Redukcja negatywnego wpływu magazynowania energii
Magazynowanie energii w akumulatorach to kluczowa technologia zmniejszająca naszą zależność od paliw kopalnych i budująca niskoemisyjną przyszłość. Wytwarzanie energii ze źródeł odnawialnych różni się zasadniczo od tradycyjnego wytwarzania energii z paliw kopalnych tym, że w zastosowaniach odnawialnych nie można wytwarzać energii na żądanie. Węgiel można spalać wtedy, gdy jest potrzebna energia elektryczna – wykorzystywanie wiatru i energii słonecznej zależy od tego, czy wieje wiatr i czy świeci słońce. Energia słoneczna stawia szczególne wyzwania, ponieważ światło słoneczne nie jest dostępne w szczytowym czasie zapotrzebowania na energię: w nocy.
To kluczowe wyzwanie generuje potrzebę magazynowania energii w akumulatorach. Akumulatorowe systemy magazynowania energii to urządzenia elektromechaniczne, które pozwalają magazynować energię w akumulatorach, a następnie pobierać z określoną szybkością w określonym czasie. Oddziela to okresy wytwarzania od okresów poboru i pozwala dostarczać energię wtedy, gdy jej potrzebują konsumenci. Systemy magazynowania energii mają kluczowe znaczenie dla osiągania celów w zakresie czystej energii dzięki zapewnieniu lepszego wykorzystania zasobów odnawialnych przy jednoczesnym zwiększeniu niezawodności sieci i stabilności cen.
Magazynowanie energii jest przydatne nie tylko w sieci, ale również w zastosowaniach komercyjnych i przemysłowych, ponieważ pozwala zwiększyć stabilną dostępność energii i obniżyć koszty dzięki wykorzystywaniu zmagazynowanej energii w okresach, gdy moc pobierana z sieci jest szczególnie kosztowna. W domach mieszkalnych lub małych społecznościach magazynowanie energii może przyczynić się do zwiększenia niezależności energetycznej i zrównoważenia wpływu na środowisko dzięki podłączeniu systemów magazynowania energii do rozproszonych zasobów energetycznych, takich jak dachowe źródła słoneczne.
Firma nVent oferuje szereg rozwiązań, które oferują klientom środki zwiększające wydajność, bezpieczeństwo i niezawodność systemów magazynowania energii. Nasze rozwiązania w zakresie uziemiania, łączenia, zasilania i obudów pomagają naszym klientom, którzy chcą magazynować energię, tworzyć bezpieczne połączenia między stojakami akumulatorów, konwerterami mocy i falownikami, a także chronić te systemy przed potencjalnymi zakłóceniami. Nasze niskonapięciowe przewody zasilające i rozwiązania chłodzące również zwiększają elastyczność projektowania systemów magazynowania energii, co pozwala zredukować ślad środowiskowy instalacji magazynowania energii.
Dlaczego systemy magazynowania energii muszą zmniejszać ślad środowiskowy?
Międzynarodowa Agencja Energii Odnawialnej szacuje, że do 2050 roku 90% światowej energii elektrycznej może pochodzić z odnawialnych źródeł energii. Będzie to wymagać ogromnego zwiększenia produkcji energii ze źródeł odnawialnych. Nawet jeśli tworzenie bardziej efektywnych technologii pozwoli zredukować ilość przestrzeni zajmowanej na potrzeby produkcji energii ze źródeł odnawialnych, osiągnięcie założonych celów dostarczania czystej energii będzie wiązać się ze znacznym wzrostem śladu fizycznego. Zmniejszenie przestrzeni zajmowanej przez instalacje do magazynowania energii pozwala wykorzystywać więcej miejsca na wytwarzanie, zamiast na magazynowanie energii.
Zmniejszenie zajmowanej przestrzeni jest również ważne w takich zastosowaniach, jak ładowanie pojazdów elektrycznych. Ponieważ pojazdy elektryczne stają się coraz powszechniejsze na całym świecie, głównym priorytetem stała się budowa wspierającej je infrastruktury. Coraz więcej samochodów korzysta ze stacji ładowania, dlatego inżynierowie pracujący nad rozwojem infrastruktury do obsługi pojazdów elektrycznych mogą nie być w stanie znaleźć wystarczająco dużo przestrzeni do zaspokojenia zapotrzebowania bez używania mniejszych, opartych na akumulatorach systemów magazynowania energii. Podobnie, w zastosowaniach komercyjnych i mieszkalnych może nie być możliwe takie dostosowanie układu budynków, aby pomieścić duże systemy magazynowania energii, zwiększające się w miarę budowania tam systemów pozyskiwania energii odnawialnej i magazynowania energii.
