La mayoría de nosotros estamos familiarizados con ciertos tipos de almacenamiento de energía eléctricao ESS. Si alguna vez has usado un batería doméstica o manejaste un auto eléctrico, entonces sabes que es posible almacenar energía eléctrica en una forma que se puede utilizar de nuevo más tarde.
Pero a medida que el país enfrenta una mayor presión sobre su redes eléctricas — como los apagones que afectaron a la pink eléctrica de Texas en 2021 — almacen de energia es más importante que nunca.
Echemos un vistazo a cómo tecnología de almacenamiento de energía funciona, qué dispositivos son mejores para almacenar energia electricay cómo puedes usar sistemas de almacenamiento de energía en casa.
¿Qué es el almacenamiento de energía?
Almacen de energia se refiere a cualquier tipo de sistema físico o químico que almacena energía eléctrica para uso posterior. Por ejemplo, las baterías usan químico energíaque luego se puede usar para alimentar su teléfono inteligente, computadora portátil o vehículo eléctrico.
Aunque las baterías son algunas de las más comunes dispositivos de almacenamiento de energíano son las únicas opciones y no siempre son rentables para Gran escala proyectos
Además de las baterías, la energía se puede almacenar utilizando la gravedad, el aire comprimido y otras tecnologías para crear a escala de servicios públicos soluciones de almacenamiento de energía.
Sistemas de almacenamiento de energía se pueden usar para almacenar electricidad fuera de la pink, para usar durante cortes de energía y apagones, o se pueden usar para construir más resistencia en el regional pink eléctrica para que siga funcionando en tiempos de la demanda máxima por poder.
¿Por qué es importante el almacenamiento de energía?
Almacen de energia es importante porque las redes de energía existentes no están construidas para almacenar energía; están construidos para mantener un equilibrio entre la oferta y la demanda.
Redes eléctricas debe mantener una frecuencia estable; en los EE. UU., eso es 60 hercios — para que la electricidad circule sin problemas a lo largo de las líneas de transmisión.
Si una pink produce demasiada energía, la frecuencia superará sus límites superiores. Si no produce lo suficiente, la frecuencia caerá demasiado. Ambas situaciones pueden resultar en apagones temporales o catastróficos. pink eléctrica falla.
Es por eso plantas de energía puede ser necesario cerrar o eliminar vecindarios enteros de la pink eléctricapor el bien de regulación de frecuencia.
Al incorporar almacen de energia en el Sistema de poder, los reguladores tienen más opciones para mantener el sistema en equilibrio. Por ejemplo, los investigadores de Universidad Stanford descubrió que “la estabilidad de la pink podría obtenerse conectando las baterías actualmente disponibles con duraciones de almacenamiento de cuatro horas o menos”.
¿Qué tipo de energía se almacena?
Casi cualquier tipo de electricidad se puede convertir en energía almacenada, independientemente de cómo se produzca. Pero almacen de energia es especialmente importante para energía renovable fuentes como la energía eólica y photo voltaic porque su producción varía con el tiempo.
Plantas de energía que corren combustibles fósiles como el carbón y gasoline pure puede operar las 24 horas y es más fácil agregar y quitar capacidad según sea necesario.
La energía photo voltaic es más variable, ya que solo produce energía cuando sale el sol, y la energía eólica depende en gran medida del clima.
A pesar de que energia limpia Las fuentes producen cantidades sustanciales de energía: hasta 40% de toda la energía utilizada en Texas, esa energía no siempre está disponible en el momento adecuado.
Al incorporar sistemas de almacenamiento de energía en el pink eléctricael excedente de electricidad podría guardarse para más tarde y agregarse nuevamente a la pink eléctrica cuando sea necesario. Eso generaría un suministro de energía más estable y mantendría bajos los precios de la energía para los consumidores.
¿Cómo funciona el almacenamiento de energía?
