Med den voksende popularitet af elektriske køretøjer (EV'er) og overgangen til mere vedvarende energikilder er vores afhængighed af fossile brændstoffer, der har eksisteret i mere end et århundrede, faldende. Elektriske virksomheder henvender sig i stigende grad til solcellepaneler og vindmøller (snarere end naturgasturbiner) for at generere elektricitet til at opkræve elektriske køretøjer og drive vores hjem og virksomheder. Disse tendenser bringer os et skridt tættere på en bæredygtig energi fremtid.
Disse tendenser udgør også enorme udfordringer for elnettet. Forskellige tider af dagen har forskellige behov, og tilgængelige sol- og vindenergi ændres også med vejrændringer. Derfor bliver batterier en vigtig del af det elektriske net.
'Batteri kan udfylde hullerne, når det er overskyet, og vinden er nede, ' sagde Richard Zhang, professor ved Virginia Tech, der underviser i power Electronics Technology -kurser på skolen og har arbejdet i nettet og energisektoren i 25 år. Off-peak opladning, der leverer elektricitet i spidsbelastningen, såsom opladning af elektriske køretøjer, forbedrer derfor elektricitetsøkonomien. '
Energilagringssystemer, ofte i form af batterier, kan fange og opbevare overskydende elektricitet fra nettet, når udbuddet er højt, og efterspørgslen er lav og derefter give strøm på andre tidspunkter.
At placere energilagringssystemer forskellige steder på nettet kan optimere sine strømfordelingsfunktioner, det vil sige, at distribuere store mængder magt til forskellige samfund når som helst og hvor som helst. Dette kan betyde at placere et energilagringssystem ved siden af en solcellepanelgård, hvor det kan absorbere overskydende elektricitet i løbet af dagen og derefter pumpe det tilbage i nettet om natten. Eller placering af ESS i et samfund kunne mere bekvemt trække strøm fra lokale tagpaneler på taget og derefter give yderligere strøm til at oplade nærliggende elektriske køretøjer, når det er nødvendigt. 'Energilagring kan tjene som et lokalt energireservoir for et samfund, ' siger Samuel.
Kernen i energilagringssystemet er et højspændingsbatterimodul, normalt et lithiumjernphosphatbatteri. Hvis du opkræver eller udlades for hurtigt, genereres der en masse varme. Levetiden for disse moduler kan også forkortes, hvis de er helt udmattede for ofte. Overvågning af temperaturen og opladningen af disse batterier kræver ekstremt sofistikerede halvledere.
Ud over nøjagtige batteriovervågning kræver energilagringssystemer i netskala, såsom dem, der er integreret med solcellepanelbedrifter, effektiv højspændingseffektkonverteringsteknologi for at reducere strømtab i nettransmission og distribution. Disse systemer er også afhængige af sensing og isoleringsteknologi for at hjælpe med at opretholde systemsikkerhed og stabilitet, hvilket er kritisk for styring af strømstrømmen op til 1500V.
I en overskuelig fremtid vil innovation inden for batterilagringssystemer spille en nøglerolle i transformation og beskyttelse af gitteret midt i ændringer, der er skabt af sol-, vind- og elektrisk køretøjsopladning.