การกักเก็บพลังงาน: กุญแจสำคัญในการทำให้ระบบโครงข่ายไฟฟ้ามีเสถียรภาพ

DNVN - นักวิ่งมาราธอนต้องการพลังงานหลากหลายประเภทเพื่อวิ่งอย่างต่อเนื่องตลอดการแข่งขัน เมื่อพลังงานสำรองหมดลง พวกเขาจะถูกส่งไปยังสถานีบริการเพื่อเติมพลังงาน เช่นเดียวกัน โครงข่ายไฟฟ้าก็ต้องการพลังงานสำรองเพื่อรักษาเสถียรภาพของความต้องการใช้ไฟฟ้าในช่วงเวลาเร่งด่วน และระบบกักเก็บพลังงาน (ESS) จะช่วยรองรับความต้องการดังกล่าว

เป้าหมายของการปรับปรุงโครงข่ายไฟฟ้าให้ทันสมัยคือการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานไฟฟ้าในปัจจุบันให้สอดคล้องกับความต้องการของศตวรรษที่ 21 และอนาคต การเปลี่ยนแปลงในตลาดโครงข่ายไฟฟ้าและพลังงานนี้เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและต่อเนื่อง ความร่วมมือระหว่างหน่วยงานสาธารณูปโภค บริษัทเทคโนโลยี ผู้กำหนดนโยบาย และผู้บริโภคเป็นสิ่งจำเป็นในการเอาชนะความท้าทายและคว้าโอกาสจากการปรับปรุงโครงข่ายไฟฟ้าให้ทันสมัย องค์ประกอบสำคัญของการเปลี่ยนแปลงนี้คือการบูรณาการเทคโนโลยีเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าให้มากขึ้น

การกักเก็บพลังงานในกริด

ระบบกักเก็บพลังงานที่พบมากที่สุดคือระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (BESS) แต่นั่นไม่ใช่จุดเริ่มต้นของ ESS พลังงานน้ำแบบสูบน้ำเริ่มต้นขึ้นในยุโรปในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และเติบโตอย่างต่อเนื่องตลอดศตวรรษที่ 20 ในพื้นที่ที่มีระบบแม่น้ำที่เหมาะสม วิกฤตการณ์น้ำมันที่แผ่ขยายไปอย่างกว้างขวางในช่วงปลายศตวรรษที่ 20 กระตุ้นให้เกิดการวิจัยเกี่ยวกับแหล่งกักเก็บพลังงานทางเลือก ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีแบตเตอรี่ได้เปลี่ยนระบบ BESS จากระบบที่ใช้กรดตะกั่วเป็นหลักไปเป็นสารประกอบลิเธียมไอออน

การบูรณาการแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ ยังเป็นแรงผลักดันความต้องการพลังงานไฟฟ้าสำรอง (ESS) อีกด้วย ระบบ ESS ขนาดใหญ่กำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ โดยมีบทบาทสำคัญในการรักษาเสถียรภาพของโครงข่ายไฟฟ้าและส่งเสริมการผลิตพลังงานหมุนเวียนอย่างต่อเนื่อง เทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานอื่นๆ ที่ได้รับความนิยม ได้แก่ แบตเตอรี่แบบไหล (flow battery) การกักเก็บพลังงานความร้อน (thermal energy storage) และการกักเก็บพลังงานแบบอากาศอัด การกักเก็บพลังงานเป็นการเดินทางจากการค้นพบสู่ความต้องการ และจะมีบทบาทสำคัญในขณะที่ โลก กำลังก้าวไปสู่อนาคตที่สะอาดและยั่งยืนมากขึ้นผ่านการปรับปรุงโครงข่ายไฟฟ้าให้ทันสมัย

นาย Matthew Borst จาก Keysight Technologies

ระบบจัดเก็บข้อมูลรองรับการปรับปรุงระบบกริด

ระบบกักเก็บพลังงานหลายระบบมีบทบาทสำคัญในการปรับปรุงความน่าเชื่อถือ ประสิทธิภาพ และความยั่งยืนของกริด รวมถึง:

