Magazyny energii i ich rodzaje

Przede wszystkim – rozmiar

Magazyny energii można wstępnie podzielić na te wielkogabarytowe, obsługujące potężne systemy energetyczne będące np. częścią przemysłowych struktur, a także na te przydomowe, które są w stanie kumulować prąd na potrzeby gospodarstwa domowego. Te pierwsze potrafią osiągać spore gabaryty – standardowe, przemysłowe magazyny energii często przypominają wielkością morskie kontenery transportowe. Im większa ma być moc i pojemność takich magazynów, tym ich liczba jest większa. Natomiast drugi ich rodzaj, czyli magazyny energii dla domów jednorodzinnych, są znacznie mniejsze – zależy to od stopnia zużycia energii elektrycznej oraz jej produkcji. Przypominają one rozmiarem małe lodówki czy szafki, gdzie ich moc zazwyczaj waha się między 5 a 15 kW.

Co ciekawe, przykładem najmniejszych tego rodzaju elementów są baterie jednorazowego użytku oraz akumulatory, które można ponownie ładować. Oprócz tego istnieją również tzw. zasilacze awaryjne – często są one na wyposażeniu biur ze sprzętem komputerowym. Chronią przed utratą czy uszkodzeniem danych podczas odcięcia zasilania, czy też jego chwilowego zaniku. Moc baterii, akumulatorów czy wspomnianych zasilaczy mieści się od kilku do nawet kilku tysięcy watów – wszystko jest uzależnione od ich przeznaczenia.

Technologia przechowywania energii

Magazyny energii możemy także podzielić ze względu na metodę magazynowania energii elektrycznej. Można wyróżnić wiele technologii, bez których wydajne zasilanie byłoby niemożliwe. Najbardziej powszechnym zastosowaniem cieszą się baterie elektrochemiczne. Ciekawe wykorzystanie takich właściwości ma miejsce w ogniwach paliwowych, które magazynują energię w postaci wodoru otrzymanego w procesie elektrolizy wody. We wcześniej wspomnianych zasilaczach awaryjnych UPS ważną rolę odgrywają tzw. superkondensatory, które wykazują się niesamowitą pojemnością elektryczną (jednak przy równocześnie stosunkowo niskim napięciu – zazwyczaj 2,7 V). Szczególnym przypadkiem są elektrownie szczytowo-pompowe wykorzystujące energię grawitacyjną masy wody. Intrygującą technologią jest magazynowanie energii elektrycznej w postaci pola magnetycznego powstałego poprzez przepływający prąd przez cewki zbudowane z nadprzewodnikowych materiałów – jest to metoda wysokowydajna i wykazująca się niskimi stratami energii, jednakże równocześnie droga z powodu konieczności chłodzenia oraz ceny nadprzewodników. Istnieją także magazyny wykorzystujące moment bezwładności, energię kinetyczną, zasobniki skroplonego powietrza towarzyszące układom elektroenergetycznym, a także pompy ciepła.

Postać przechowywania energii

Jak można zauważyć w opisywanych przykładach, energia elektryczna może być przechowywana bezpośrednio w postaci skumulowanego napięcia bądź w innej formie – chemicznej, termicznej czy we wspomnianym wcześniej polu magnetycznym. Taka zamiana z jednego rodzaju energii na drugi może powodować jej straty i to od nich m.in. zależy opłacalność stosowania danej metody.

Najważniejsze parametry magazynów energii

Oczywiście nie sposób przytoczyć na raz wszystkich możliwych parametrów znanych układów magazynujących energię elektryczną, lecz warto (w szczególności z perspektywy użytkownika prywatnego) wiedzieć, na co należy zwracać szczególną uwagę. W dostępnych na rynku magazynach energii, które można wykorzystać wraz z przydomową instalacją fotowoltaiczną, wyróżnia się kilka najważniejszych cech tych urządzeń. Pierwszy ważny parametr to moc znamionowa. Określa ona możliwości zasobnika – wielkość ta pozwala nam ocenić, ile w danym momencie urządzeń jest w stanie zasilać. Kolejnym parametrem godnym uwagi jest pojemność magazynu. Dzięki niemu można oszacować jak dużo energii może on skumulować i na jak długo może jej starczyć. Równie ważną cechą tych urządzeń jest ich sprawność. Im wyższa, tym mniejsze straty kumulowanej energii, a tym samym większa oszczędność finansowa. Ostatnim istotnym parametrem, który może znacząco wpłynąć na opłacalność stosowania takich magazynów, to ich możliwy, maksymalny poziom rozładowania. Jak wiadomo, całkowite rozładowanie akumulatorów może znacząco zmniejszyć ich pojemność oraz trwale je uszkodzić. Oprócz tych wszystkich cech równie istotna jest żywotność urządzenia, zazwyczaj gwarantowana przez producenta – oczywiście im dłuższa, tym lepiej.

Magazyny energii stają się coraz bardziej niezbędnym elementem nie tylko potężnych, przemysłowych układów energetycznych, lecz także domów jednorodzinnych, posiadających już instalacje fotowoltaiczne, wiatrowe i inne, które pozyskują darmową, ekologiczną energię. Takie rozwiązania nie tylko zwiększają poziom autokonsumpcji, co wpływa pozytywnie na opłacalność takich inwestycji, lecz także pozwalają stabilizować obrót energią elektryczną w sieci.