تخزين الطاقة هي واحدة من التحديات الاساسية في ضمان استقرار التغذية الكهربائية واستدامتها , كما ان التوازن بين العرض (التوليد) والطلب (الاستهلاك ) في عالم الكهرباء هو أمر حاسم للشبكات الكهربائية لتعمل بشكل صحيح، ولكن هذا التوازن يضعف نتيجة اختلاف الطلب على الطاقة تبعا" للساعة واليوم والشهر ودرجة الحرارة وغيرها من المعطيات وذلك بمعدلات تختلف من مكان الى اخر في حين ان تخزين الطاقة الكهربائية يجعل معالجة تلك وغيرها من التحديات التقنية ممكنا"و يساهم أيضا في وثوقية قطاع الطاقة الكهربائية .
كذلك فان اختلال التوازن بين توفر الكهرباء والطلب عليها هو العامل الرئيسي لتقلبات الأسعار في سوق الكهرباء، ويطرح تحديات تقنية عديدة. وعلاوة على ذلك، ليس من المتوقع أن يتباطأ النمو المطرد في الطلب حسب تقارير وكالة الطاقة الدولية (IEA) التي تتوقع زيادة بنسبة 60٪ في الطلب على الكهرباء بين عامي 2000 و 2035.
ومن المتوقع أنه بحلول عام 2020 ستساهم مصادر الطاقة المتجددة ب20٪ من انتاج الطاقة في العالم وأن هذا الرقم سيصل إلى 40٪ في عام 2050.
هذا التطور يخلق تحديات جديدة للطاقة فهناك مصادر مثل طاقة الرياح غير منتظمة ومتقطعة. مما يجعل النظام الكهربائي الحالي أكثر هشاشة مما يلزم موردي الطاقة بتعلم كيفية إدارة المواقف الجديدة حيث هناك فجوة متزايدة بين الإنتاج والاستهلاك، مثل زيادة التوليد المحتمل للكهرباء خلال فترة الاستهلاك المنخفض. أيضا يجب دراسة تأثير إدخال مصادر الطاقة المتجددة على قوة الشبكات الكهربائية.
الحلول المختلفة "تعويضية" تتضمن إدارة الطلب، وتقنيات الربط بين المصادر المتجددة والشبكات القائمة وقبل كل شيء كيفية تخزين الطاقة،. ويشمل تخزين الطاقة تراكم الطاقة في مكان معين لاستخدامها في وقت لاحق.
تخزين الطاقة هي تكنولوجيا واعدة لدمج واستخدام مصادر الطاقة المتجددة بكفاءة داخل الشبكات الكهربائية و استخدام هذه المصادراصبح أمر ضروري، لأن التوجهات العالمية تفضل خفض الانبعاثات الضارة على البيئة . وينبغي أن تكون قادرة على تحقيق ذلك من خلال زيادة مساهمة الطاقة المتجددة في مزيج الطاقة.
تخزين الطاقة الكهرومائية (PHES) هو الحل الأكثر استخداما على نطاق واسع في بعض البلدان حيث انه يمكننا من تخزين كميات كبيرة جدا من الطاقة الكهربائية عن طريق البحيرات الصناعية وعمر هذه الأنظمة في العالم اكثر من أربعين عاما
ان تخزين كميات كبيرة من الكهرباء واستخدامها في وقت الذروة تجعل من الممكن استعادة التوازن في السوق حيث يسمح تخزين الطاقة بتحقيق الاستقرار في الأسعار. كما أنه يرفع من كفاءة مصادر الطاقة المتجددة.
وعلى غرار ذلك، فإن الدول تتجه إلى تطوير تشريعاتها والهيكل التنظيمي لتكون ملائمة للتوسع في تخزين الطاقة مثل فرنسا، ، التي لديها " القانون"NOME الذي يشترط على منتجي الكهرباء ان يكون لديهم القدرة على إنتاج يساوي استهلاك زبائنهم ، مما افسح في الطريق نحو تنفيذ حلول تخزين الطاقة التي تحسن بشكل غير مباشر القدرة على الإنتاج.
حلول تخزين الطاقة تتضمن ايضا" تغيير بكيفية استهلاك الأفراد للطاقة، حتى في منازلهم.
البطاريات القابلة للشحن Powerwall التي تم تطويرها في معامل تيسلا الامريكية مناسبة للاستخدام في المنازل حيث يمكن أن يتم شحنها إما من الشبكة الكهربائية (خلال ساعات الذروة) أو عن طريق الألواح الشمسية وهي مزودة بنظام اتمتة كامل وسهل الاستخدام ، وقد أحدثت ثورة في العديد من المنازل عن طريق تخفيض فاتورة الطاقة الكهربائية ، وحتى ادت الى ارباح في بعض الحالات، مما يتيح لاولئك المستهلكين المنزليين امكانية الاكتفاء الذاتي من الطاقة.
في مجال الصناعة يخلق تخزين الطاقة أيضا اضطرابات تتجاوز قطاع الطاقة، ولذلك فان إمكانية دمج أساليب تخزين الطاقة في العمليات الصناعية هو فرصة هائلة للشركات التي يمكن ان تحد من تكاليف استهلاك الطاقة وتصبح أكثر قدرة على المنافسة وتؤدي الى زيادة المرونة التشغيلية.
وهناك حاليا" حلول توفر للشركات الصناعية امكانية للحد من تكاليف الطاقة وزيادة الإنتاجية من خلال مجموعة من الأساليب المختلفة المختلفة.
باختصار، تخزين الطاقة يجعل من الممكن للحد من التقلبات اسواق الكهرباء ويساعد على تنوع مصادر الطاقة، من خلال السماح لمصادر الطاقة المتجددة لاستخدامها بكفاءة اكبر بينما من الناحية التقنية، الحلول القائمة المختلفة ما زالت تحتاج إلى مزيد من التطوير، ولكن من الواضح أن التحول نحو تخزين الطاقة جار بوتيرة عالية وسيكون له اثار ممتازة على تنظيم انظمة الكهرباء في العالم.
المصدر
صفحة افاق جديدة في هندسة الطاقة الكهربائية