การกักเก็บพลังงาน: กุญแจสำคัญในการทำให้ระบบโครงข่ายไฟฟ้ามีเสถียรภาพมากขึ้น

DNVN - ร่างกายของนักวิ่งมาราธอนต้องการพลังงานหลายประเภทเพื่อวิ่งอย่างต่อเนื่องตลอดการแข่งขัน เมื่อพลังงานสำรองของพวกเขาหมดลง พวกเขาจะถูกส่งไปยังสถานีสนับสนุนเพื่อเติมเต็ม ในทำนองเดียวกัน กริดยังต้องการพลังงานที่เก็บไว้เพื่อรักษาความต้องการในช่วงเวลาสูงสุด และระบบกักเก็บพลังงาน (ESS) ให้ความสามารถดังกล่าว

เป้าหมายของการปรับปรุงโครงข่ายไฟฟ้าคือการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานไฟฟ้าที่มีอยู่เพื่อตอบสนองความต้องการในศตวรรษที่ 21 และในอนาคต การเปลี่ยนแปลงในกริดและตลาดพลังงานนี้เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและต่อเนื่อง จำเป็นต้องมีความร่วมมือระหว่างสาธารณูปโภค บริษัทด้านเทคโนโลยี ผู้กำหนดนโยบาย และผู้บริโภคเพื่อเอาชนะความท้าทายและคว้าโอกาสในการปรับปรุงโครงข่ายให้ทันสมัย องค์ประกอบสำคัญของการเปลี่ยนแปลงนี้คือการรวมเทคโนโลยีต่างๆ เข้ากับกริดมากขึ้น

การกักเก็บพลังงานในระบบกริด

ระบบกักเก็บพลังงานที่พบมากที่สุดคือระบบกักเก็บพลังงานด้วยแบตเตอรี่ (BESS) แต่ไม่ใช่จุดเริ่มต้นของ ESS พลังงานน้ำแบบสูบเก็บพลังงานเริ่มถูกนำมาใช้ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 ในยุโรปและพัฒนามาตลอดศตวรรษที่ 20 ในพื้นที่ที่มีระบบแม่น้ำที่เหมาะสม วิกฤตการณ์น้ำมันที่เกิดขึ้นอย่างกว้างขวางในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 กระตุ้นให้มีการวิจัยเกี่ยวกับแหล่งจัดเก็บพลังงานทางเลือก ความก้าวหน้าในเทคโนโลยีแบตเตอรี่ได้เปลี่ยนระบบ BESS จากการใช้กรดตะกั่วเป็นหลักไปเป็นการใช้สารประกอบลิเธียมไอออน

การบูรณาการแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ ยังเป็นแรงผลักดันความต้องการ ESS อีกด้วย ระบบ ESS ขนาดใหญ่ได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้น โดยมีบทบาทสำคัญในการรักษาเสถียรภาพของโครงข่ายไฟฟ้าและทำให้สามารถผลิตพลังงานหมุนเวียนได้อย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานอื่น ๆ ที่ได้รับความสนใจ ได้แก่ แบตเตอรี่ไหล การกักเก็บพลังงานความร้อน และการกักเก็บพลังงานอากาศอัด การกักเก็บพลังงานเป็นการเดินทางตั้งแต่การค้นพบไปจนถึงความต้องการ และจะมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในขณะที่โลกกำลังมุ่งสู่อนาคตที่สะอาดขึ้นและยั่งยืนมากขึ้นผ่านการปรับปรุงโครงข่ายไฟฟ้าให้ทันสมัย

นายแมทธิว บอร์สต์ จากบริษัท Keysight Technologies

ระบบจัดเก็บข้อมูลรองรับการปรับปรุงโครงข่ายไฟฟ้า

ระบบกักเก็บพลังงานหลายระบบมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงความน่าเชื่อถือ ประสิทธิภาพ และความยั่งยืนของโครงข่ายไฟฟ้า รวมถึง:

