10 معلومات يجب معرفتها عن تقنيات تخزين الطاقة

الوصف

يُعد تخزين الطاقة أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق استقرار شبكات الطاقة، ودمج الطاقة المتجددة، وتحسين كفاءة الطاقة في مختلف الصناعات. إليك عشر حقائق أساسية يجب أن تعرفها:

1. تخزين الطاقة يتيح تكامل الطاقة المتجددة

الطاقة الشمسية وطاقة الرياح هي مصادر متقطعة، مما يعني أنها لا تولد الطاقة باستمرار. ويساعد تخزين الطاقة على تخزين الطاقة الزائدة أثناء ذروة الإنتاج وإطلاقها عند الحاجة، مما يضمن استقرار إمدادات الطاقة.

2. هيمنة بطاريات الليثيوم أيون

بطاريات الليثيوم أيون (Li-ion) هي تكنولوجيا التخزين الأكثر انتشارًا نظرًا لكثافة الطاقة العالية التي تتميز بها وعمر دورتها الطويل وكفاءتها. فهي تشغل الهواتف الذكية والسيارات الكهربائية (EVs) وأنظمة التخزين على نطاق الشبكة.

3. تتيح بطاريات التدفق التخزين طويل الأمد

على عكس بطاريات التدفق، تستخدم بطاريات الليثيوم أيون الشوارد السائلة لتخزين الطاقة وهي مناسبة للاستخدامات واسعة النطاق مع فترات تفريغ طويلة، بما في ذلك تخزين الشبكة والطاقة الاحتياطية.

4. بطاريات الحالة الصلبة هي مستقبل تخزين الطاقة

تحل بطاريات الحالة الصلبة محل الشوارد السائلة بمواد صلبة، مما يجعلها أكثر أمانًا مع كثافة طاقة أعلى وعمر افتراضي أطول. يمكن لهذه البطاريات من الجيل التالي أن تغير مستقبل السيارات الكهربائية والإلكترونيات المحمولة.

5. تخزين الهيدروجين يدعم أنظمة الطاقة النظيفة

يمكن استخدام الهيدروجين كحامل للطاقة، باستخدام فائض من الطاقة الخضراء المتجددة المخزنة في شكل هيدروجين أخضر. وتعد هذه التكنولوجيا ثمينة لجهود إزالة الكربون من الصناعة مثل النقل والتصنيع.

6. تخزين الطاقة المائية التي يتم ضخها هو الحل الأكبر على نطاق واسع

تشكل الطاقة المائية التي يتم ضخها أكثر من 90% من قدرة تخزين الطاقة في العالم. فهي تستخدم طاقة كهربائية إضافية لتحريك المياه إلى أعلى التل ثم تسمح لها بالتدفق إلى أسفل من خلال التوربينات لتوليد الطاقة عند الحاجة إليها.

7. تخزين الطاقة الحرارية يخفض الطلب الأعلى على الطاقة

تحتفظ أنظمة التخزين الحراري أو البارد بالطاقة لاستخدامها لاحقاً. ويمكنك أن تجدها في محطات الطاقة الشمسية المركزة (CSP)، وتدفئة المصانع، وتبريد المباني.

8. توفر المكثفات الفائقة تعزيزات سريعة للطاقة

على عكس البطاريات، تقوم المكثفات الفائقة بتخزين الطاقة دون تغيرات كيميائية مما يسمح لها بالشحن والتفريغ السريع. وهي مفيدة عندما تحتاج إلى دفعات قصيرة من الطاقة، كما هو الحال في السيارات الكهربائية التي تلتقط طاقة الكبح.

9. توفر بطاريات أيونات الصوديوم بديلاً منخفض التكلفة

من المتوقع أن تصبح بطاريات أيونات الصوديوم بديلاً منخفض التكلفة وأكثر استدامة لبطاريات أيونات الليثيوم، خاصة بالنسبة لتخزين الطاقة الثابتة. فهي تستفيد من وفرة الصوديوم بدلاً من الليثيوم، مما يقلل من مخاوف سلسلة التوريد.

10. البطاريات ذات العمر الافتراضي الثاني تطيل عمر البطارية

إن استخدام بطاريات السيارات الكهربائية لتخزين الطاقة على الشبكة يقلل من استهلاكها إلى أقصى درجة، ويقلل من النفايات ويوفر تخزينًا رخيصًا للطاقة. لمزيد من المعلومات، يرجى مراجعة Stanford Advanced Materials (SAM).

الأسئلة المتداولة

1. ما هو تخزين الطاقة ولماذا هو مهم؟
تخزين الطاقة يحفظ الطاقة لاستخدامها لاحقًا. فهو يساعد في الحفاظ على ثبات إمدادات الكهرباء، خاصة مع الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.

2. كيف يمكن مقارنة بطاريات الليثيوم أيون بالبطاريات الأخرى؟
بطاريات الليثيوم أيون سريعة وقوية. ويمكن أن تكون الأنواع الأخرى، مثل بطاريات التدفق وأيون الصوديوم، أفضل للاستخدام لفترة أطول أو بتكاليف أقل.

3. ما هي فوائد تخزين الهيدروجين؟
يخزّن الهيدروجين الطاقة على المدى الطويل. إنه رائع للطاقة النظيفة في الصناعة والنقل.

4. ما هو التخزين المائي بالضخ؟
هو نقل المياه بين خزانين لتخزين الطاقة وإطلاقها. إنها أكثر طرق التخزين الكبيرة استخدامًا وتساعد في تحقيق التوازن في الشبكة.

5. كم تدوم أنظمة تخزين الطاقة؟
يعتمد ذلك على النوع. تدوم بطاريات الليثيوم أيون من 10 إلى 15 سنة. تدوم بطاريات التدفق لفترة أطول. ويمكن أن تدوم بطاريات الضخ المائية لعقود.