Lagring av batterienergi är en viktig teknik för att minska vårt behov av fossila bränslen och skapa en framtid med låga koldioxidutsläpp. Produktion av förnybar energi skiljer sig i grunden från traditionell energiproduktion med fossila bränslen genom att energi kan inte produceras på begäran i förnybara tillämpningar. Kol kan förbrännas när det behövs energi – vind- och solenergi är beroende av att vinden blåser och solen skiner. Solenergi har ett särskilt problem eftersom den inte kan produceras när energiåtgången är som störst, på kvällen.
Det här gör att behovet av energilagring i batterier ökar. Energilagringssystem med batterier är elektromekaniska enheter som lagrar energi i batterier, som sedan kan användas med en angiven hastighet och tid. Det här frikopplar när energin genereras och används så att energin kan levereras när konsumenterna behöver den. Energilagringssystem är avgörande om vi ska nå målen kring ren energi och bättre kunna använda förnybara resurser samtidigt som näten och priserna hålls stabila.
Förutom tillämpningar i elnätet används även energilagring i kommersiella och industriella tillämpningar för att ge bättre tillförlitlighet och tillgänglighet samt sänka kostnaderna genom att lagrad ström används under perioder när strömmen i elnätet är särskilt dyr. Bostäder och små samhällen kan också använda energilagring för att få bättre energioberoende och miljömässig hållbarhet, genom att ansluta energilagringssystem till distribuerade energiresurser som takpaneler för solenergi.
nVent erbjuder en rad lösningar som hjälper kunderna att få bättre prestanda, säkerhet och tillförlitlighet i sina energilagringssystem. Våra lösningar för jordning, potentialutjämning, strömanslutning och höljen hjälper energilagringskunder att skapa säkra anslutningar mellan batterirack, frekvensomvandlare och växelriktare, och skyddar systemen mot potentiella störningar. Våra lågspänningsledare och kylningslösningar ger även bättre motståndskraft och gör att energilagringssystemen kan utformas mer flexibelt, så att ingenjörerna kan minska installationernas fotavtryck.
Därför behöver energilagringssystemen minska sitt fotavtryck
International Renewable Energy Agency uppskattar att 90 procent av världens el kan komma från förnybara energikällor 2050. För det krävs en enorm produktionsökning av förnybar energi. Även om mer utrymmeseffektiv förnybar teknik utvecklas måste genereringen av förnybar energi öka dramatiskt för att vi ska nå målen kring ren energi. Genom att minska lagringsinstallationernas fotavtryck kan mer utrymme användas till att generera ström snarare än att lagra den.
Ett mindre fotavtryck är också viktigt för tillämpningar som laddning av elfordon. I takt med att elfordon blir vanligare på världens vägar har det samtidigt blivit prioriterat att bygga ut den tillhörande infrastrukturen. När fler bilar använder laddstationer kan det bli svårt för ingenjörer som jobbar med att utveckla EV-infrastruktur att hitta tillräckligt med fysiskt utrymme för att möta efterfrågan, om inte lagringssystemen också kan bli mindre. På samma sätt kanske inte kommersiella fastigheter och bostäder kan ändra byggnadernas utformning för att rymma stora energilagringssystem, när de behöver bygga lokala lagringssystem för förnybar energi.
Design och teknik som kan minska fotavtrycket
Av alla de här skälen är det viktigt att minska utrymmesbehovet för lagringsinstallationer. Även med tekniska framsteg som har minskat storleken på själva batterierna behöver även lagringsinstallationer rätt infrastruktur för att kunna ha många batterier nära varandra. Det bästa sättet att minska fotavtrycket för energilagring är att minska mängden utrymme som används för annat än batterierna så mycket som möjligt.
Ett av problemen när batterier placeras mycket nära varandra är den värme de genererar. nVents erfarenhet av vätskekylning för datacenter gör att vi kan tillhandahålla lösningar för den här utmaningen. Vätskekylning är mer effektiv än luftkylning eftersom vätskan har högre värmeöverföringskapacitet och kan komma närmare en värmekälla än luft. Det kommer finnas många möjligheter att distribuera vätskekylning i lagringstillämpningar, för att hantera de värmebelastningar som uppstår när densiteten ökar.
Vätskekylning inom energilagring fungera så att en kylare pumpar kyld vätska genom systemet i en sluten slinga, medan precisionsstyrning reglerar vätsketemperaturen och flödeshastigheten så att effektiviteten maximeras. Genom att förbättra energilagringens kylkapacitet med vätskekylning kan tillverkare av batterimoduler montera fler batterier närmare varandra och öka installationens effektkapacitet utan att öka fotavtrycket.
Även om batterierna kyls tillräckligt måste de fortfarande vara anslutna till varandra och till elnätet eller den tillämpning de driver. Traditionella kabellösningar kan passa i vissa tillämpningar, men de kan vara svåra att använda när det är viktigt att snåla med utrymmet, eftersom de ofta inte har en säker böjningsradie som räcker för snäva svängar i små utrymmen. I sådana situationer kan flexibla ledare som nVents flexibla samlingsskenor och flätor från varumärket nVent ILSCO, ge bättre flexibilitet i designen tack vare det minskade tvärsnittet och de lägre kraven på böjningsradien. De här lösningarna kan också förtillverkas så att du sparar tid och arbete på anläggningen.
Vad händer nu?
Efterfrågan på energilagring kommer fortsätta att öka i takt med att myndigheter över hela världen investerar i infrastruktur, det blir vanligare med mikronät och antalet elfordon bara ökar. Att minska fotavtrycket för energilagringssystemen är en stor utmaning för bland annat batteritillverkare, kraftföretag och kommersiella fastigheter. De energilagringsföretag som tänker på de här utmaningarna och utvecklar teknik för att minska fotavtrycket redan nu kommer ligga steget före konkurrenterna. En bra utgångspunkt är att se över elanslutningar och kylning.