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Sistemas de almacenamiento de energía capturar energía durante un cierto período antes de convertirla de nuevo en utilizable energia electrica. Pero ese proceso puede variar ampliamente de una proyecto de almacenamiento de energia al siguiente Echemos un vistazo a algunos tipos de sistemas de almacenamiento de energía.
Almacenamiento de energía de la batería
El primer sistema eléctrico fue desarrollado por Nikola Tesla a finales de 1800, y condujo al desarrollo de la sistemas de almacenamiento de batería que conocemos hoy. Ahora, baterías de iones de litio se utilizan para el poder vehículos eléctricos e incluso casas enteras.
La alta densidad de baterías de iones de litio los hace útiles para dispositivos cotidianos, pero solo son capaces de acortarduración de almacenamiento y necesitan ser cargados a menudo.
Vanadio baterías de flujo que almacenan electricidad en líquido electrólito Los tanques pueden ser más adecuados para Gran escala proyectos de almacenamiento de energía. Otro tecnologías de batería incluyen plomo-ácido, azufre de sodio y baterías de aire de steeltodo lo cual podría desempeñar un papel en el verde transición energética.
Almacenamiento de energía cinética
No todo soluciones de almacenamiento de energía requieren baterías. los Poder de baliza instalación en Nueva York usa unos 200 volantes para common la frecuencia de la regional pink eléctrica. Mediante el uso de electricidad para girar volantes increíblemente rápido, el volantes puede almacenar energía y devolverla al pink eléctrica luego.
Esta instalación tiene una capacidad de 20 megavatioshaciéndolo más adecuado para regulación de frecuencia que a largo plazo almacenamiento de electricidad.
Almacenamiento de energía de aire comprimido (CAES)
Aire comprimido se puede usar para almacenar electricidad al ser forzado a entrar en una cámara a alta presión y usarse para hacer girar una turbina al salir. Dado que requiere depósitos (generalmente subterráneos), esta tecnología tiene un uso limitado en todo el mundo. Una nueva planta de CAES está en las obras en Texascon una capacidad proyectada de 317 megavatios.
Almacenamiento de energía térmica
Almacenamiento de tenergia termal utiliza variaciones de temperatura para capturar y almacenar energía eléctrica. El ejemplo más común es energía photo voltaic concentrada (CSP)en el que la energía photo voltaic se concentra en un fluido de transferencia de calor que se puede utilizar para alimentar un generador.
los instalación de CSP más grande del mundo está en el desierto de Mojave en California, y tiene una capacidad de 399 megavatios.
Almacenamiento hidroeléctrico
El agua también se puede utilizar para almacenar energía. En realidad, energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo (PSH) es la tecnología detrás del 93% de todos Gran escala sistemas de almacenamiento en los EE. UU., y podría convertirse en un jugador clave en sistemas globales de almacenamiento de energía.
A diferencia de lo tradicional hidro plantas de energíaque no almacenan energía, PSH bombea agua a un depósito superior y la convierte en electricidad en su camino hacia abajo.
¿Cuánto almacenamiento de energía necesitamos?
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La cantidad de almacen de energia necesitamos depende de dónde vivamos y cuáles sean nuestros objetivos. Desde cada pink eléctrica tiene una mezcla diferente de fuentes de energíaalgunas regiones del mundo pueden necesitar más capacidad de almacenamiento que otros.
A escala international, la Asociación Internacional de Energía (IEA) calcula que necesitaremos 266 gigavatios de almacenamiento antes de 2030 “para mantener el calentamiento international por debajo de los 2 grados centígrados”. ¿Es eso alcanzable? Bloomberg cree que sí: cree que alcanzaremos ese objetivo y superaremos los 942 gigavatios para 2040.
Pero ¿qué pasa con los regionales? redes eléctricas? Cuánto capacidad de almacenamiento Qué necesita Texas para evitar que se repitan los apagones de 2021?
