Thar nan 50 bliadhna a dh’fhalbh, tha àrdachadh leantainneach air a bhith ann an caitheamh dealain cruinneil, le cleachdadh measta de mu 25,300 terawatt-uair sa bhliadhna 2021. Leis an atharrachadh a dh’ionnsaigh gnìomhachas 4.0, tha àrdachadh ann an iarrtasan lùtha air feadh an t-saoghail. Tha na h-àireamhan sin a’ dol am meud gach bliadhna, gun a bhith a’ toirt a-steach riatanasan cumhachd roinnean gnìomhachais agus eaconamach eile. Tha an gluasad gnìomhachais seo agus caitheamh cumhachd àrd còmhla ri buaidhean atharrachadh clìomaid nas fhaicsinniche mar thoradh air cus sgaoilidhean gasaichean taigh-glainne. An-dràsta, tha a’ mhòr-chuid de ionadan agus goireasan gineadh cumhachd an urra gu mòr ri stòran connaidh fosail (ola agus gas) gus coinneachadh ri iarrtasan mar sin. Tha na draghan gnàth-shìde seo a’ toirmeasg gineadh lùtha a bharrachd a’ cleachdadh dhòighean àbhaisteach. Mar sin, tha leasachadh shiostaman stòraidh lùtha èifeachdach agus earbsach air a bhith a’ sìor fhàs cudromach gus dèanamh cinnteach à solar leantainneach agus earbsach de lùth bho stòran ath-nuadhachail.
Tha roinn an lùtha air freagairt le bhith a’ gluasad a dh’ionnsaigh lùth ath-nuadhachail no fuasglaidhean “uaine”. Tha dòighean saothrachaidh nas fheàrr air cuideachadh leis an atharrachadh, a’ leantainn, mar eisimpleir, gu saothrachadh lannan roth-gaoithe nas èifeachdaiche. Cuideachd, tha luchd-rannsachaidh air a bhith comasach air èifeachdas cheallan photovoltaic a leasachadh, a’ leantainn gu gineadh lùtha nas fheàrr gach raon cleachdaidh. Ann an 2021, mheudaich gineadh dealain bho stòran photovoltaic grèine (PV) gu mòr, a’ ruighinn clàr de 179 TWh agus a’ riochdachadh fàs de 22% an taca ri 2020. Tha teicneòlas grèine PV a-nis a’ dèanamh suas 3.6% de ghineadh dealain cruinneil agus an-dràsta is e an treas stòr lùtha ath-nuadhachail as motha às deidh cumhachd uisge agus gaoithe.
Ach, chan eil na leasachaidhean seo a’ fuasgladh cuid de na h-easbhaidhean a tha an lùib siostaman lùtha ath-nuadhachail, gu sònraichte ruigsinneachd. Chan eil a’ mhòr-chuid de na dòighean sin a’ gineadh lùth air iarrtas mar ionadan cumhachd guail is ola. Mar eisimpleir, tha toraidhean lùth na grèine rim faighinn tron latha le atharrachaidhean a rèir ceàrnan rèididheachd na grèine agus suidheachadh pannal PV. Chan urrainn dha lùth sam bith a thoirt gu buil tron oidhche agus tha an toradh aige air a lughdachadh gu mòr sa gheamhradh agus air làithean glè sgòthach. Bidh cumhachd na gaoithe cuideachd a’ fulang le atharrachaidhean a rèir astar na gaoithe. Mar sin, feumar na fuasglaidhean seo a cheangal ri siostaman stòraidh lùtha gus solar lùtha a chumail suas rè amannan toradh ìosal.
Dè a th’ ann an siostaman stòraidh lùtha?
Faodaidh siostaman stòraidh lùtha lùth a stòradh gus a chleachdadh aig ìre nas fhaide air adhart. Ann an cuid de chùisean, bidh seòrsa de thionndadh lùtha ann eadar lùth stòraichte agus lùth a tha air a thoirt seachad. Is e bataraidhean dealain leithid bataraidhean lithium-ion no bataraidhean luaidhe-aigéid an eisimpleir as cumanta. Bidh iad a’ toirt seachad lùth dealain tro ath-bheachdan ceimigeach eadar na electrodan agus an electrolyte.