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน: เทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเติบโตอย่างรวดเร็วเนื่องจากความหนาแน่นพลังงานสูง ความเร็วในการชาร์จที่รวดเร็ว และต้นทุนที่ลดลง เทคโนโลยีนี้มีความยืดหยุ่นทางเคมีมากขึ้น เหมาะกับการใช้งานที่หลากหลายตั้งแต่ยานพาหนะไฟฟ้าไปจนถึงระบบกักเก็บไฟฟ้า เทคโนโลยีลิเธียมไอออนยังมีบทบาทสำคัญในพลังงานหมุนเวียนด้วยการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมส่วนเกินไว้เพื่อใช้ในภายหลังได้อย่างรวดเร็ว

พลังงานน้ำแบบสูบเก็บพลังงาน: พลังงานน้ำแบบสูบเก็บพลังงานเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพและเชื่อถือได้และสามารถกักเก็บพลังงานได้ในระยะยาว เทคโนโลยีนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเปลี่ยนแปลงพลังงานขนาดใหญ่โดยการสร้างสมดุลระหว่างความผันผวนของพลังงานรายวันและตามฤดูกาล ข้อจำกัดประการเดียวคือ ต้องมีเงื่อนไขทางภูมิศาสตร์ที่เฉพาะเจาะจงจึงจะนำไปใช้ได้

แบตเตอรี่ไหล: แบตเตอรี่ไหลสามารถเก็บพลังงานไว้ได้นาน เหมาะสำหรับการเปลี่ยนพลังงานตามฤดูกาล แบตเตอรี่ประเภทนี้ยังสามารถปล่อยประจุได้ลึกโดยไม่สูญเสียประสิทธิภาพการทำงาน อย่างไรก็ตาม นี่ยังคงเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่อยู่ระหว่างการพัฒนาและนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์

การกักเก็บพลังงานอากาศอัด (CAE): เช่นเดียวกับพลังงานน้ำแบบสูบสูบ CAE สามารถกักเก็บพลังงานได้เป็นเวลานาน และต้องมีโครงสร้างทางธรณีวิทยาเฉพาะเพื่อบีบอัดก๊าซ ประโยชน์หลักประการหนึ่งของ CAE คือการแปลงพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพโดยมีการสูญเสียเพียงเล็กน้อย

พลังงานความร้อน: การกักเก็บพลังงานความร้อนสามารถรักษาพลังงานไว้ได้หลายวันหรือหลายเดือน ความร้อนสามารถกักเก็บได้หลายรูปแบบ เช่น เกลือหลอมเหลว น้ำแข็ง และน้ำร้อน การกักเก็บพลังงานความร้อนเข้ากันได้กับพลังงานความร้อนจากแสงอาทิตย์และพลังงานความร้อนใต้พิภพ ช่วยให้สามารถบูรณาการกับแหล่งความร้อนหมุนเวียนได้

มีเทคโนโลยีใหม่ๆ เกิดขึ้นอีกหลายอย่าง เช่น แบตเตอรี่โซลิดสเตต การกักเก็บไฮโดรเจน และการกักเก็บตามแรงโน้มถ่วง ซึ่งกำลังได้รับการประเมินเพื่อนำไปใช้งานในระดับขนาดใหญ่ เทคโนโลยีเหล่านี้ไม่ว่าจะใช้เพียงเทคโนโลยีเดียวหรือร่วมกันก็ตาม จะช่วยปรับปรุงระบบกริดให้ทันสมัยและยืดหยุ่นมากยิ่งขึ้น

