‎วิธีจัดเก็บพลังงานทดแทน‎

‎วิธีจัดเก็บพลังงานทดแทน‎

‎ โดย ‎‎ ‎‎ ‎‎แพทริค เพสเตอร์‎‎ ‎‎ ‎‎ เผยแพร่เมื่อ ‎‎15 มีนาคม 2022‎‎เก็บพลังงานทดแทนสําหรับวันที่ฝนตก ‎ ‎ภาพของช่างบนหลังคาตรวจสอบแผงเซลล์แสงอาทิตย์ การจัดเก็บพลังงานทดแทนเกี่ยวข้องกับการจัดเก็บพลังงานจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนเช่นพลังงานแสงอาทิตย์‎‎ ‎‎(เครดิตภาพ: ปราโมทย์ โพลีอาเมต ผ่านเก็ตตี้ อิมเมจ)‎‎การจัดเก็บพลังงานทดแทนเป็นสิ่งสําคัญที่จะช่วยให้มนุษยชาติลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลเช่นน้ํามันและถ่านหินซึ่งผลิตก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และ‎‎ก๊าซเรือนกระจก‎‎อื่น ๆ ที่ทําให้เกิด‎‎การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ‎‎ ‎

‎การควบคุมพลังของดวงอาทิตย์ด้วย‎‎แผงเซลล์แสงอาทิตย์‎‎และการใช้พลังงานลมกับกังหันลมเป็นสองวิธี

ทั่วไปในการสร้าง‎‎พลังงานหมุนเวียน‎‎ แต่ดวงอาทิตย์ไม่ได้ส่องแสงเสมอไปและลมไม่ได้พัดเสมอไปเมื่อเราต้องการไฟฟ้าและบางครั้งพวกเขาก็ผลิตพลังงานส่วนเกินเมื่อความต้องการต่ํา ‎‎เพื่อลดผลกระทบของการผลิตพลังงานที่ไม่สอดคล้องกันจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรกําลังพัฒนาวิธีจัดเก็บพลังงานส่วนเกินสําหรับการใช้งานเมื่อจําเป็น มีหลายวิธีที่สามารถจัดเก็บพลังงานและเทคนิคการจัดเก็บใหม่ได้รับการพัฒนาและกลั่นกรองตลอดเวลา นี่คือวิธีการที่ดีที่สุดและมีแนวโน้มมากที่สุดสําหรับการจัดเก็บพลังงานหมุนเวียน‎‎แบตเตอรี่ AA ที่ใช้ในอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่นคบเพลิง ‎‎(เครดิตภาพ: Shutterstock)‎‎แบตเตอรี่‎‎อาจเป็นวิธีการเก็บพลังงานที่คุ้นเคยที่สุด มนุษย์ใช้แบตเตอรี่ในอุปกรณ์ไฟฟ้าทุกประเภทตั้งแต่สมาร์ทโฟนไปจนถึงรถยนต์ แบตเตอรี่ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนซึ่งใช้ในอุปกรณ์ขนาดเล็กและยังทําขึ้นมากกว่า 90% ของการจัดเก็บแบตเตอรี่บนกริดไฟฟ้าทั่วโลกตามที่‎‎สถาบันการศึกษาสิ่งแวดล้อมและพลังงาน‎‎ในวอชิงตันดี.Cซึ่งเป็นองค์กรไม่แสวงหาผลกําไรที่ส่งเสริมพลังงานที่ยั่งยืน ‎‎ปลายด้านลบของแบตเตอรี่เชื่อมต่อกับขั้วไฟฟ้าที่เรียกว่าขั้วบวกและปลายบวกเชื่อมต่อกับอิเล็กโทรดอื่นที่เรียกว่าแคโทด อิเล็กโทรไลต์ซึ่งเป็นสารเหลวของไอออนที่มีประจุไฟฟ้าภายในแบตเตอรี่รวมกับวัสดุของอิเล็กโทรดเพื่อสร้างปฏิกิริยาทางเคมีที่สร้างกระแสไฟฟ้า ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนขั้วบวกและแคโทดเก็บลิเธียมตามที่‎‎กระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา‎‎ อิเล็กโทรไลต์มีลิเธียมไอออนที่มีประจุบวกจากขั้วบวกไปยังแคโทดเพื่อจ่ายพลังงานบางอย่างและในทางกลับกันเมื่อชาร์จแบตเตอรี่ซึ่งสามารถทําได้โดยใช้พลังงานหมุนเวียน ‎

‎แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีข้อเสียบางประการ ตัวอย่างเช่นพวกเขามีประสิทธิภาพน้อยลงและมีแนวโน้มที่จะล้มเหลวเมื่อเวลาผ่านไปตามที่‎‎สถาบันพลังงานสะอาด‎‎ที่มหาวิทยาลัยวอชิงตัน พวกเขายังมีราคาแพงในการผลิตในขนาดใหญ่และการสกัดวัตถุดิบที่จําเป็นเพื่อให้พวกเขามีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในเชิงลบ เช่นเดียวกับวิธีการเก็บพลังงานอื่น ๆ ส่วนใหญ่แบตเตอรี่ไม่ได้เก็บพลังงานทั้งหมดที่ใส่เข้าไป พวกเขามีประสิทธิภาพ 85% ถึง 95% ตามรายงานปี 2020 โดย‎‎สภาพลังงานโลก‎‎ซึ่งเป็นเครือข่ายผู้นําด้านพลังงานที่ส่งเสริมพลังงานที่ยั่งยืน ‎

‎ที่เกี่ยวข้อง: ‎‎นักวิทยาศาสตร์ 3 คนได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีสําหรับการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน‎

