Energy Storage 101

De ativar a adoção de energia renovável até o fornecimento de resiliência à infraestrutura de grade existente, o armazenamento de energia é uma peça crítica para manter as luzes acesas em uma paisagem energética em rápida evolução. Mantemos o gás em tanques até que seja queimado para produzir energia. Bombamos a água para os reservatórios até que seja liberada através de turbinas para produzir eletricidade. Podemos até usar volantes e outras máquinas para armazenar energia cinética. Mas, de longe, a tecnologia mais comum que vem à mente quando pensamos em energia armazenada são baterias. sociedade sempre conectada.  Agora, as baterias estão sendo usadas para alimentar máquinas grandes, como cortadores de grama e veículos elétricos, mas talvez a aplicação recente mais importante para a tecnologia de bateria seja para armazenar energia gerada por renováveis ​​como energia solar e eólica. Em termos simples, a geração de energia eólica e solar não é consistente o suficiente para atender com segurança à demanda de energia, especialmente quando o consumo atinge o pico. É aí que o armazenamento de energia e as baterias em particular devido à sua pegada relativamente pequena podem ajudar a resolver um problema que é crítico para permitir e acelerar a mudança para a energia limpa. Se as baterias puderem ser implantadas para armazenar energia de origem sustentável e descarregá -la quando os ventos diminuem e o sol se põe, a energia renovável pode fornecer mais efetivamente cidades, cidades e residências com a energia necessária. A questão é que o excesso de energia pode danificar a infraestrutura da rede. Com as baterias na mistura, a superprodução e o armazenamento podem se tornar um meio de mitigar quedas de energia ou compensar o alto custo para produzir energia durante os tempos de pico de consumo. Dessa forma, as baterias podem oferecer resiliência à rede e tornar a energia mais acessível para comunidades e empresas. No entanto, isso só é possível com baterias capazes de armazenar e descarregar energia por períodos mais longos.  Para aplicações de armazenamento de energia em escala de utilidade e grade, as durações de 8 horas ou mais são críticas para desbloquear os benefícios da tecnologia de armazenamento de bateria para acelerar a mudança para a energia limpa. Os pontos fortes do íon de lítio, incluindo uma densidade de energia muito alta e uma taxa de autodescança muito baixa, a torna uma tecnologia ideal para aplicações de curta duração, como dentro de eletrônicos portáteis ou para alimentar veículos elétricos. No entanto, esses pontos fortes diminuem em aplicações de armazenamento de longa duração, onde o número de baterias de íons de lítio que precisariam ser amarradas para alcançar a duração necessária se torna dispendiosa e cria um risco significativo de incêndio.

Energy can be “stored” in a wide variety of ways. We keep gas in tanks until it’s burned to produce energy. We pump water into reservoirs until it’s released through turbines to produce electricity. We can even use flywheels and other machines to store kinetic energy. But by far the most common technology that comes to mind when we think about stored energy is batteries.

Batteries have been used to power smaller electronics like toys, watches, or radios for nearly a century, and as new technology has advanced the rechargeability and lifespans for batteries, they have increasingly become vital for powering laptops, phones, and other devices that we rely on every day in our on-the-go, always-connected society.  Now, batteries are even being used to power large machines like lawnmowers and electric vehicles, but perhaps the most important recent application for battery technology is for storing power generated by renewables like solar and wind energy.

Empowering renewables

One of the factors limiting more rapid and widespread adoption of renewable energy is “intermittency.” In simple terms, wind and solar energy generation are not consistent enough to reliably meet energy demand, especially when consumption peaks. That’s where energy storage, and batteries in particular because of their relatively small footprint, can help solve an issue that is critical for enabling and accelerating the shift to clean energy. If batteries can be deployed to store sustainably sourced energy and discharge it when winds die down and the sun sets, then renewable energy can more effectively supply cities, towns, and homes with the power they require.

Additionally, because renewable energy is relatively affordable to deploy in comparison to coal or nuclear power facilities, it is quickly becoming economically feasible in many regions to set up enough renewable power generation to exceed demand. The issue is that excess power can damage grid infrastructure. With batteries in the mix, overproduction and storage can become a means for mitigating power outages or offsetting the high cost to produce energy during peak consumption times. In this way, batteries can offer resiliency for the grid and make energy more affordable for communities and businesses. However, this is only possible with batteries capable of storing and discharging energy over longer periods of time.

The importance of duration

“Storage duration” refers to the amount of time a battery can discharge at its power capacity (kilowatts or megawatts) before depleting its energy capacity (kilowatt-hours or megawatt-hours).  For utility and grid-scale energy storage applications, durations of 8 hours or longer are critical for unlocking the benefits of battery storage technology for accelerating the shift to clean energy.

While advancements in Lithium-ion technology have led to it becoming a dominant technology in the battery world, duration is the key area where it comes up short. Lithium-ion’s strengths, including a very high energy density and very low self-discharge rate, make it an ideal technology for short-duration applications like inside portable electronics or for powering electric vehicles. However, these strengths are diminished in long-duration storage applications where the number of li-ion batteries that would need to be strung together to achieve the necessary duration becomes costly and creates a significant fire risk.