’S e bataraidhean, no BESS (siostam stòraidh lùtha bataraidh), an dòigh stòraidh lùtha as cumanta a thathas a’ cleachdadh ann am beatha làitheil. Tha siostaman stòraidh eile ann leithid ionadan cumhachd-uisge a bhios ag atharrachadh lùth comasach uisge a tha air a stòradh ann an dam gu lùth dealain. Bidh an t-uisge a’ tuiteam sìos a’ tionndadh roth-itealaich roth-uidheam a bhios a’ gineadh lùth dealain. Is e eisimpleir eile gas teannaichte, nuair a thèid a leigeil ma sgaoil tionndaidhidh e roth an roth-uidheam a bhios a’ gineadh cumhachd.
Is e na raointean obrachaidh a dh’ fhaodadh a bhith ann a tha a’ sgaradh bataraidhean bho dhòighean stòraidh eile. Bho innealan beaga agus solar cumhachd chàraichean gu tagraidhean taighe agus tuathanasan grèine mòra, faodar bataraidhean a thoirt a-steach gu rèidh ann an tagradh stòraidh sam bith far a’ ghriod. Air an làimh eile, feumaidh dòighean cumhachd-uisge agus èadhar teann bun-structaran glè mhòr agus iom-fhillte airson stòradh. Tha seo a’ leantainn gu cosgaisean glè àrd a dh’ fheumas tagraidhean glè mhòr gus am bi e air a dhearbhadh.
Cùisean cleachdaidh airson siostaman stòraidh far-griod.
Mar a chaidh ainmeachadh roimhe, faodaidh siostaman stòraidh far-loidhne cleachdadh agus earbsa ann an dòighean lùtha ath-nuadhachail leithid cumhachd na grèine agus cumhachd na gaoithe a dhèanamh nas fhasa. A dh’aindeoin sin, tha tagraidhean eile ann a dh’ fhaodadh buannachd mhòr fhaighinn bho shiostaman mar sin.
Tha lìonraidhean cumhachd bailtean mòra ag amas air an ìre cheart de chumhachd a thoirt seachad stèidhichte air solar is iarrtas gach baile. Faodaidh an cumhachd a dh’ fheumar atharrachadh tron latha. Chaidh siostaman stòraidh far-griod a chleachdadh gus atharrachaidhean a lughdachadh agus barrachd seasmhachd a thoirt seachad ann an cùisean iarrtas as àirde. Bho shealladh eadar-dhealaichte, faodaidh siostaman stòraidh far-griod a bhith gu math buannachdail gus dìoladh a dhèanamh airson mearachd theicnigeach ris nach robh dùil anns a’ phrìomh ghriod cumhachd no rè amannan cumail suas clàraichte. Faodaidh iad coinneachadh ri riatanasan cumhachd gun a bhith a’ lorg stòran lùtha eile. Mar eisimpleir, faodar iomradh a thoirt air stoirm deighe Texas tràth sa Ghearran 2023 a dh’ fhàg timcheall air 262 000 neach às aonais cumhachd, agus chaidh dàil a chuir air càradh air sgàth na droch shìde.
’S e carbadan dealain cleachdadh eile. Tha luchd-rannsachaidh air tòrr oidhirp a dhèanamh gus ro-innleachdan saothrachaidh bataraidhean agus cosgais/luchdachadh a bharrachadh gus fad-beatha agus dùmhlachd cumhachd bataraidhean a leudachadh. Tha bataraidhean lithium-ion air a bhith air thoiseach san ar-a-mach bheag seo agus chaidh an cleachdadh gu farsaing ann an càraichean dealain ùra ach cuideachd ann am busaichean dealain. Faodaidh bataraidhean nas fheàrr sa chùis seo leantainn gu mìltean nas fhaide ach cuideachd amannan cosgais nas giorra leis na teicneòlasan ceart.