A partir de 2021, Texas pink eléctrica fue capaz de generar hasta 90.000 megavatios de poder, pero solo tenía 460 megavatios de capacidad de almacenamiento. El Consejo de Confiabilidad Eléctrica de Texas (ERCOT) tiene como objetivo aumentar capacidad de almacenamiento a 3,008 megavatios para 2022.
Además de almacenar energía eólica y photo voltaic y entregarla a la pink cuando se necesita, sistemas de almacenamiento de energía podría usarse para operar plantas de gasoline pure durante apagones, o como respaldo fuente de alimentación en las comunidades locales.
¿Cuál es el mejor sistema de almacenamiento de energía?
Cada tecnología energética tiene sus professionals y sus contras. Baterías de iones de litio pueden almacenar mucha energía en un volumen pequeño, pero no son capaces de almacenar energía durante largos períodos de tiempo y requieren grandes cantidades de energía. litio y cobalto.
Energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo (PSH) y almacenamiento de energía de aire comprimido (CAES) puede almacenar grandes cantidades de energía con pocos productos químicos o emisionespero requieren instalaciones masivas y pueden tener impactos imprevistos en el ecosistema.
En lugar de depender de un solo sistema de almacenamiento para respaldar todo un pink eléctricaalgunas comunidades están construyendo microrredeso redes autónomas, que pueden activarse durante apagones o períodos de alta demanda.
Una efectiva transición de energía limpia requerirá una combinación de sistemas de energía que se adaptan al entorno de cada región, pink eléctricay necesidades energéticas.
¿Qué son los dispositivos de almacenamiento de energía para el hogar?
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Dispositivos de almacenamiento de energía no son solo para Gran escala sistemas de poder. Si alguna vez buscó una copia de seguridad fuente de alimentación para su hogar, entonces probablemente haya encontrado sistemas como el Tesla Powerwall, un batería de iones de litio paquete para uso doméstico.
Cada Powerwall puede almacenar alrededor de 13 kilovatios-hora de energía y está diseñado para almacenar la energía recolectada de los paneles solares de la azotea.
Incluso los fabricantes de automóviles eléctricos como Ford están promocionando sus baterías EV como respaldo fuente de alimentación: la Rayo F-150 puede alimentar una casa típica hasta por tres días.
Tenga en cuenta que la instalación de una vivienda sistema de energía puede tomar un poco de esfuerzo: tendrás que elegir entre un Batería acoplada a CA o CCy es posible que deba instalar varias unidades para obtener la cantidad de energía que está buscando.
¿Qué es la capacidad de almacenamiento de energía?
Al elegir una unidad de energía para el hogar, no se confunda con la diferencia entre capacidad de potencia y capacidad de almacenamiento. como el Nacional Energía renovable Laboratorio explica: la capacidad de energía se mide en kilovatios (kW) y se refiere a “cuánta energía puede entrar o salir de la batería en un instante dado”.
La capacidad energética o capacidad de almacenamiento se refiere a la cantidad de energía que se puede almacenar, y se mide en kilovatios-hora (kWh).
Por ejemplo, una batería destinada a ser utilizada como energía de respaldo debe tener un alto capacidad de almacenamiento, pero es posible que no necesite una capacidad de alta potencia. Por otro lado, un sistema que está diseñado para regulación de frecuencia debería poder cargarse y descargarse rápidamente, pero es posible que no necesite almacenar mucha energía en un momento dado.
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Ya sea que esté buscando el proveedor de energía más confiable o simplemente quiera asegurarse de obtener los mejores precios de energía, vale la pena darse una vuelta. Dado que Texas tiene un mercado desreguladopuede elegir entre docenas de proveedores de energía.
Algunas empresas, como Simply Power, ofrecen planes de energía verde que puedes usar para compensar emisiones generados en la producción de su electricidad.
Y por supuesto, siempre puedes seguir estos consejos para mejora tu eficiencia energética en casa y reducir sus costos de electricidad.
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