פתרונות אגירת אנרגיה
אגירת אנרגיה היא תהליך המרה שבו מתבצעת שינוי צורתה של האנרגיה. בדרך זו ניתן לשמר אותה בצורות שונות ובכך להשתמש בה – בכמותה המקורית או לאחר השינוי – בעתיד, כשהצורך יתעורר.
אגירה אלקטרו-כימית (בסוללות)
אגירת האנרגיה באמצעות תהליך אלקטרו-כימי (בסוללות) היא המרת אנרגיה חשמלית לתור אחסון, כלומר אנרגיה שניתן לשמור ולהמיר בחזרה לאנרגיה חשמלית כאשר נדרש. כימיה זו מאפשרת לנו להפעיל מערכות אנרגיה מתקדמות ויעילות, כמו סוללות, שמשמשות כמקורות אנרגיה למגוון צרכים.
הסוללה, או בטריה, היא מכשיר המיועד ליצירת זרם חשמלי ישיר. היא מורכבת מתא או ממספר תאים המבצעים את התהליך האלקטרו-כימי. התא האלקטרו-כימי הנפוץ היום הוא תא שבו נגרמת העברת אלקטרונים דרך תהליך כימי – בעבר אלקטרודה וחיזור בין חומרים בהם קיים הבדל פוטנציאלי כימי.
לעומת זאת, תא אלקטרוליטי פועל הפוך: הוא משתמש בחשמל שסופק ממקור חיצוני כדי לגרום לתהליך כימי שמחזיר אנרגיה לתא. השילוב בין תא אלקטרוכימי לתא אלקטרוליטי בסוללה נטענת מאפשר להפקת אנרגיה כמו גם לשימוש בה בשלבים מאוחרים.
שיטה זו לאגירת אנרגיה נחשבת למרכזית בעידן המעבר ממקורות אנרגיה סדירים למקורות מתחדשים. היא מסייעת להתמודד עם האתגרים הסביבתיים על ידי שימוש יעיל באנרגיה ויצירת מקורות אנרגיה ידידותיים לסביבה. השימוש בסוללות מספק פתרון יעיל ונקי, תורם לרשת החשמל ומספק אפשרויות אנרגטיות לצרכנים המשתמשים בסוללות בבתיהם
אגירת אנרגיה בסוללות - יתרונות ושימושים
השימוש בסוללות לאגירת אנרגיה מצויד בייחודיות רבה. התכונה המרכזית היא היכולת למנוע "גילוח פסגה" שנמצא בייצור הסולארי. ביחידויות הפוסיליות שברשת החשמל, כמו תחנות פחם, ההספק המוצג נמוך בהשוואה להספק המקסימלי (בערך 0%3-50%). בשעות הצהריים, כאשר השמש מגיעה לשיאה, יתכן שהתפוקה הסולארית תהיה גבוהה יותר מהצורך, וכך יחידויות הפוסיליות עשויות להימצא במצב של ייצור לא יעיל
על מנת להתמודד עם ייצור לא יעיל, ניתן לפעול באמצעות סוללות האגירה. בשעות השיא של קרינת השמש, הסוללות מקבלות ומאחסנות את עודף האנרגיה הסולארית.
בשעות בהן הצורך גדל, וייצור הסולארי יורד, הסוללות יכולות לספק את האנרגיה הזוועה ולהפעיל את הרשת החשמל.
זאת מול אלטרנטיבת הורדת היצור של יחידויות הפוסיליות, שתיאלצנה להתמודד עם התחזקות המתח ולהפקת חשמל באמצעות דלקים מזהמים.
הפחתת עומסים באמצעות אספקת חשמל עד להאצת תחנות מחזור משולב (מחז"מ) במשך עליית העומס השיורי – כלומר, העומסים המונחים על מערכת החשמל כתוצאה משינויים בין היצע וביקוש לחשמל – במהלך שעות עליית העומס לעומס קריטי בערב.
לאחר חצות היום, כאשר היצור הסולארי מתחזק ובתקופה בה הביקוש על החשמל עולה למחצה אל ערך השיא הערבי, העומס השיורי גובר מהר ויחידות הייצור מתמודדות עם קשיים לספק את החשמל הנדרש.
בשלב זה, כאשר לא ניתן להוריד את היצור על פי ערך השיא המינימלי, סוללות יכולות לפרוק במהירות את האנרגיה לרשת ולסייע במילוי הפער. פעולה זו משמשת כתחליף לפעולת תחנות גז פיקריות, שפועלות כגשר הספק עד להאצת יחידויות המחז"מ
ייצוב תדר ותרומה לעתודה סובבת – היכולת של הסוללה להתחבר לפעולה בתוך שבר שנייה מספקת לה את האפשרות להוסיף הספק לרשת בסיטואציות שונות. כאשר התדר יורד מתחת לערכו הסטנדרטי המקובל (בישראל – 50 הרץ), הסוללה מתחברת ומסייעת להוסיף כמות מסוימת של הספק לרשת החשמל.
מהצד השני, אם התדר עולה מעבר לערך המקובל, הסוללה יכולה להגדיל את העומס שהיא מספקת לרשת במצב של אגירת האנרגיה. זו היכולת שמאפשרת לסוללה להתמודד עם השינויים התדירים בתדר החשמל ברשת החשמל.
באמצעות יכולת זו, ניתן לצמצם את הדרישות לעתודה סובבת, הידועה גם בשם רזרבת אנרגיה, אשר ניתן לחבר לרשת החשמל במקרה של התראה מוקדמת של 10 דקות.
המערכת מסודרת כך שבזמן שהתדר מתעלה או יורד מהערך הסטנדרטי, הסוללה נכנסת לפעולה ומספקת או מקבצת הספק לפי הצורך.התוצאה היא הקטנת הצורך לעתודה סובבת, ובכך לחסוך כסף רב ופליטת מזהמים מיותרת.
טיפול בתנודתיות של התפוקה הסולארית – סוללות מאפשרות לספוג את השינויים בייצור הסולארי ולהשלים את הפערים בין הייצור העודף לבין הייצור המפגר שנגרמים על ידי השינויים המתמשכים בתנאי האקלים.
בעזרת יכולתן הייחודית, הסוללות יוכלו ליישר את העקומה הנוצרת בעומס השיורי בעקבות השינויים בתפוקה הסולארית., הסוללות יכולות לצמצם את הדרישות לעתודה סובבת ולעתודה מהירה, שהן חלק מהתכנון האנרגטי של מערכת החשמל.
כתוצאה מכך, יהיה ניתן להפחית את הצורך בהקמת תחנות נוספות לייצור חשמל, הנדרשות במידה רבה במצבים של שינויים בתפוקה הסולארית. הפחתת עומס ברשת ההולכה – בשעות הצהריים, מערכות סולאריות גורמות להפקת חשמל בכמויות גדולות ובכך יכולות להעמיס על קווי ההולכה והשנאים שברשת החשמל.
ניתן להשתמש ביכולת של סוללות לאגור את עודפי החשמל הסולארי בשעות הפקתו, לפני שהם עוברים להעמסה על השנאים או קווי ההולכה המטעמים ובכך לפתור את בעיית העומס. השימוש בסוללות לאגירת החשמל בשעות הצהריים מאפשר למנוע את ההכנסה הישירה של החשמל לשנאים או לקווי ההולכה, ובמקום זאת לאפשר לסוללות לפרוק את האנרגיה במועד מאוחר יותר.
