Enerji depolamada pozitif kutup

Büyüme, mikro şebekeler ve hibrit güç sistemlerindeki teknolojik gelişmelere ve güvenlik protokollerine odaklanarak, enerji depolama pazarının hızlı genişlemesinin arkasındaki güçlere kuş bakışı bir göz atalım…

Dünyada temiz enerjiye geçiş sürüyor. Mikro şebekelerin ve hibrit güç sistemleri her gün ivme kazanıyor. Bu dönüşüm, teknolojik inovasyonların yanı sıra, enerji depolama pazarındaki önemli büyümeden ilham alıyor.

Piller, yenilenebilir enerji tabanlı sistemlerin işlevselliğini, değerini, ekonomisini ve dayanıklılığını artırabilen destekleyici teknolojiler. Temiz enerjiye geçişin ayrılmaz bileşenleri. Dünya çapında öngörülen büyüme önemli: Enerji depolama kapasitesinin 2030 yılına kadar yıllık bileşik büyüme oranının (CAGR) % 33, kümülatif kapasiteninse 741 gigawatt-saat olması bekleniyor.

Analistler, önümüzdeki yıllarda,  ülkelerin Covid-19 salgının etkilerinden kurtulup, ekonomileri yeniden inşa ederken temiz enerji altyapılarını güçlendireceklerini tahmin ediyor. Bu süreçte enerji depolama bir teknolojik çözüm olarak kullanılacak. IEA’nın,  Sürdürülebilir Kalkınma Senaryosu’na göre, dünyanın iklim ve sürdürülebilir enerji hedeflerine ulaşması için 2040 yılına kadar 10.000 gigawatt-saate yakın enerji depolanmasına ihtiyaç var. Bu, mevcut pazarın 50 katı büyüklüktedir.

Uzmanlar, bu büyüme için hızlandırılmış inovasyonun gerekliliği konusunda hemfikir. Örneğin, güvenlik uzmanları, pillerin güvenli kullanımına rehberlik edebilmek için gerekli sertifikaları geliştiriyor.

ABD enerji depolama tahmini

ABD’de, kamu hizmeti kaynak planlaması, önümüzdeki on yılda büyümeyi yönlendirecek şekilde konumlandırıldı. WoodMackenzie’nin en son Enerji Depolama Monitörü raporunda detaylandırıldığı üzere, ABD depolama pazarının 2021 yılında yükseleceği gösteriliyor.

Lityum İyon pil teknolojisi gelişmenin yolunu açtı

Yakın tarihli bir Araştırma ve Piyasalar raporu “Li-ion Pil – Küresel Pazar Yörüngesi ve Analitiği”ne göre, lityum bazlı piller, önde gelen enerji depolama teknolojisi olarak kabul ediliyor. Yüksek enerji yoğunlukları ve düşük ağırlıkları nedeniyle, taşıtlarda ve el tipi uygulamalarda avantaja sahipler. Diğer özellikleri, kendi kendine deşarj, düşük bakım gereksinimi, hızlı şarj, uzun ömür ve dayanıklılıktır.

Ancak uzmanlar, enerji depolamanın geleceği için ümit vaat eden tek teknolojinin lityum iyon olmadığı konusunda hemfikir. Aslında, birçok şirket şu anda, ağırlığın kritik bir faktör olmadığı elektrik enerjisi endüstrisindeki sabit uygulamalar için yeni piller geliştirmeye odaklanmıştır.

Enerji depolamada inovasyon ve yükseliş

Enerji depolama teknolojilerindeki gelişmeler, dünya çapında temiz enerjiye geçişi sağlayabilir niteliktedir. Patent hareketliliği göz önünde bulundurulursa, pillerdeki innovasyonlar ivme kazanıyor. 2005 ve 2018 yılları arasında, piller ve elektrik depolama teknolojileri alanında yapılan patent başvuruları, tüm teknoloji alanlarının ortalamasından dört kat daha yüksek. Dünya çapındaysa her yıl ortalama % 14 oranında büyüyor. Son rapora göre, piller tüm patent faaliyetlerinin yaklaşık% 90’ını oluşturuyor. İnovasyonlardaki artışın esas nedeni elektronik cihazlarında ve elektrikli arabalarda kullanılan şarj edilebilir lityum iyon piller.