Tha adhartasan teicneòlais eile leithid UAVan agus robotaichean gluasadach air buannachd mhòr fhaighinn bho leasachadh bataraidhean. Tha na ro-innleachdan gluasaid agus na ro-innleachdan smachd aca an urra gu mòr air comas agus cumhachd a’ bhataraidh a tha air a thoirt seachad.
Dè a th' ann am BESS
’S e siostam stòraidh lùtha a th’ ann am BESS neo siostam stòraidh lùtha bataraidh a ghabhas cleachdadh gus lùth a stòradh. Faodaidh an lùth seo tighinn bhon phrìomh ghriod no bho thùsan lùtha ath-nuadhachail leithid lùth na gaoithe agus lùth na grèine. Tha e air a dhèanamh suas de iomadh bataraidh air an cur ann an diofar rèiteachaidhean (sreath/co-shìnte) agus air am meudachadh a rèir nan riatanasan. Tha iad ceangailte ri inneal-tionndaidh a thathar a’ cleachdadh gus cumhachd DC a thionndadh gu cumhachd AC airson a chleachdadh. Bithear a’ cleachdadh siostam riaghlaidh bataraidh (BMS) gus sùil a chumail air suidheachadh a’ bhataraidh agus an obair cosgais/dì-luchdachadh.
An coimeas ri siostaman stòraidh lùtha eile, tha iad gu sònraichte sùbailte airson an cur/ceangal agus chan fheum iad bun-structar ro dhaor, ach tha iad fhathast a’ tighinn aig cosgais mhòr agus feumaidh iad cumail suas nas cunbhalaiche a rèir an cleachdaidh.
Meudachadh agus cleachdaidhean cleachdaidh BESS
Is e puing chudromach ri dèiligeadh nuair a thathar a’ stàladh siostam stòraidh lùtha bataraidh meud. Cia mheud bataraidh a tha a dhìth? Dè an rèiteachadh a th’ ann? Ann an cuid de chùisean, faodaidh an seòrsa bataraidh pàirt chudromach a ghabhail san fhad-ùine a thaobh sàbhalaidhean cosgais agus èifeachdas.
Thèid seo a dhèanamh air stèidh cùis air chùis oir faodaidh tagraidhean a bhith bho dhachaighean beaga gu ionadan gnìomhachais mòra.
Is e lùth na grèine, le pannalan photovoltaic, an stòr lùtha ath-nuadhachail as cumanta airson teaghlaichean beaga, gu h-àraidh ann an sgìrean bailteil. San fharsaingeachd, bheireadh an innleadair aire do chaitheamh cumhachd cuibheasach an taighe agus bhiodh e a’ measadh shoilleireachd na grèine thar na bliadhna airson an àite shònraichte. Tha an àireamh de bhataraidhean agus an rèiteachadh griod aca air an taghadh gus a bhith a rèir iarrtasan an taighe aig an ìre as ìsle de sholar cumhachd na grèine sa bhliadhna gun a bhith a’ drèanadh nam bataraidhean gu tur. Tha seo a’ gabhail ris gu bheil fuasgladh ann a bhios gu tur neo-eisimeileach bho chumhachd a’ phrìomh ghriod.
Dh’ fhaodadh gum bi e coltach nach eil e furasta a thuigsinn an toiseach a bhith a’ cumail suas staid cosgais meadhanach no gun a bhith a’ dì-luchdachadh nam bataraidhean gu tur. Às dèidh a h-uile càil, carson a chleachdas sinn siostam stòraidh mura h-urrainn dhuinn a làn chomas a thoirt a-mach? Ann am prionnsabal tha e comasach, ach is dòcha nach e seo an ro-innleachd a bheir an toradh as motha air tasgadh.
