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1. Zukünftige Trends

Die Forschung und Entwicklung neuer und erneuerbarer Energien sowie die Suche nach fortschrittlichen Methoden zur Verbesserung der Energienutzungseffizienz sind zum Hauptthema von globalem Interesse geworden. Es besteht sowohl ein Bedarf an Energieeinsparung und Emissionsreduzierung als auch ein Bedarf an Energiewachstum zur Unterstützung der wirtschaftlichen Entwicklung, was die kräftige Entwicklung der Energiespeicherindustrie erfordert.

Der Analysebericht zeigt, dass der steigende Energieverbrauch, insbesondere der erhebliche Einsatz fossiler Brennstoffe wie Kohle und Öl, eine ernsthafte Bedrohung für die Umwelt und das globale Klima darstellt und eine ernsthafte Bedrohung für das Ziel einer nachhaltigen menschlichen Entwicklung darstellt. Prognosen zufolge wird die Nutzungsdauer von Kohle, Erdgas und Öl auf der Grundlage bestehender Technologien zur Gewinnung nicht erneuerbarer Energien und der kontinuierlichen Verbrauchsrate dieser fossilen Brennstoffe Tag und Nacht auf 100–120 Jahre bzw. 30–50 Jahre geschätzt Jahre bzw. 18-30 Jahre. Offensichtlich ist die größte Herausforderung und das größte Dilemma des 21. Jahrhunderts möglicherweise nicht Krieg und Ernährung, sondern Energie.

Am 19. Januar 2016 gab die Weltenergieagentur bekannt, dass aufgrund der neuen Solarzellentechnologie und anderer technologischer Fortschritte, die die Preise senken, die Kosten für Batteriespeicher in den nächsten 15 Jahren um 70 % sinken werden.

Die Energiespeicherung selbst ist keine aufstrebende Technologie, aber aus industrieller Sicht ist sie gerade erst entstanden und befindet sich in einem frühen Stadium.

2. Die Instabilität erneuerbarer Energien

Aufgrund des Einflusses unterschiedlicher Zeiten oder Klimazonen erzeugen Solar- und Windenergie nicht immer dann Strom, wenn Energie am meisten benötigt wird. Energiespeicherung ist eine unverzichtbare Technologie, um den Ersatz fossiler Brennstoffe durch erneuerbare Energien zu beschleunigen. Der Spitzenstromverbrauch tritt normalerweise an Sommernachmittagen und -abenden auf, wenn die Solarstromerzeugung zurückgeht, die Temperatur jedoch nicht gesunken ist. Wenn Menschen von der Arbeit nach Hause kommen, beginnen sie, Strom zum Kühlen, Kochen und Betreiben anderer Geräte zu nutzen.

3. Förderung der Entwicklung erneuerbarer Energien

Die Technologie von Energiespeichersystemen spielt eine entscheidende Rolle dabei, sicherzustellen, dass Haushalte und Unternehmen grüne Energie nutzen können, auch wenn die Sonne nicht scheint oder der Wind nicht mehr weht.

Beispielsweise ist die installierte Kapazität der Offshore-Windkraft im Vereinigten Königreich die größte der Welt. Durch die Erfassung und gezielte Nutzung von Windenergie kann der Wert sauberer Energie gesteigert und durch Skalierung möglicherweise die Kosten gesenkt werden. Jeden Tag müssen das britische Stromnetz und globale Energietechniker Angebot und Nachfrage in Einklang bringen. Wenn das Ziel darin besteht, eine kohlenstofffreie Produktion zu erreichen, wird die Bewältigung von Spitzen und Tälern schwieriger. Traditionell wird die kohlebefeuerte Stromerzeugung zur Regulierung in Spitzen- und Talzeiten genutzt, Batterie-Energiespeicher können jedoch nach und nach einige kohlebefeuerte Spitzengeneratoren ersetzen. Die britische Regierung schätzt, dass Technologien wie Energiespeichersysteme, die die Integration von kohlenstoffärmeren Elektrizitäts-, Wärmeenergie- und Kommunikationstechnologien unterstützen, bis zum Jahr 2050 bis zu 40 Milliarden Pfund (48 Milliarden US-Dollar) für das britische Energiesystem einsparen können, was letztendlich zu Einsparungen führt Energiekosten der Menschen.

Sowohl aus betrieblicher als auch aus stabiler Sicht auf die Stromversorgung kann die Energiespeichertechnologie die Entwicklung erneuerbarer Energien weiter vorantreiben und die kontinuierliche Entwicklung und Umstellung öffentlicher Versorgungsunternehmen auf erneuerbare Energien vorantreiben.

4. Gewährleistung der Energiestabilität

Das zukünftige Energiesystem wird ein diversifiziertes Energiesystem sein, das hauptsächlich aus neuer Energie und verschiedenen Energieformen besteht. Die Volatilität und Inkontinenz der Stromerzeugung aus Wind- und Photovoltaikanlagen bestimmen, dass Flexibilität ein wesentlicher Bestandteil neuer Energiesysteme sein wird. Aus technischer Sicht können Energiespeicher genau die Flexibilitätsanforderungen neuer Energiesysteme erfüllen. Daher wird der technologische Weg, durch Energiespeichertechnologie einen großflächigen Zugang zu erneuerbaren Energien zu erreichen und eine kohlenstoffarme Energieumwandlung zu fördern, von der Branche mit großer Spannung erwartet.

