemen voor hernieuwbare energie en energieopslag op locatie bouwen.
Overwegingen met betrekking tot ontwerp en technologie voor het verkleinen van de voetafdruk
Om al deze redenen is het belangrijk de voetafdruk van energieopslaginstallaties te verkleinen. Zelfs met technologische ontwikkelingen die de batterijen zelf hebben verkleind, hebben installaties voor de opslag van batterijenergie de juiste infrastructuur nodig om het gebruik van veel batterijen in de nabijheid te ondersteunen. De beste manier om de voetafdruk van energie-opslag te verkleinen, is om de ruimte die wordt gebruikt voor iets anders dan batterijen zo veel mogelijk te verkleinen.
Een van de problemen met het plaatsen van batterijen zeer dicht bij elkaar is de warmte die ze genereren. nVent's ervaring met vloeistofkoeling voor datacenters stelt ons in staat oplossingen te bieden voor deze uitdaging. Vloeistofkoeling is efficiënter dan luchtkoeling omdat vloeistof een hogere warmteoverdrachtscapaciteit heeft en dichter bij een warmtebron kan komen dan lucht. Er zullen veel mogelijkheden zijn om vloeibare koeling te implementeren in energieopslagtoepassingen om de warmtebelasting te beheren die wordt gegenereerd door de stijgende vermogensdichtheid.
Vloeistofkoeling werkt in energieopslagtoepassingen door een koeler te gebruiken om gekoelde vloeistof in een gesloten circuit door het systeem te pompen, met nauwkeurige regeling waarbij de vloeistoftemperatuur en de stroomsnelheden worden aangepast om de efficiëntie te maximaliseren. Door de koelcapaciteit van energieopslagsystemen te verhogen met vloeistofkoeling, kunnen fabrikanten van batterijmodules meer batterijen dichter bij elkaar plaatsen en de vermogenscapaciteit van hun installaties vergroten zonder de voetafdruk te vergroten.
Maar zelfs als de batterijen goed worden gekoeld, moeten ze nog steeds op elkaar worden aangesloten en op het elektriciteitsnet of een andere toepassing die ze van stroom voorzien. Traditionele kabeloplossingen, die weliswaar geschikt zijn voor bepaalde toepassingen, kunnen moeilijk te gebruiken zijn wanneer het verminderen van het vloeroppervlak een primair probleem is, omdat ze vaak niet voldoende een veilige buigradius hebben om kleine bochten te kunnen nemen. In deze situaties kunnen flexibele geleiders, zoals de flexibele stroomrails van nVent en vlechten van het merk nVent ILSCO, een beter ontwerp bieden dankzij de kleinere doorsnede en minimale buigstraal. Deze oplossingen kunnen ook worden geprefabriceerd om tijd en arbeid op werklocaties te besparen.
Wat nu?
De vraag naar energieopslag zal blijven toenemen naarmate de overheidsinvesteringen in infrastructuur wereldwijd toenemen, micronetten steeds vaker worden gebruikt en elektrische voertuigen op grote schaal worden ingevoerd. Het verkleinen van de voetafdruk van energieopslagsystemen zal een uitdaging zijn voor fabrikanten van batterijmodules, energiebedrijven, commerciële gebouwen en meer. Als u nu nadenkt over deze uitdagingen en technologie ontwikkelt om de voetafdruk te verkleinen, kunnen energieopslagbedrijven de concurrentie een stap voor blijven. Het opnieuw bekijken van voedingsaansluitingen en koelingsmethoden is een prima startpunt.