كيف ستساعدنا أنظمة تخزين الطاقة على العيش في المستقبل

ومع تعهد الحكومات والشركات بمعادلة الأثر الكربوني في العقود القادمة، سنحتاج إلى مزيد من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح - ولكننا سنحتاج أيضًا إلى تخزين هذه الطاقة بحيث يمكن استخدامها عند غياب الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. 

في المستقبل، سنولد المزيد من الكهرباء من مصادر الطاقة الشمسية وطاقة الرياح الخالية من الكربون، وسنخزن هذه الكهرباء بالقرب من المصدر وبالقرب من المنشآت الصناعية والمجتمعات التي تستخدمها وفي كل مكان بينهما. ستزود الطاقة النظيفة منازلنا وأعمالنا وسياراتنا وطائراتنا يومًا ما - ما يعني أننا سنحتاج إلى قدرات أكبر لإنتاج الطاقة المتجددة وتخزينها.

لماذا نحتاج إلى تخزين الطاقة؟

تخزين الطاقة يمكنا من الاعتماد على الطاقة المستمدة من مصادر طاقة متجددة وتوفرها عند طلبها. لا تولد توربينات الرياح الطاقة عندما يكون الطقس هادئًا. تنتج الخلايا الشمسية الكثير من الكهرباء الخالية من الكربون خلال النهار عندما تكون حرارة الشمس مرتفعة، ولكن ما لم يتم تخزين تلك الطاقة بالكيلوواط في بطارية أو نظام آخر، فلا توجد طريقة لاستخدامها عندما تغيب الشمس ويحل الظلام.

في أماكن مثل كاليفورنيا، حيث تكون الأيام المشمسة وفيرة وتنمو القدرة الشمسية المركبة بسرعة، يبلغ صافي استخدام الطاقة ذروته في الصباح قبل أن تصل أشعة الشمس إلى الألواح. ثم يهبط طوال فترة ما بعد الظهيرة حيث تتدفق الطاقة الشمسية النظيفة إلى شبكة الطاقة وتصل إلى ذروتها مرة أخرى في بدايات المساء عندما يلف الظلام السماء. ويُسمى هذا غالبًا منحنى البطة، ويصبح هذا النمط أكثر شدة كل عام. 

تقوم العديد من الشركات الصناعية والتجارية بتركيب أنظمة تخزين طاقة البطارية (BESS) بالقرب من منشآتها لتقليل آثار الكربون وتوفير مصادر طاقة احتياطية في حالات الطوارئ.

يمكن أن يساعد نظام تخزين طاقة البطارية أيضًا في تقليل فواتير الكهرباء، عن طريق شحنها عندما تكون الطاقة أنظف وأرخص من ناحية تكلفة التوليد، وعن طريق الاعتماد على الإمداد المخزن أثناء ذروة الطلب، عندما لا تكون نظيفة وتكلفة توليدها أعلى. 

يقول إيبرو أرسلان، كبير مديري تطوير الأعمال العالمي بشركة Honeywell في مجال الطاقة المتجددة وتخزين الطاقة: "تعمل BESS كاحتياطيات تشغيلية تعمل باستمرار على إدارة تقلبات الترددات على الشبكة، وشحنها في غير أوقات الذروة، وتفريغها عندما يرتفع الطلب على الطاقة وتكاليف الكهرباء".

صُممت بعض أنظمة تخزين طاقة البطارية الأكثر توفيرًا للطاقة والمستقلة تمامًا التي يتم بناؤها اليوم لتتناسب مع حاويات الشحن للعملاء التجاريين والمرافق. تحتوي الحاويات على أنظمة سلامة ومراقبة، بالإضافة إلى برامج تبريد وتشغيل، ما يزيد من استثمارات الطاقة المتجددة.

ويمكن أن تساعد البرامج العملاء على تحديد متى يتم شحن بطارياتهم ومتى يتم إعادة بيع الطاقة إلى الشبكة. على سبيل المثال، من خلال بيانات الطقس وأسعار الطاقة المباشرة في تطبيق محطة الطاقة الافتراضية من Honeywell، يمكن للعمليات الصناعية والتجارية تقليل التكاليف وتوجيه الاستخدام الفعال للطاقة المتجددة.

بالإضافة إلى ذلك، إذا تعطل المولد أو أصبح غير متصل لأي سبب من الأسباب، فيمكن لمنصة BESS تقليل الحاجة إلى توصيل قدرات توليد طاقة إضافية غير متجددة على الفور. في هذا السيناريو، يمكن لمنشأة بعيدة الحفاظ على سير العمليات أثناء تشغيل المنصة بالتوازي مع المولدات التقليدية.

كيف يمكن لأنظمة تخزين الطاقة أن تجعل الشبكة أكثر مرونة؟

أمام المقياس، تستخدم المرافق تخزين الطاقة لتخفيف الازدحام ليس فقط على محطات توليد الكهرباء الخاصة بها ولكن أيضًا على البنية التحتية القديمة للشبكات. تشكِّل الطاقة المتجددة والمركبات الكهربائية والمباني الموفرة للطاقة طلبًا معقدًا للغاية على الشبكات التي لم تُبنَ بحيث تقدِّم موارد هائلة إلى هذا الحد. باستخدام حلول تخزين الطاقة، يمكن للمرافق تحقيق التوازن بين أحمال الشبكة وإطالة عُمر بنيتها التحتية أثناء ترقيتها لمستقبل طاقة موزعة. 

نقطة رئيسية أخرى: تستخدم الشبكات متناهية الصغر، سواءً الخاصة بالمنشآت الفردية أو المجتمعات بأكملها، التي تتحول إلى مصادر متجددة، تخزين الطاقة لضمان الحصول على طاقة موثوقة. يعمل نظام Experion Energy Control System من Honeywell مع تخزين للطاقة لمنع استهلاك الطاقة من الشبكات متناهية الصغر التي تضخ طاقة هائلة ولضمان عدم فقدان الطاقة مطلقًا. 

كيف ستعزز البطاريات التي تدوم طويلاً الطاقة المتجددة؟

لجعل أنظمة تخزين طاقة البطارية أكثر كفاءة، فإن Honeywell رائدة في تكنولوجيا بطاريات التدفق الجديدة التي يمكنها تخزين الكهرباء وتفريغها لفترة أطول من بطاريات الليثيوم أيون شائعة الاستخدام.

تستخدم تقنية بطاريات التدفق محلول إلكتروليت آمنًا وغير قابل للاشتعال لتخزين الكهرباء وتفريغها لمدة تصل إلى 12 ساعة؛ بينما يمكن لبطاريات الليثيوم أيون تفريغها خلال مدة أربع ساعات فقط. نظرًا لتصميمها بمكونات قابلة لإعادة التدوير، لا تتحلل بطاريات التدفق بمرور الوقت. فهي تدوم لفترة أطول من البطاريات المستخدمة على نطاق واسع اليوم، ما يوفر طاقة ميسورة التكلفة ويُعتمَد عليها لمدة تصل إلى 20 عامًا.

تُعد أنظمة تخزين طاقة البطارية أمرًا بالغ الأهمية لانتقالنا إلى مستقبل طاقة مستدامة ومتجددة. تعرف على المزيد حول الخطوة التالية في تخزين الطاقة والتكنولوجيا المستخدمة بالفعل اليوم.