Perangkat penyimpanan energi industri
Dulu, energi listrik yang didapat dari pembangkit listrik tenaga air langsung disalurkan ke konsumen: lampu menyala, mesin menyala. Namun saat ini, karena kemampuan pembangkit listrik telah berkembang pesat, pertanyaan tentang cara efisien untuk menyimpan energi yang dihasilkan telah diangkat secara serius dalam banyak hal, termasuk berbagai sumber terbarukan.
Seperti yang Anda ketahui, pada siang hari umat manusia menghabiskan lebih banyak energi daripada pada malam hari. Jam beban puncak di kota-kota jatuh ke dalam jam pagi dan sore yang ditentukan secara ketat, sementara pembangkit listrik (terutama tenaga surya, angin, dll.) menghasilkan daya rata-rata tertentu yang sangat bervariasi pada waktu yang berbeda dalam sehari dan bergantung pada kondisi cuaca.
Dalam keadaan seperti itu, bukanlah ide yang buruk bagi pembangkit listrik untuk memiliki semacam penyimpanan listrik cadangan yang dapat menyediakan daya yang dibutuhkan setiap saat sepanjang hari. Mari kita lihat beberapa teknologi terbaik untuk mengatasi masalah ini.
Penyimpanan energi hidrolik
Metode tertua yang tidak kehilangan relevansinya hingga saat ini. Dua tangki air besar terletak satu di atas yang lain. Air di tangki atas, seperti benda apa pun yang diangkat ke ketinggian, memiliki energi potensial yang lebih tinggi daripada air di tangki bawah.
Ketika konsumsi daya pembangkit listrik rendah, pada saat itu air dipompa ke reservoir atas dengan pompa. Selama jam sibuk, ketika pabrik dipaksa untuk mengalirkan daya tinggi ke jaringan, air dari tangki atas dialihkan melalui turbin hidrogenerator, sehingga menghasilkan peningkatan daya.
Di Jerman, proyek hidroakumulator jenis ini sedang dikembangkan untuk pemasangan selanjutnya di lokasi tambang batu bara tua, serta di dasar lautan di gudang berbentuk bola yang dibuat khusus untuk tujuan ini.
Penyimpanan energi dalam bentuk udara terkompresi
Seperti pegas terkompresi, udara bertekanan yang disuntikkan ke dalam silinder mampu menyimpan energi dalam bentuk potensial. Teknologi tersebut ditetaskan oleh para insinyur sejak lama, tetapi tidak diterapkan karena biayanya yang tinggi. Tetapi tingkat konsentrasi energi yang sangat tinggi dapat dicapai selama kompresi gas adiabatik dengan kompresor khusus.
Idenya begini: selama operasi normal, pompa memompa udara ke dalam tangki, dan selama beban puncak, udara terkompresi dilepaskan dari tangki di bawah tekanan dan memutar turbin generator. Ada beberapa sistem serupa di dunia, salah satu pengembang terbesarnya adalah perusahaan Kanada Hydrostar.
Garam cair sebagai akumulator termal
Panel surya Ini bukan satu-satunya alat untuk mengubah energi radiasi matahari.Radiasi infra merah matahari, jika dipusatkan dengan benar, dapat memanaskan dan melelehkan garam dan bahkan logam.
Beginilah cara kerja menara surya, di mana banyak reflektor mengarahkan energi matahari ke tangki garam yang dipasang di atas menara yang didirikan di tengah stasiun. Garam cair kemudian melepaskan panas ke air, yang berubah menjadi uap yang memutar turbin generator.
Jadi, sebelum diubah menjadi listrik, panasnya disimpan dulu di thermal accumulator berbasis garam cair.Teknologi ini sudah diterapkan, misalnya di Uni Emirat Arab. Georgia Tech telah mengembangkan perangkat yang lebih efisien untuk penyimpanan termal logam cair.
Baterai kimia
baterai litium untuk pembangkit listrik tenaga angin — ini adalah teknologi yang sama dengan baterai untuk smartphone dan laptop, hanya akan ada ribuan "baterai" seperti itu di penyimpanan pembangkit listrik. Teknologi ini bukanlah hal baru, ini digunakan di AS saat ini. Contoh terbaru dari pembangkit 4 MWh adalah yang baru dibangun oleh Tesla di Australia. Stasiun ini mampu menyalurkan daya maksimal 100 MW ke beban.
Akumulator kimia bocor
Jika dalam baterai konvensional elektroda tidak bergerak, dalam baterai aliran, cairan yang diisi bertindak sebagai elektroda. Dua cairan bergerak melalui sel bahan bakar membran di mana interaksi ionik elektroda cair terjadi dan muatan listrik dari tanda yang berbeda dihasilkan di dalam sel tanpa mencampur cairan. Elektroda stasioner dipasang di sel untuk memasok energi listrik yang dimuat ke beban.
Jadi, sebagai bagian dari proyek brine4power di Jerman, direncanakan untuk memasang tangki dengan elektrolit (vanadium, air garam, larutan klorin atau seng) di bawah tanah, dan baterai aliran 700 MWh akan dipasang di gua-gua lokal. Tujuan utama dari proyek ini adalah untuk menyeimbangkan distribusi energi terbarukan sepanjang hari untuk menghindari pemadaman listrik yang disebabkan oleh kurangnya angin atau cuaca mendung.
Penyimpanan dinamis roda gila super
Prinsipnya didasarkan pada konversi listrik pertama — berupa energi kinetik dari putaran super flywheel, dan, jika perlu, kembali menjadi energi listrik (roda gila memutar generator).
Awalnya, flywheel dipercepat oleh motor berdaya rendah hingga konsumsi beban mencapai puncaknya, dan saat beban mencapai puncaknya, energi yang disimpan oleh flywheel dapat disalurkan dengan tenaga berkali-kali lipat. Teknologi ini belum menemukan aplikasi industri yang luas, tetapi dianggap menjanjikan untuk digunakan dalam sumber daya tak terputus yang kuat.