Muitas químicas alternativas de bateria, como a tecnologia baseada em zinco EOS Znynth ™, entre outras, são capazes de operar em uma ampla gama de durações e até 12 horas mais de 12 horas. Essa capacidade de duração mais longa significa que essas baterias são capazes de fornecer energia por tempo suficiente para alimentar casas e empresas através de períodos de geração limitada e/ou consumo de pico. Esse tem sido um fator limitante para implantar com segurança a energia de energia da bateria (BESS) para ajudar a energia renovável a substituir os combustíveis fósseis capazes de distribuição de energia sob demanda. Aumente a segurança energética e mantenha as metas relacionadas ao clima no caminho certo. Para ajudar a capitalizar esses esforços, a infraestrutura de energia global exigirá atualizações e modificações significativas para acomodar novas maneiras de gerar energia, armazenadas e distribuídas. O armazenamento de energia de longa duração pode suportar essa transição crítica, fornecendo energia de backup e energia armazenada quando o fornecimento de seções da grade é interrompido devido à modernização, reparos ou descomissionamento. A infraestrutura existente geralmente é incapaz de lidar com esses picos de volume, e os utilitários e os provedores de energia são forçados a desperdiçar grandes quantidades de energia gerada através de cortes para evitar danos significativos à grade. A instalação de fios, postes e subestações mais convencionais para abordar proativamente o problema é caro e demorado, mas o armazenamento de energia da bateria de longa duração pode servir como um meio de descarregar e armazenar excesso de energia para que não seja desperdiçada. Mesmo breves interrupções de energia podem custar milhões em danos e criar problemas graves para municípios, empresas e indivíduos. O armazenamento de energia pode ajudar isolando partes da grade ou criando caches de energia de backup para ajudar a minimizar o impacto de apagões ou proa. Para garantir a disponibilidade de energia, independentemente do status da rede, instalações essenciais, como usinas de águas residuais ou hospitais e entidades comerciais com requisitos hipercríticos de energia 24/7, como data centers e hospitais, poderiam ser potencialmente equipados com sistemas de armazenamento de energia da bateria, permitindo que continuem operações se seu fornecimento de energia for interrompido. O armazenamento de acoplamento com a geração no local também pode ser uma maneira de estabelecer microgrídeos, pequenas redes de energia que podem servir para garantir o acesso à energia 24/7. As microgrídeos podem ser usadas para fornecer energia em locais remotos, ou podem ajudar a criar estabilidade em locais onde as grades não são confiáveis ​​ou em risco de falha devido ao clima extremo. Embora o armazenamento de energia não tenha recebido uma parte tão grande do centro das atenções, é uma peça igualmente crítica para acelerar a mudança para a energia limpa. Essa idéia está começando a se firmar, e o resultado não é apenas avanços em tecnologias alternativas de bateria, mas momento político para aumentar a comercialização dessas soluções, para que possam ser implantadas para reduzir nossa dependência de combustíveis fósseis. O EOS está ajudando a liderar o caminho com soluções positivamente engenhosas que estão começando a mudar a maneira como o mundo armazena poder. Consultas

Enhancing the grid

With many factors pushing the transition to clean energy into high gear, nations, states, utilities, and other organizations are dedicating more and more resources to reducing reliance on fossil fuels to enhance energy security and keep climate-related goals on track. To help capitalize on these efforts, the global energy infrastructure will require significant upgrades and modifications to accommodate new ways for energy to be generated, stored, and distributed. Long-duration energy storage can support this critical transition by providing backup power and stored energy when supply from sections of the grid is interrupted due to modernization, repairs, or decommissioning.

Part of these upgrades will include adding renewables to the grid, which risks creating energy excesses if intermittent production causes supply to outpace demand. Existing infrastructure is often unable to handle these spikes in volume, and utilities and power providers are then forced to waste vast amounts of generated energy through curtailments to prevent significant damage to the grid. Installing more conventional wires, poles, and substations to proactively address the issue is expensive and time-consuming, but long-duration battery energy storage can serve as a means to offload and store excess energy so that it is not wasted.

Grids may also become strained by increased demand, extreme weather, and aging infrastructure, increasing the potential for power outages. Even brief power interruptions can cost millions in damages and create severe issues for municipalities, businesses, and individuals. Energy storage can help by isolating parts of the grid or creating backup power caches to help minimize the impact of blackouts or brownouts. To ensure power availability regardless of grid status, essential facilities, like wastewater plants or hospitals, and commercial entities with hypercritical 24/7 power requirements, like data centers and hospitals, could potentially be equipped with battery energy storage systems, allowing them to continue operations if their energy supply is interrupted. Coupling storage with on-site generation can also be a way to establish microgrids, small power networks that may serve to ensure 24/7 energy access. Microgrids can be used to supply energy in remote locations, or they can help create stability in locations where grids are unreliable or at risk of failure due to extreme weather.

With so much focus on clean energy and the pursuit of a carbon-neutral future, renewable energy has garnered significant attention for its ability to change how we power our world. While energy storage has not received as large a share of the limelight, it is an equally critical piece for accelerating the shift to clean energy. This idea is beginning to take hold, and the result is not only advancements in alternative battery technologies but political momentum to boost the commercialization of these solutions so they may be deployed to reduce our reliance on fossil fuels. Eos is helping lead the way with positively ingenious solutions that are beginning to change the way the world stores power.