Rozwiązania projektowe i technologiczne nastawione na redukowanie śladu
Z tych wszystkich powodów ważne jest zmniejszenie śladu instalacji do magazynowania energii. Nawet przy postępach technologicznych, które pozwalają zmniejszyć rozmiar samych akumulatorów, akumulatorowe instalacje do magazynowania energii potrzebują odpowiedniej infrastruktury, aby obsługiwać wiele zlokalizowanych w pobliżu siebie akumulatorów. Najlepszym sposobem na zredukowanie ilości miejsca potrzebnego do magazynowaniu energii jest maksymalne ograniczenie miejsca wykorzystywanego na elementy inne niż akumulatory.
Jednym z problemów związanych z umieszczeniem akumulatorów bardzo blisko siebie jest ciepło, które wytwarzają. Doświadczenie firmy nVent w zakresie chłodzenia cieczą centrów danych pozwala nam zapewnić rozwiązania tego problemu. Chłodzenie cieczą jest bardziej wydajne niż chłodzenie powietrzem, ponieważ ciecz ma większą zdolność przenoszenia ciepła i może bardziej zbliżyć się do źródła ciepła niż powietrze. Istnieje wiele możliwości wdrożenia chłodzenia cieczą w zastosowaniach do magazynowania energii, aby można było zarządzać obciążeniami cieplnymi generowanymi w wyniku rosnącej gęstości mocy.
Chłodzenie cieczą sprawdza się w zastosowaniach związanych z magazynowaniem energii. Agregat chłodniczy wymusza przepływ schłodzonego płynu przez system w zamkniętej pętli, utrzymując precyzyjną regulację temperatury płynu i natężenia przepływu w celu maksymalizacji wydajności. Dzięki zwiększeniu wydajności chłodzenia systemów do magazynowania energii chłodzonych cieczą producenci modułów akumulatorów mogą ustawiać więcej akumulatorów w mniejszych odległościach i zwiększać moc swoich instalacji bez zajmowania większej powierzchni.
Nawet jeśli akumulatory są odpowiednio chłodzone, nadal muszą być połączone ze sobą, z siecią lub z inną aplikacją, którą zasilają. Tradycyjne rozwiązania wykorzystujące kable, choć sprawdzają się w niektórych zastosowaniach, mogą sprawiać problemy, gdy priorytetem jest zmniejszenie powierzchni, ponieważ często bezpieczny promień gięcia nie jest wystarczająco mały, aby wykonać ciasne skręty w małych przestrzeniach. W takich sytuacjach elastyczne przewody, takie jak elastyczne szyny zbiorcze nVent i oploty nVent ILSCO, mogą oferować większą elastyczność projektowania dzięki mniejszemu wymaganemu przekrojowi poprzecznemu i minimalnym wymaganiom dotyczącym promienia zgięcia. Te rozwiązania są również dostępne w prefabrykatów, co pozwala zaoszczędzić czas i nakłady pracy w miejscu przeznaczenia.
Co dalej?
Zapotrzebowanie na magazynowanie energii będzie nieustannie rosnąć, ponieważ rosną inwestycje rządowe w infrastrukturę na całym świecie, a mikrosieci i pojazdy elektryczne stają się coraz powszechniejsze. Zmniejszenie powierzchni zajmowanej przez systemy magazynowania energii będzie wyzwaniem dla producentów modułów akumulatorowych, firm energetycznych, projektantów i operatorów budynków komercyjnych i innych podmiotów. Myślenie o tych wyzwaniach i rozwój technologii mających na celu zmniejszenie zajmowanej powierzchni pomoże firmom zajmującym się magazynowaniem energii wyprzedzić konkurencję. Ponowne przeanalizowanie podejścia do zasilania i chłodzenia to świetny punkt wyjścia.