ประโยชน์และความท้าทายของการกักเก็บพลังงานเพื่อการปรับปรุงโครงข่ายไฟฟ้า

ระบบ ESS ที่มีความก้าวหน้ามากขึ้นถือเป็นองค์ประกอบสำคัญในการเปลี่ยนแปลงโครงข่ายไฟฟ้าแบบดั้งเดิมให้ชาญฉลาดและมีประสิทธิภาพมากขึ้น การปรับปรุงโครงข่ายไฟฟ้าให้ทันสมัยนำมาซึ่งประโยชน์มากมายทั้งต่อระบบและผู้ใช้งาน สาธารณูปโภคต่างๆ ได้รับประโยชน์เนื่องจากการกักเก็บพลังงานสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบจำหน่ายไฟฟ้าได้โดยการย้ายการใช้ไฟฟ้าไปในช่วงนอกชั่วโมงพีคและปรับการใช้โครงสร้างพื้นฐานของระบบจำหน่ายไฟฟ้าที่มีอยู่ให้เหมาะสม ซึ่งจะช่วยลดแรงกดดันโดยรวมของระบบจำหน่ายไฟฟ้าในปัจจุบัน ESS ยังเป็นระบบสำคัญในการบูรณาการแหล่งพลังงานหมุนเวียน โดยการกักเก็บพลังงานหมุนเวียนส่วนเกินในช่วงที่มีการผลิตสูง เพื่อใช้ในช่วงที่มีความต้องการสูงหรือการผลิตต่ำ สิ่งนี้อาจช่วยชะลอความจำเป็นในการสร้างโรงไฟฟ้าแห่งใหม่ได้

สำหรับผู้ใช้ การจัดเก็บพลังงานสามารถให้การสำรองไฟ ช่วยลดความถี่และระยะเวลาของการเกิดไฟฟ้าดับ ระบบ ESS ยังช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานได้ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากรพลังงานและลดต้นทุนการผลิตไฟฟ้าในช่วงพีค

แม้ว่าการปรับปรุงโครงข่ายให้ทันสมัยจะมีประโยชน์อย่างมาก แต่การนำมาใช้และปรับระบบกักเก็บพลังงานยังคงเผชิญกับความท้าทายมากมาย การลงทุนเริ่มแรกในระบบ ESS อาจค่อนข้างสูง แม้ว่าเมื่อเวลาผ่านไปและการพัฒนาดำเนินต่อไป ต้นทุนก็จะลดลงเรื่อยๆ เทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานบางประเภทมีระยะเวลาในการกักเก็บที่ค่อนข้างสั้น ซึ่งจำกัดประสิทธิภาพในการจัดการเสถียรภาพของพลังงานในระยะยาว การขุด การผลิต และการกำจัดแบตเตอรี่อาจส่งผลกระทบด้านลบต่อสิ่งแวดล้อม การรวม ESS เข้ากับกริดที่มีอยู่ต้องมีการวางแผนและการประสานงานอย่างรอบคอบเพื่อให้แน่ใจว่าระบบสามารถทำงานร่วมกันได้

การแก้ไขปัญหาเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญต่อการใช้งานระบบกักเก็บพลังงานและการปรับปรุงโครงข่ายให้ประสบความสำเร็จ ความร่วมมือระหว่างผู้ให้บริการสาธารณูปโภค ผู้จำหน่ายเทคโนโลยี หน่วยงานกำกับดูแลของรัฐ ผู้พัฒนาข้อกำหนดมาตรฐาน และลูกค้าจะเป็นกุญแจสำคัญสู่การนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้อย่างประสบความสำเร็จ

แผนงานในอนาคต

การเปลี่ยนแปลงภาคส่วนพลังงานและโครงข่ายไฟฟ้าเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและต่อเนื่อง การลงทุนด้านการอัพเกรดโครงสร้างพื้นฐาน การพัฒนาเทคโนโลยีเชิงนวัตกรรม และการสร้างความตระหนักรู้เกี่ยวกับความพร้อมใช้งานของเทคโนโลยีการกักเก็บพลังงาน ถือเป็นมาตรการที่จะช่วยปลดล็อกศักยภาพทั้งหมดของระบบการกักเก็บพลังงานสำหรับการปรับปรุงโครงข่ายไฟฟ้า เพื่อให้โลกสามารถสร้างโครงข่ายไฟฟ้าที่มีความยืดหยุ่น มีประสิทธิภาพ และยั่งยืนมากขึ้นสำหรับอนาคต เช่นเดียวกับนักวิ่งมาราธอนที่ได้รับการฝึกฝนมาเป็นอย่างดี โครงข่ายไฟฟ้าในอนาคตจะมีแหล่งจ่ายพลังงานคงที่หลายแหล่ง

แมทธิว บอร์สต์, Keysight Technologies

ที่มา: https://doanhnghiepvn.vn/kinh-te/kinh-doanh/luu-tru-nang-luong-chia-khoa-on-dinh-hien-dai-hoa-luoi-dien/20250220062800796