Emmagatzematge rendible d’energia elèctrica a gran escala.

Per fer rendible l’emmagatzemament de gran capacitat d’energia elèctrica, cal fer possible un menor ús de les bateries sempre  que una xarxa intel·ligent pugui ajustar constantment la demanda d’electricitat, en lloc d’ajustar l’electricitat davant una resposta a una demanda imprevisible.

L’emmagatzematge d’energia, proporciona a la xarxa elèctrica molts altres  serveis que no són només emmagatzemar electricitat. S’utilitza per a suport de la tensió, la regulació de la freqüència, l’equilibri de les càrregues, la millora de la qualitat de servei, la reducció dels pics de consum o  de generació, i per reforçar la capacitat. Seleccionar els adequats components d'emmagatzematge, requereix d’una bona comprensió de la tecnologia i de la xarxa. A més, ha de ser  escalable i  prou flexible per fer front a les xarxes d’avui i del futur.

Font: Estratègia & Negocios

Per dissenyar un sistema d’emmagatzematge d’energia, cal decidir quina tecnologia usar, especificar la capacitat d’emmagatzematge, la densitat d’emmagatzematge, el temps de descàrrega i la ubicació. Un altre aspecte important que s’ha de considerar, és com minimitzar la vulnerabilitat en el sistema d’emmagatzematge mitjançant les tecnologies de les xarxes intel·ligents.

L’emplaçament del sistema d’emmagatzematge d’energia, és un important factor  que afecta al cost. Segons l’informe NREL 2018 sobre Utility-Scale Photovoltaics Plus Energy System Cost Benchmark, la co-localització dels subsistemes fotovoltaics i d’emmagatzematge, generen estalvis als costos respecte la reducció d'quests, relacionats als canvis de cables i trafos, nous centres de transformació, etc. El cost del maquinari es redueix gràcies a  compartir centres de transformació, transformadors i els sistemes de controls. El cost del sistema  en corrent continu és un 8% inferior al cost del sistema amb fotovoltaica i emmagatzematge ubicats per separat, i el cost del sistema col·locat de CA acoblat és un 7% inferior (US Utility-Scale 2018). En general, el sistema d’emmagatzematge d’energia s’utilitza combinant  l’energia renovable, pels serveis auxiliars, minimitzar la producció  i el consum d’energia. El co-emmagatzematge d’energia  de les plantes off-shore, podrien reduir la necessitat de fer dissenys de les torres elèctriques  més fortes per suportar més càrrega mecànica durant tempestes extremes. 

Font: Brink

Per a l’emmagatzematge d’energia a gran escala, ja existeixen diverses tecnologies. Cada tecnologia té les seves pròpies característiques. El repte és fer-los robustos, fiables i rendibles, alhora que s’ajusten a la tecnologia més adequada per  cada font d’energia o ubicació. Per exemple, les bateries d’ió de liti, s’adapten molt bé per ajudar a l’equilibri del sistema en temps real, l’ampliació de les fonts renovables i per proporcionar serveis durant les puntes  d’energia. Tot i això, els sistemes d’emmagatzematge d’energia d'ió de liti, solen tenir una capacitat que està al voltant de quatre hores. 

Es preveu en un futur, que això pugui augmentar fins a sis o vuit hores. Tanmateix, la tecnologia encara te de millorar els rendiments i també fer-los més econòmics. L’emmagatzemament  reversible hidroelèctric, és una bona opció per a l’energia eòlica. L’aigua bombejada a un embassament superior es pot mantenir durant molt de temps, compensant la pèrdua sobtada de la generació eòlica. 

Tanmateix, la forma convencional per l'emmagatzematge hidroelèctric (embassaments), requereix de muntanyes. Això és una  limitació per construir aquests sistemes, a més de ser car. Un altre concepte seria utilitzar les plantes reversibles de bombament hidràulic, per bombejar aigua d’un llac a la zona circumdant. Deixar tornar l’aigua del mar generaria l’electricitat emmagatzemada. 

Font: IEEE Samart Grid