تخزين البطارية يمهد الطريق لمستقبل يعمل بالطاقة المتجددة

تبرز أنظمة تخزين البطاريات كأحد الحلول الرئيسية لدمج الحصص العالية من مصادر الطاقة المتجددة للطاقة الشمسية وطاقة الرياح بشكل فعال في أنظمة الطاقة في جميع أنحاء العالم. أتحليل حديثمن الوكالة الدولية للطاقة المتجددة (إيرينا) يوضح كيف يمكن استخدام تكنولوجيات تخزين الكهرباء لمجموعة متنوعة من التطبيقات في قطاع الطاقة، من التنقل الإلكتروني وخلف العدادالتطبيقات إلىمقياس المنفعةاستخدام الحالات.

فالبطاريات على نطاق المرافق العامة، على سبيل المثال، يمكن أن تمكن من زيادة تغذية مصادر الطاقة المتجددة في الشبكة عن طريق تخزين التوليد الزائد وثبات إنتاج الطاقة المتجددة. وعلاوة على ذلك، تساعد البطاريات، لا سيما عندما تقترن بمولدات متجددة، على توفير كهرباء موثوقة وأرخص في الشبكات المعزولة والمجتمعات المحلية خارج الشبكة، التي تعتمد لولا ذلك على وقود الديزل المستورد الباهظ الثمن لتوليد الكهرباء.

وفي الوقت الحاضر، يجري نشر نظم تخزين البطاريات على نطاق المرافق في معظمها في أستراليا وألمانيا واليابان والمملكة المتحدة والولايات المتحدة وبلدان أوروبية أخرى. واحدة من أكبر النظم من حيث القدرة هو تسلا 100 ميغاواط / 129 MWh ليثيوم أيون مشروع تخزين البطارية في مزرعة الرياح Hornsdale في أستراليا. في ولاية نيويورك في الولايات المتحدة، أظهر مشروع توضيحي رفيع المستوى باستخدام نظام تخزين بطارية بقدرة 4 ميجاوات / 40 ميجاوات/ساعة أن المشغل يمكنه تقليل ما يقرب من 400 ساعة من الازدحام في شبكة الكهرباء وتوفير ما يصل إلى 2.03 مليون دولار أمريكي في تكاليف الوقود.

وبالإضافة إلى ذلك، استثمرت عدة مجتمعات محلية من الجزر وخارج الشبكة في تخزين البطاريات على نطاق واسع لتحقيق التوازن في الشبكة وتخزين الطاقة المتجددة الزائدة. في مشروع بطارية الشبكة المصغرة في مارتينيك، يتم دعم إنتاج مزرعة الطاقة الشمسية الكهروضوئية من قبل وحدة تخزين الطاقة 2 MWh، وضمان أن يتم حقن الكهرباء في الشبكة بمعدل ثابت، وتجنب الحاجة إلى توليد نسخة احتياطية. وفي هاواي، تم تنفيذ ما يقرب من 130 ميغاواط ساعة من أنظمة تخزين البطاريات لتوفير خدمات الصقل للطاقة الشمسية الكهروضوئية وطاقة الرياح.

وعلى الصعيد العالمي، من المتوقع أن يزداد نشر تخزين الطاقة في الأسواق الناشئة بأكثر من 40٪ كل عام حتى عام 2025.

الشكل 1 - الأرقام 1- الأرقام 1 نمو سعة الطاقة في تخزين البطارية الثابتة، 2017-2030

وفي الوقت الراهن، تهيمن البطاريات الثابتة على نطاق المرافق العامة على تخزين الطاقة على الصعيد العالمي. ولكن بحلول عام 2030، من المتوقع أن يزداد تخزين البطاريات على نطاق صغير بشكل كبير، مما يكمل التطبيقات على نطاق المرافق العامة.

ترتبط بطاريات خلف العداد (BTM) خلف عداد المرافق للعملاء التجاريين أو الصناعيين أو السكنيين ، وتهدف في المقام الأول إلى توفير فاتورة الكهرباء. المنشآت من بطاريات BTM على الصعيد العالمي في ازدياد.ويعزى سبب هذه الزيادة إلى انخفاض تكاليف تكنولوجيا تخزين البطاريات، وذلك بسبب نمو السوق الاستهلاكية وتطوير المركبات الكهربائية والسيارات الكهربائية الهجينة الإضافية، إلى جانب نشر توليد الطاقة المتجددة الموزعة وتطوير الشبكات الذكية. ففي ألمانيا، على سبيل المثال، تم تركيب 40٪ من التطبيقات الشمسية الكهروضوئية الحديثة على السطح ببطاريات BTM. وتهدف أستراليا إلى الوصول إلى مليون منشأة بطاريات BTM بحلول عام 2025، مع تركيب 21000 نظام في البلاد في عام 2017.

الشكل 2 - الأرقام 2- الأرقام التي تم الخدمات التي تقدمها أنظمة تخزين البطارية BTM

وبشكل عام، يمكن أن تزيد سعة البطارية الإجمالية في التطبيقات الثابتة من التقدير الحالي البالغ 11 جيجاواط في الساعة إلى ما بين 180 إلى 420 جيجاواط في الساعة، بزيادة تتراوح بين 17 و38 ضعفا.