4.1 Reduzieren Sie die Wind- und Lichtausfallrate

Die installierte Leistung von Wind- und Photovoltaikkraftwerken ist in den letzten Jahren deutlich gestiegen. Aufgrund der Zufälligkeit und des Anti-Peak-Shaving-Charakters der Wind- und Solarstromerzeugung wird eine große Anzahl von Netzanschlüssen jedoch starke Auswirkungen auf das bestehende Stromnetz haben, wodurch es schwieriger wird, die Spitzenspannung und -frequenz des Hauptnetzes anzupassen Dies führt zu schwerwiegenden Phänomenen wie „Winddrosselung“ und „Solardrosselung“. Gleichzeitig erhöht sich dadurch das Risiko eines sicheren und stabilen Betriebs des Stromnetzes. Aufgrund der begrenzten Kapazität lokaler Spitzenausgleichs- und Frequenzregulierungseinheiten ist die Entwicklung von Wind- und Solarkraftwerken auf Engpässe gestoßen. Die meisten Regionen mit reichlich vorhandenen erneuerbaren Energieressourcen weisen eine relativ geringe Stromlast auf, und ein großer Teil der neu erzeugten Energie kann nicht lokal verbraucht werden. Ohne komplett aufgebautes AußengetriebeNetz wird die Menge an „Wind-“ und „Solar“-Strom vergeblich verschwendet. Die Speicherung neu erzeugter Energie, die nicht an das Netz angeschlossen werden kann, ist gleichbedeutend damit, Strom zum Nulltarif zu beziehen. Solange der Netzpreis für Strom höher ist als der Anteil der Energiespeicherkosten pro Einheit und der Anlageinvestitionen und die gespeicherte Energie in angemessener Weise verbraucht wird, können Unternehmen durch die Speicherung von „Wind“- und „Solar“-Energie profitieren.

5. Die Vorteile der Speicherung elektrischer Energie

Jedes Stromnetz muss in Bezug auf Erzeugung und Verbrauch aufeinander abgestimmt sein, beides unterliegt im Laufe der Zeit erheblichen Veränderungen. Jede Kombination aus Energiespeicherung und Demand-Response bietet folgende Vorteile:

5.1Kraftstoffbasierte Kraftwerke (d. h. Kohle, Öl, Erdgas, Kernenergie) können bei konstantem Produktionsniveau effizienter und einfacher betrieben werden.

5.2Aus intermittierenden Quellen erzeugter Strom kann gespeichert und in der Zukunft genutzt werden, andernfalls muss er zum Verkauf oder zur Stilllegung an andere Orte übertragen werden.

5.3 Die Spitzenerzeugungs- oder Übertragungskapazität kann reduziert werden, indem das Gesamtpotenzial aller Speicher zur Latenzlast addiert wird, wodurch die Kosten dieser Kapazität eingespart werden.

5.4 Stabilere Preise – Die Kosten für die Speicherung oder das Nachfragemanagement sind in der Preisgestaltung enthalten, sodass die den Kunden in Rechnung gestellten Strompreise weniger schwanken oder (wenn die Preise rechtlich stabil bleiben) die Verluste, die den Versorgungsunternehmen durch den teuren Spitzengroßhandel entstehen, geringer sind. Importierter Großhandelsstrom muss die Strompreise während der Spitzennachfrage decken.

Notfallvorsorge – Auch ohne Übertragung oder Stromerzeugung können wichtige Bedürfnisse zuverlässig gedeckt und gleichzeitig nicht unbedingt notwendige Bedürfnisse verzögert werden.

5.5 Energie aus Sonnen-, Gezeiten- und Windenergie variiert natürlich – die erzeugte Strommenge variiert mit zufälligen Faktoren wie Zeit, Mondphase, Jahreszeit und Wetter im Laufe des Tages. Daher stellt der Mangel an gespeicherter erneuerbarer Energie Energieversorger vor besondere Herausforderungen. Obwohl durch die Verbindung vieler einzelner Windquellen die Gesamtveränderungen reduziert werden können, ist es sicher, dass die Solarenergie nachts nicht genutzt werden kann und die Gezeitenenergie sich mit dem Mond bewegt, was zu vier Gezeitenentspannungen pro Tag führt.

Wie stark wirkt sich dies auf einen bestimmten Nutzen aus? Während der Spitzenzeit des Stromverbrauchs im Sommer ist es in der Regel möglich, mehr Sonnenenergie aufzunehmen und an den Bedarf anzupassen. Während der Spitzenzeiten im Winter hängt der Wind weniger mit dem Heizbedarf zusammen und kann zur Deckung dieses Bedarfs genutzt werden. Basierend auf diesen Faktoren erfordern intermittierende, an das Netz angeschlossene Energiequellen (z. B. Solar- und Windturbinen), die mehr als 20 % bis 40 % der gesamten Stromerzeugung ausmachen, häufig Investitionen in die Netzverbindung, die Netzenergiespeicherung oder das Nachfragemanagement.

In einem Stromnetz ohne Energiespeicher muss die Stromerzeugung, die auf in Brennstoffen (Kohle, Biomasse, Erdgas, Kernenergie) gespeicherter Energie basiert, proportional vergrößert und verkleinert werden, um sich an den Anstieg und Rückgang intermittierender Stromerzeugungsquellen anzupassen. Wasserkraft- und Erdgaskraftwerke können sich schnell vergrößern oder verkleinern, um mit dem Wind Schritt zu halten, während Kohle- und Kernkraftwerke viel Zeit benötigen, um auf die Lasten zu reagieren. Daher verlassen sich Energieversorger mit weniger Erdgas- oder Wasserkrafterzeugung stärker auf Nachfragesteuerung, Netzanbindung oder teure Pumpspeicherung.