Is e aon de na prìomh eas-bhuannachdan a tha aig BESS cosgais an ìre mhath àrd bataraidhean. Mar sin, tha e riatanach cleachdadh cleachdaidh no ro-innleachd cosgais/luchdachadh a thaghadh a bhios a’ meudachadh fad-beatha a’ bhataraidh. Mar eisimpleir, chan urrainnear bataraidhean luaidhe-aigéid a leigeil ma sgaoil fo 50% de chomas gun a bhith a’ fulang milleadh nach gabh a thilleadh air ais. Tha dùmhlachd lùtha nas àirde aig bataraidhean lithium-ion, beatha cearcall fada. Faodar an leigeil ma sgaoil cuideachd a’ cleachdadh raointean nas motha, ach tha seo a’ tighinn aig cosgais nas àirde. Tha eadar-dhealachadh mòr ann an cosgais eadar diofar cheimigean, faodaidh bataraidhean luaidhe-aigéid a bhith ceudan gu mìltean de dhollairean nas saoire na bataraidh lithium-ion den aon mheud. Sin as coireach gu bheil bataraidhean luaidhe-aigéid as motha a thathas a’ cleachdadh ann an tagraidhean grèine ann an dùthchannan an treas saoghail agus coimhearsnachdan bochda.
Tha crìonadh a’ toirt buaidh mhòr air coileanadh a’ bhataraidh rè a beatha, chan eil coileanadh seasmhach aice a thig gu crìch le fàilligeadh obann. An àite sin, faodaidh an comas a tha air a thoirt seachad crìonadh mean air mhean. Ann an cleachdadh, thathas den bheachd gu bheil beatha bataraidh air ruith a-mach nuair a ruigeas a comas 80% den chomas tùsail aice. Ann am faclan eile, nuair a bhios crìonadh comas 20% aice. Ann an cleachdadh, tha seo a’ ciallachadh gum faodar nas lugha de lùth a thoirt seachad. Faodaidh seo buaidh a thoirt air amannan cleachdaidh airson siostaman gu tur neo-eisimeileach agus air an ìre de mhìltean as urrainn do charbad dealain a chòmhdach.
Puing eile ri bheachdachadh 's e sàbhailteachd. Le adhartasan ann an saothrachadh agus teicneòlas, tha bataraidhean o chionn ghoirid air a bhith nas seasmhaiche gu ceimigeach san fharsaingeachd. Ach, air sgàth eachdraidh crìonadh agus droch dhìol, faodaidh ceallan ruith a-steach do theine teirmeach a dh' fhaodadh leantainn gu droch bhuaidhean agus ann an cuid de chùisean beatha an neach-cleachdaidh a chuir ann an cunnart.
Sin as coireach gu bheil companaidhean air bathar-bog sgrùdaidh bataraidh (BMS) nas fheàrr a leasachadh gus smachd a chumail air cleachdadh bataraidh ach cuideachd sùil a chumail air staid slàinte gus cumail suas ann an deagh àm a thoirt seachad agus builean nas miosa a sheachnadh.
Co-dhùnadh
De na siostaman stòraidh lùtha air a’ ghriod, tha cothrom math ann airson neo-eisimeileachd cumhachd fhaighinn bhon phrìomh ghriod ach cuideachd stòr cùl-taic cumhachd a thoirt seachad aig amannan downt agus amannan luchdan as àirde. Bhiodh an leasachadh sin a’ comasachadh an gluasad a dh’ionnsaigh stòran lùtha nas uaine, agus mar sin a’ cuingealachadh buaidh gineadh lùtha air atharrachadh clìomaid agus aig an aon àm a’ coinneachadh ri riatanasan lùtha le fàs cunbhalach ann an caitheamh.
’S e siostaman stòraidh lùtha bataraidh as cumanta agus as fhasa an rèiteachadh airson diofar chleachdaidhean làitheil. Tha an sùbailteachd àrd aca air a chothromachadh le cosgais àrd, agus mar sin tha ro-innleachdan sgrùdaidh gan leasachadh gus fad-beatha bataraidhean a leudachadh cho mòr ’s as urrainn. An-dràsta, tha gnìomhachas agus an saoghal acadaimigeach a’ cur tòrr oidhirp a-steach gus sgrùdadh a dhèanamh air crìonadh bataraidhean fo dhiofar shuidheachaidhean agus tuigse fhaighinn orra.