Diagram shows how batteries work.‎ไดอะแกรมแสดงวิธีการทํางานของแบตเตอรี่ ‎‎(เครดิตภาพ: โดย คาร์ล เทท ศิลปินอินโฟกราฟิก)‎‎2.สูบเก็บพลังงานน้ํา‎A pumped hydro energy storage plant in Spain.‎โรงเก็บพลังงานน้ําแบบสูบน้ําในสเปน ‎‎(เครดิตภาพ: บูรัคยาลซิน/ชัตเตอร์สต็อก.com)‎‎การจัดเก็บพลังงานน้ําแบบสูบน้ําหรือโรงไฟฟ้าพลังน้ําแบบสูบน้ําใช้อ่างเก็บน้ําสองแห่งเพื่อเก็บไฟฟ้า พลังงานส่วนเกินใช้ในการสูบน้ําจากอ่างเก็บน้ําที่ต่ํากว่าไปยังอ่างเก็บน้ําที่สูงขึ้น จากนั้นเมื่อจําเป็นต้องใช้ไฟฟ้าน้ําในอ่างเก็บน้ําที่สูงขึ้นจะถูกปล่อยออกมาเพื่อไหลกลับไปที่อ่างเก็บน้ําด้านล่างผ่านกังหันที่ผลิตกระแสไฟฟ้าตามการทบทวน 2021 ของการจัดเก็บพลังงานน้ําแบบสูบน้ําที่ตีพิมพ์ในวารสาร ‎‎Progress in Energy‎‎ พลังงานทั้งหมดที่ใช้ในการสูบน้ําขึ้นจะไม่ฟื้นตัวเมื่อปล่อยออกมา การจัดเก็บพลังงานน้ํามีประสิทธิภาพประมาณ 75% ถึง 85% ตามรายงานของสภาพลังงานโลกปี 2020 ‎

‎สถานที่เก็บไฟฟ้าพลังน้ําแบบสูบน้ําที่ใหญ่ที่สุดในโลกอยู่ในเวอร์จิเนียและให้บริการพลังงานแก่บ้านประมาณ 750,000 หลังตามที่สถาบันการศึกษาสิ่งแวดล้อมและพลังงาน ระบบจัดเก็บพลังงานน้ําที่สูบน้ํามักจะสร้างขึ้นในหรือใกล้แม่น้ําควบคู่ไปกับการผลิตพลังงานไฟฟ้าพลังน้ํา อย่างไรก็ตามพวกเขายังสามารถใช้น้ําทะเลจากมหาสมุทร ระบบจัดเก็บพลังงานน้ําแบบสูบน้ําบนเกาะโอกินาว่า ประเทศญี่ปุ่น ดึงน้ําทะเลออกจากมหาสมุทรและขึ้นเขาผ่านท่อส่งน้ํา จากนั้นระบบจะปล่อยน้ํากลับลงผ่านท่อไปยังกังหันไฟฟ้าและผลิตกระแสไฟฟ้าตามที่‎‎มหาวิทยาลัย Strathclyde‎‎ ในสกอตแลนด์กล่าว ‎

‎3.สูบเก็บไฟฟ้าความร้อน ‎A field of solar panels next to a wind turbine at sunset.

‎ทุ่งโซลาร์เซลล์ติดกับกังหันลมยามอาทิตย์อัสดง แหล่งพลังงานหมุนเวียนดังกล่าวสามารถเก็บไว้ได้โดยใช้ไฟฟ้าความร้อนแบบสูบน้ํา ‎‎(เครดิตภาพ: ปีเตอร์ เคด/เก็ตตี้ อิมเมจ)‎‎การจัดเก็บไฟฟ้าความร้อนแบบสูบน้ําเกี่ยวข้องกับการใช้ไฟฟ้าที่ผลิตจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนไปยังกรวดความร้อนหรือวัสดุกักเก็บความร้อนอื่นภายในถังฉนวน ความร้อนนี้สามารถใช้เพื่อผลิตไฟฟ้าเมื่อจําเป็นตามบทความปี 2020 ใน ‎‎The Conversation‎‎ by Antoine Koen ผู้สมัครระดับปริญญาเอกในการจัดเก็บพลังงานความร้อนแบบสูบน้ําและ Pau Farres Antunez นักวิจัยด้านการจัดเก็บพลังงานทั้งที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในอังกฤษ ‎

‎วิธีนี้ใช้วัสดุที่เข้าถึงได้ง่ายเช่นกรวดดังนั้นจึงสามารถตั้งค่าได้เกือบทุกที่ การจัดเก็บไฟฟ้าความร้อนแบบสูบน้ํามีช่วงประสิทธิภาพที่คาดหวังระหว่าง 50% ถึง 70% ตามรายงานปี 2017 ที่ตีพิมพ์ในวารสาร‎‎บทวิจารณ์พลังงานทดแทนและพลังงานที่ยั่งยืน‎‎ เทคโนโลยีนี้ยังคงได้รับการพัฒนา การสาธิตครั้งแรกที่ปั๊มโรงเก็บไฟฟ้าความร้อนที่มหาวิทยาลัยนิวคาสเซิลในอังกฤษแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพ 65% ในปี 2019 ตามการศึกษาปี 2020 ที่ตีพิมพ์ในวารสาร ‎‎Frontiers in Energy Research‎

credit : mastersvo.com, montblanc–pens.com, moshiachblog.com, nemowebdesigns.com, neottdesign.com, NeworleansCocktailBlog.com, nflchampionshipblog.com, nsyncwebguide.com, odessamerica.com, oldladytitties.com