Rostoucí výroba elektřiny z obnovitelných zdrojů mění způsob, jakým se energie vyrábí i spotřebovává. Slunce ani vítr však nevyrábějí elektřinu nepřetržitě. Právě proto získává stále větší význam bateriové úložiště, které dokáže energii uložit v době přebytku a využít ji ve chvíli, kdy je jí nedostatek. Moderní systémy dnes pomáhají domácnostem, firmám i energetickým společnostem snižovat náklady, stabilizovat elektrickou síť a efektivněji využívat obnovitelné zdroje.
Co je bateriové úložiště energie? Jaké technologie bateriových úložišť existují? Kde se bateriová úložiště využívají? Jaké jsou hlavní výhody bateriových úložišť? Odpovědi na všechny tyto otázky naleznete v následujícím článku.
Obsah článku
Co je bateriové úložiště energie a jak funguje ukládání energie
Bateriové úložiště představuje zařízení určené pro ukládání energie do akumulátorů, které lze opakovaně nabíjet a vybíjet. Elektrická energie se během nabíjení přeměňuje na energii chemickou. Při vybíjení probíhá opačný proces a uložená energie se opět mění na elektřinu připravenou k okamžitému využití.
Součástí moderního systému není pouze samotná baterie. Významnou roli hraje také měnič, systém řízení baterie označovaný jako Battery Management System a sofistikovaný software, který sleduje teplotu, napětí jednotlivých článků, rychlost nabíjení i celkový stav akumulátoru. Díky tomu lze prodloužit životnost zařízení a současně zvýšit jeho bezpečnost.
Moderní akumulace energie nachází uplatnění zejména tam, kde výroba elektřiny kolísá. Typickým příkladem jsou fotovoltaické elektrárny. Nejvyšší výroba nastává kolem poledne, zatímco největší spotřeba bývá ráno a večer. Bateriové úložiště tento časový rozdíl vyrovnává.
Jaké technologie bateriových úložišť existují
Vývoj bateriových technologií prošel během posledních dvou desetiletí mimořádně rychlým tempem. Současný trh nabízí několik různých řešení, přičemž každé je vhodné pro jiný způsob využití.
Lithium iontové bateriové úložiště
Nejrozšířenější technologií jsou lithium iontové akumulátory. Jejich podíl na nově instalovaných bateriových úložištích přesahuje 90 %. Důvodem je vysoká energetická hustota, účinnost přesahující běžně 90 až 95 % a dlouhá životnost dosahující přibližně 6000 až 10000 nabíjecích cyklů podle typu článků a způsobu provozu.
Výhodou je také velmi rychlá odezva. Reakce na změnu zatížení probíhá během milisekund, což umožňuje využití při stabilizaci elektrické sítě.
Sodík iontové baterie
Velkou pozornost dnes získávají sodík iontové akumulátory. Sodík je výrazně dostupnější než lithium a jeho těžba není geograficky tak omezená. Energetická hustota je zatím nižší, zato cena výroby může být v budoucnu podstatně příznivější. První komerční instalace již vznikají zejména v Číně.
Průtočné baterie
Průtočné baterie ukládají energii do kapalných elektrolytů uložených v samostatných nádržích. Výkon systému určuje velikost článků, zatímco kapacitu lze navyšovat zvětšováním objemu zásobníků.
Životnost může přesahovat 20 let a počet pracovních cyklů bývá několikanásobně vyšší než u běžných lithium iontových baterií.
Kde se bateriová úložiště využívají v praxi
Možnosti využití jsou dnes podstatně širší než před několika lety. Nejčastěji se bateriové úložiště spojuje s fotovoltaickou elektrárnou, skutečné využití je však mnohem rozmanitější.
Domácnosti s fotovoltaikou
Majitelé rodinných domů ukládají přebytky vyrobené během dne a využívají je večer nebo v noci. V dobře navrženém systému lze vlastní spotřebu elektřiny z fotovoltaiky zvýšit přibližně z 30 % až na 60 až 80 % podle velikosti baterie a charakteru spotřeby.
Firemní objekty
Výrobní podniky nebo logistická centra využívají ukládání energie především ke snižování odběrových špiček. Distributor často účtuje poplatky nejen za odebranou energii, ale také za maximální okamžitý příkon.
Stabilizace elektrické soustavy
Velkokapacitní bateriová úložiště pomáhají provozovatelům přenosových soustav udržovat stabilní frekvenci elektrické sítě na hodnotě 50 Hz. Reakce probíhá během několika desetin sekundy, což je výrazně rychlejší než u klasických plynových nebo uhelných elektráren.
Elektromobilita
Další oblastí využití jsou nabíjecí stanice pro elektromobily. Bateriové úložiště umožňuje pokrýt krátkodobé vysoké odběry bez nutnosti budovat nákladnější elektrické přípojky.
Řada rychlonabíjecích stanic dnes kombinuje vlastní bateriové úložiště s fotovoltaickou elektrárnou, čímž snižuje zatížení distribuční sítě.
Jaké jsou hlavní výhody bateriových úložišť
Největší přínos představuje možnost přesunout spotřebu elektřiny do jiného času. Energie vyrobená během dne nemusí být okamžitě spotřebována. Lze ji využít až ve chvíli, kdy je skutečně potřeba.
Významnou výhodou je také vysoká účinnost, a navíc pomáhají vyrovnávat výkyvy výroby z obnovitelných zdrojů a snižují potřebu zapojování záložních elektráren spalujících fosilní paliva. Z ekonomického hlediska může správně navržená akumulace energie významně snížit provozní náklady firem i domácností.
Zdroje: IEA.org, Wikipedia.org, ČEPS.cz, Silektro.cz, Oenergetice.cz
Fascinuje ji věda i objevování nového. Biochemie jí dává odpovědi, ale také vyvolává další otázky, které jí pomáhají zkoumat v laboratoři, ale i v kuchyni. Zajímá se o biohacking a hledá způsoby, jak vylepšit fungování těla i mysli. Miluje pohyb, který jí dodává energii a svobodu. Neustále hledá spojení mezi vědou, kreativitou a každodenním životem.