Pil teknolojilerinde göze çarpan bir eğilim, nikel ve kobalt gibi nadir toprak minerallerine dayanan teknolojilerden uzaklaşılmasıdır. Kobalt, pil uzmanlarına göre, pil katotlarında en az bulunan ve en pahalı bileşendir. Birkaç şirket, iyileştirilmiş enerji yoğunluğu, pil ömrü ve güvenlik sağlayan kobalt içermeyen piller geliştirdi. Çinko-hava ve alüminyum-hava gibi yeni enerji depolama teknolojileri, oksijen, sodyum ve karbon gibi elementlere dayanırken, diğer yeni yaklaşımlar grafen, silis kumu ve deniz suyunun özelliklerinden yararlanır.

Harvard Üniversitesi ve Stanford Üniversitesi’nden araştırmacılar, sıvı akışlı pillerin gelişimini ilerletmek için önemli adımlar attılar. Mevcut literatür, batarya bileşenlerinde de bir inovasyon dalgası olduğunu gösteriyor. Hibrit anotlardan altın ve dikey karbon nanotüp elektrotlardan yapılan nanotellere kadar, bu bileşen yükseltmeleri pil gücünü artırmayı ve kullanım ömrü döngüsünü iyileştirmeyi amaçlamaktadır.

Pil güvenliğinin önemi

Güvenlik protokolleri, enerji depolama teknolojilerine paralel olarak gelişiyor. Güvenlik bilimi şirketi UL, termal kaçak meydana gelmesi durumunda bir enerji depolama sisteminin yangın güvenliği performansı hakkında netlik sağlamak için UL 9540A Test Yöntemini geliştirdi.

Şirket kısa süre önce, “Pil Enerjisi Depolama Sistemlerinde Termal Kaçak Yangının Yayılmasını Değerlendirmeye Yönelik Test Yöntemi” için ANSI / CAN / UL 9540A Standardı kapsamında, testleri tamamlayan üreticileri tanımlayan çevrimiçi bir veritabanı başlattı. Veritabanı, hücresi, modülü, birimi veya kurulumunu UL tarafından termal kaçak yangın yayılımı açısından değerlendiren üreticilerin verileri üç şekilde paylaşmasına olanak tanır: daha fazla test detayı elde etmek için iletişim bilgileriyle birlikte model numarası, UL 9540A rapor özeti ve tam test raporu.

Veritabanı ayrıca, enerji depolama projelerini planlarken ve uygularken pil güvenliği hakkında bilgi sağlar. UL’de Entegre Enerji Sistemleri küresel iş geliştirme müdürü olan James Trudeau’ya göre, “enerji depolama sistemlerinde kullanılan lityum iyon pillerin artan enerji yoğunluğu, onları hem çekici hem de tehlikeli hale getiriyor. Neyse ki ciddi arızalar nadirdir, ancak meydana geldiklerinde sonuçlar korkunç olabilir”.

Trudeau, son zamanlarda meydana gelen önemli yangınlara da dikkat çekiyor. Örneğin Güney Kore, son iki yılda 28’in üzerinde büyük ölçekli enerji depolama yangınına maruz kaldı.Arizona Kamu Hizmeti (APS), 2019’da  bir enerji depolama yangını ve patlaması yaşadı. Dört itfaiyeci feci şekilde yaralandı. Trudeau’ya göre bu yangınlar, artık zorunlu olan UL güvenlik standartlarına (UL 9540 ve UL 9540A) uygun inşa edilmemiş sistemlerde meydana geldi. 

Güneş /rüzgar enerjisi ve depolama modelleme teknolojisi

Solar + gibi depolama yöntemlerinin ucuzlamasıyla, dağıtılmış enerji kaynaklarını tasarlamak ve optimize etmek daha kompakt hale geldi. Örneğin, HOMER Energy’nin kurucusu ve UL Küresel Mikro Şebeke Yöneticisi Dr. Peter Lilienthal, “elektrikli depolama artık ekonomik olarak uygulanabilir hale geldiğine göre, endüstri için muazzam etkilere sahip olacak ”diyor. En belirgin etkiler, güneş ve rüzgar enerjisinin depolanması sırasında görülecek.

Lilienthal, enerji depolamayı içeren hibrit yenilenebilir sistemler güç kaynağında öne çıktıkça, yeni analitik ve planlama metodlarına olan ihtiyacı artıracağını söylüyor. Lilienthal, “enerjinin hızlı değişen manzarası bizi heyecanlandırıyor. Bu değişikliklerin öncüsü olmaktan gurur duyuyoruz” diyor.