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน: เทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเติบโตอย่างรวดเร็วด้วยความหนาแน่นพลังงานสูง ความเร็วในการชาร์จที่รวดเร็ว และต้นทุนที่ลดลง เทคโนโลยีนี้มีองค์ประกอบทางเคมีที่ยืดหยุ่นกว่า ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่ยานยนต์ไฟฟ้าไปจนถึงระบบกักเก็บพลังงานไฟฟ้า นอกจากนี้ เทคโนโลยีลิเธียมไอออนยังมีบทบาทสำคัญในพลังงานหมุนเวียน โดยสามารถกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมส่วนเกินได้อย่างรวดเร็วเพื่อนำไปใช้งานในภายหลัง

พลังงานน้ำแบบสูบเก็บกัก: พลังงานน้ำแบบสูบเก็บกักเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับการพัฒนาและผ่านการพิสูจน์แล้ว มีความน่าเชื่อถือและมีความสามารถในการกักเก็บพลังงานได้ในระยะยาว เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเปลี่ยนผ่านพลังงานขนาดใหญ่ โดยการสร้างสมดุลระหว่างความผันผวนของพลังงานรายวันและตามฤดูกาล ข้อจำกัดเพียงอย่างเดียวคือความต้องการสภาพทางภูมิศาสตร์ที่เฉพาะเจาะจงสำหรับการใช้งาน

แบตเตอรี่แบบไหล: แบตเตอรี่แบบไหลสามารถกักเก็บพลังงานได้เป็นเวลานาน จึงเหมาะสำหรับการใช้งานในช่วงเปลี่ยนผ่านของพลังงานตามฤดูกาล นอกจากนี้ยังสามารถคายประจุได้อย่างเต็มที่โดยไม่สูญเสียประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีนี้ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นที่กำลังพัฒนาและนำออกสู่เชิงพาณิชย์

การกักเก็บพลังงานอากาศอัด (CAE): เช่นเดียวกับพลังงานน้ำแบบสูบ CAE สามารถกักเก็บพลังงานได้เป็นเวลานาน และต้องการโครงสร้างทางธรณีวิทยาที่เฉพาะเจาะจงเพื่ออัดก๊าซ ประโยชน์สำคัญของ CAE คือประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานโดยมีการสูญเสียพลังงานน้อยที่สุด

พลังงานความร้อน: การกักเก็บพลังงานความร้อนสามารถกักเก็บพลังงานได้นานหลายวันหรือหลายเดือน ความร้อนสามารถกักเก็บได้หลายรูปแบบ เช่น เกลือหลอมเหลว น้ำแข็ง และน้ำร้อน การกักเก็บพลังงานความร้อนสามารถใช้งานร่วมกับพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานความร้อนใต้พิภพได้ จึงเอื้อต่อการผสานรวมกับแหล่งความร้อนหมุนเวียน

ยังมีเทคโนโลยีเกิดใหม่อื่นๆ อีกจำนวนมาก เช่น แบตเตอรี่โซลิดสเตต ระบบกักเก็บไฮโดรเจน และระบบกักเก็บพลังงานตามแรงโน้มถ่วง ซึ่งกำลังอยู่ระหว่างการประเมินเพื่อนำไปใช้งานในวงกว้าง เทคโนโลยีเหล่านี้ ไม่ว่าจะใช้แบบเดี่ยวๆ หรือแบบผสมผสาน กำลังทำให้ระบบโครงข่ายไฟฟ้ามีความทันสมัยและยืดหยุ่นมากขึ้น

ประโยชน์และความท้าทายของการกักเก็บพลังงานเพื่อการปรับปรุงโครงข่ายไฟฟ้า

ระบบ ESS ที่ทันสมัยยิ่งขึ้นเป็นองค์ประกอบสำคัญในการเปลี่ยนโครงข่ายไฟฟ้าแบบเดิมให้มีความชาญฉลาดและมีประสิทธิภาพมากขึ้น การปรับปรุงโครงข่ายไฟฟ้าให้ทันสมัยก่อให้เกิดประโยชน์มากมายทั้งต่อระบบและผู้ใช้งาน สาธารณูปโภคได้รับประโยชน์จากการกักเก็บพลังงานสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพของโครงข่ายไฟฟ้าโดยการเปลี่ยนการใช้ไฟฟ้าไปเป็นช่วงนอกเวลาพีค และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้งานโครงสร้างพื้นฐานโครงข่ายไฟฟ้าที่มีอยู่เดิม ซึ่งจะช่วยลดแรงกดดันโดยรวมต่อโครงข่ายไฟฟ้าเดิม นอกจากนี้ ESS ยังเป็นกุญแจสำคัญในการบูรณาการแหล่งพลังงานหมุนเวียน โดยการกักเก็บพลังงานหมุนเวียนส่วนเกินในช่วงที่มีการผลิตไฟฟ้าสูง เพื่อนำมาใช้ในช่วงที่มีความต้องการสูงหรือการผลิตไฟฟ้าต่ำ ซึ่งสามารถช่วยลดความจำเป็นในการสร้างโรงไฟฟ้าใหม่ได้

