Системы использования электроэнергии
Одной из ключевых тенденций современных систем инженерного обеспечения является то, что, как правило, электричество должно быть использовано сразу после генерации, что делает вопрос о хранении неиспользованной энергии актуальным. Для домовладельцев, чьи инженерные системы здания включают солнечные генераторы, рациональным является вариант продавать излишки выработанной в течение дня электроэнергии, а потом покупать ее из сети для использования в необходимое время. Тут вступают в игру новые инженерные системы - батарейные системы хранения, которые помогают решить проблему большого спроса и высокой цены на электроэнергию в дневное и вечернее время.
Одним из производителей литий-ионных аккумуляторов, которые смогут хранить сгенерированную солнечную энергию в целях экологически безвредного снабжения дома, является компания Tesla. В мае 2015 они представили серию батарей Powerwall, которые, кроме прочего, помогут сгладить колебания в сети и защитить систему от сбоев. Ранее компания занималась батареями для электромобилей, но поскольку эти батареи можно использовать шире, появилась идея их применения в домах и в бизнесе в качестве своеобразного хранилища. Конечная цель, по словам автора Э. Маска, – изменить энергетическую инфраструктуру в мире, изменив способ потребления, таким образом, чтобы в будущем люди создавали и хранили ресурсы самостоятельно, а не были зависимы от сети.
Аккумулятор Powerwall доступен емкостью 7 кВт/ч для ежедневного использования (цена - около $3 тыс.) и 10 кВт/ч для создания запасов энергии ($3,5 тыс.). Кроме этого, аккумулятор включает в себя инвертор для превращения 12-вольтового постоянного тока в 400-вольтовый переменный ток, и наоборот. Такая батарея сможет снабжать электричеством жилые помещения в среднем в течение 3-5 часов. Также в будущем будет доступна и система батарей Powerpack, предназначена для электроснабжения промышленных предприятий и больших компаний. Это устройство является набором аккумуляторных блоков на 100 кВт/ч (цена - около $ 25000), которые при объединении будут иметь мощность от 10 МВт/ч и выше. Такие батареи будут неуязвимы при перебоях в электропитании.
Конечно, Тесла не первопроходец в этой сфере - в Америке широко известны и другие компании, которые занимаются проектированием систем для энергоснабжения зданий от альтернативных источников. Примером является Juicebox Energy – представитель нового поколения аккумуляторов-хранилищ, в разработке которых принимали участие инженеры с автомобильной промышленности. Система хранения солнечной энергии Juicebox Energy для использования в жилых помещениях была запущена в конце 2014-го года, для коммерческих целей - в 2015 г. Аккумуляторы предназначены как для работы в сетевой системе, так и вне сети, а благодаря системе контроля устанавливается баланс между уровнем заряда и глубиной разряда, текущей температурой и количеством циклов, а также регулируется нагрузка от инвертора.
Учитывая вышесказанное, устройства для хранения помогают сбалансировать спрос и предложение, а также решить проблему с производимой энергией с альтернативных энергоустановок, количество которых растет с каждым годом. Но все же существует и мнение, что литий-ионные аккумуляторы окажутся недолговечной технологией и уступят место устройствам из других композитных материалов с улучшенными характеристиками.