สำหรับผู้บริโภค ระบบกักเก็บพลังงานสามารถให้การสำรองพลังงาน ลดความถี่และระยะเวลาของไฟฟ้าดับ นอกจากนี้ ระบบ ESS ยังช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานโดยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากรพลังงานและลดต้นทุนการผลิตไฟฟ้าเพื่อรองรับความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุด

แม้ว่าการปรับปรุงโครงข่ายไฟฟ้าให้ทันสมัยจะมีประโยชน์อย่างมาก แต่การนำระบบกักเก็บพลังงานมาใช้และการใช้งานจริงกลับเป็นเรื่องที่ท้าทาย การลงทุนเริ่มต้นในระบบกักเก็บพลังงาน (ESS) อาจมีมูลค่าสูง แม้ว่าต้นทุนจะลดลงอย่างต่อเนื่องเมื่อการพัฒนาดำเนินต่อไป เทคโนโลยีกักเก็บพลังงานบางชนิดมีอายุการใช้งานค่อนข้างสั้น ซึ่งจำกัดประสิทธิภาพในการจัดการเสถียรภาพพลังงานในระยะยาว การทำเหมือง การผลิต และการกำจัดแบตเตอรี่อาจส่งผลกระทบด้านลบต่อสิ่งแวดล้อม การรวมระบบกักเก็บพลังงานเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าที่มีอยู่เดิมจำเป็นต้องมีการวางแผนและการประสานงานอย่างรอบคอบเพื่อให้มั่นใจว่าระบบสามารถทำงานร่วมกันได้

การจัดการกับความท้าทายเหล่านี้เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งต่อการนำระบบกักเก็บพลังงานมาใช้ให้ประสบความสำเร็จและปรับปรุงโครงข่ายไฟฟ้าให้ทันสมัย ความร่วมมือระหว่างหน่วยงานสาธารณูปโภค ผู้ให้บริการเทคโนโลยี หน่วยงานกำกับดูแล ผู้พัฒนามาตรฐาน และลูกค้า จะเป็นกุญแจสำคัญสู่การนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้อย่างประสบความสำเร็จ

แผนงานในอนาคต

การปฏิรูปภาคพลังงานและโครงข่ายไฟฟ้าเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและต่อเนื่อง การลงทุนในการปรับปรุงโครงสร้างพื้นฐาน การพัฒนาเทคโนโลยีที่เป็นนวัตกรรม และการสร้างความตระหนักรู้เกี่ยวกับความพร้อมของระบบกักเก็บพลังงาน ล้วนเป็นหนทางที่จะปลดล็อกศักยภาพของระบบกักเก็บพลังงานอย่างเต็มที่เพื่อการปรับปรุงโครงข่ายไฟฟ้าให้ทันสมัย เพื่อให้โลกสามารถสร้างโครงข่ายไฟฟ้าที่มีความยืดหยุ่น มีประสิทธิภาพ และยั่งยืนมากขึ้นสำหรับอนาคต เช่นเดียวกับนักวิ่งมาราธอนที่ได้รับการฝึกฝนมาเป็นอย่างดี โครงข่ายไฟฟ้าแห่งอนาคตจะมีแหล่งพลังงานที่เชื่อถือได้หลายแหล่ง

แมทธิว บอร์สต์, Keysight Technologies

ที่มา: https://doanhnghiepvn.vn/kinh-te/kinh-doanh/luu-tru-nang-luong-chia-khoa-on-dinh-hien-dai-hoa-luoi-dien/20250220062800796