أهمية الكهرباء بالنسبة لنا. يتم استخدامه لإضاءة منازلنا وصنع الطعام به وأيضًا استخدام جميع المنتجات الذكية من خلال شحنها مثل الهواتف أو الأجهزة اللوحية وما إلى ذلك. فهو يساعدنا حرفيًا على التواصل مع العائلة والأصدقاء، مما يجعل حياتنا أسهل بكثير. ولكن هل لديك أي فكرة أن إنتاج الكهرباء يمكن أن يفيد البيئة؟ وهذا يمكن أن يؤدي إلى تلوث الهواء والكوكب. هذا هو السبب وراء تحول الناس إلى مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية من أشعة الشمس والرياح المائية (من الرياح). فهي مجانية، وليس هناك حد لكمية هذه الموارد التي يمكن أن تقدمها الأرض (مع تأثير أقل على الهواء مثل مصادر الطاقة التقليدية). ولكن هناك عقبة: الشمس لا تشرق طوال اليوم، كل يوم، كما أن الرياح لا تتوقف أبدًا عن الهبوب. يأتي تخزين الطاقة الهجين في هذه المرحلة بالذات للمساعدة في حل هذه المشكلات.
يجمع تخزين الطاقة الهجين بين نوعين أو أكثر من أجهزة تخزين الطاقة. عندما يفعلون ذلك، فإن ذلك يتيح لهم استخدام أفضل الجوانب في كل طريقة حتى نتمكن من الحصول على قوة أكثر موثوقية. البطاريات، على سبيل المثال، ممتازة في توفير جرعات سريعة من الطاقة عندما نحتاج إليها في تلك اللحظة، لكنها لا تستطيع تخزين قدر كبير من الطاقة على مدى فترات أطول. وفي المقابل، يمكن للتخزين المائي الذي يتم ضخه أن يحتفظ بقدر كبير من الطاقة على مدى فترة ممتدة (من ساعات إلى أشهر) - ولكن فقط إذا كان المخطط يقع في بلد مناسب حيث تتوفر ما يكفي من الأراضي والمياه. مع تناغم هذه الأنظمة، يمكن دمجها معًا في نظام تخزين طاقة هجين يوفر الموثوقية والاتساق لتشغيل منازلنا.
يُطلق على تخزين الطاقة الهجين الذي يتكون من تقنيات البطاريات والمكثفات الفائقة اسم BESS - أنظمة تخزين طاقة البطارية. وهذا يساعد على توفير الطاقة حيث يستخدمون البطاريات القابلة لإعادة الشحن ويوفرون الطاقة أيضًا في وقت الحاجة. بشكل أساسي، عندما يكون لدينا فائض في الكهرباء (على سبيل المثال، الأيام المشمسة التي تسبب كميات عالية من الإنتاج باستخدام الألواح الشمسية)، يتم بعد ذلك شحن تلك البطاريات الزائدة وتوفير الطاقة. تقوم البطاريات بتفريغ الكهرباء المخزنة عندما لا يكون هناك طاقة كافية، كما هو الحال أثناء انقطاع التيار الكهربائي أو في الليل (على الرغم من عدم وجود طاقة شمسية!). يمكن استخدام BESS في نطاق واسع من المنازل والشركات وحتى شبكات الطاقة. يتم استخدامها لتوليد طاقة احتياطية أثناء انقطاع التيار الكهربائي، وتخزين الطاقة الشمسية عند توليدها وبيع الكهرباء المخزنة في أوقات ذروة الطلب.
يعد الضخ المائي استراتيجية ثانية مهمة لتخزين الطاقة، في عملية مشابهة لإعادة الوزن مرة أخرى بعد رفعه. مثل استخدام المضخات لرفع المياه من الخزان السفلي عندما يكون هناك كهرباء أكثر من الحاجة. تقوم هذه العملية بتخزين الماء بدرجة عالية، حتى يتم ضخه حسب الحاجة. عند الحاجة، سوف تتدفق المياه مرة أخرى إلى خزانها السفلي، وبذلك تمر عبر التوربينات - التي تدير تلك المجاذيف العملاقة التي من شأنها أن تسمح لكل شيء في اتجاه مجرى النهر بالدوران كوحدة واحدة. التكلفة الكهربائية: اخترت المزج بين الدعم التكنولوجي المختلف وهو التخزين المائي الذي يتم ضخه إلى حد كبير، مما يجعلها وسيلة جيدة لتخزين الطاقة، ولكنها تحتاج إلى حمولات كبيرة من المياه والأرض، لذا لن تعمل في كل مكان. يجب تحديد موقع هذا النوع من التخزين بعناية فائقة.
يمكن لتخزين الطاقة الهجين أن يجعل الطاقة الشمسية (وطاقة الرياح) أكثر موثوقية كمصادر متجددة. يمكن أيضًا تشغيل مصابيح LED أثناء الطقس السيئ مثل الأيام الملبدة بالغيوم حيث لا توجد رياح. وهنا يلعب تخزين الطاقة الهجينة دورًا مهمًا للغاية في تحويل الطريقة الأفضل للطاقة المستدامة. فهو يساعد على تقليل الطلب على الوقود الأحفوري الضار الذي يطلق الغازات التي تضر مناخنا. تساعد التكنولوجيا البلدان على تحقيق أهدافها في مجال الطاقة النظيفة وتقليل انبعاثات الكربون، وهو أمر بالغ الأهمية لبقاء كوكبنا.
تتقدم تكنولوجيا تخزين الطاقة الهجينة بسرعة، ويبدو أن جيلًا جديدًا من العلماء والمهندسين غير منزعج من هذه العقبات: فهم يواصلون تطوير مواد أكثر غرابة، بما في ذلك الأنظمة القائمة على الجرافين والفاناديوم والتي تم تصميمها لتحسين أداء البطارية مقارنة بما هو موجود اليوم. القيود وكذلك تستمر لفترة أطول. لذا فإن هذه التطورات يمكن أن تساعد في جعل البطاريات أكثر كفاءة وتؤدي إلى أداء أفضل وأطول عمرًا. هناك آليات أخرى، مثل تخزين طاقة الهواء المضغوط (CAES) والحذافات، وهي أيضًا من بين التجارب التي أجريت حول كيفية تخزين هذه الطاقة. يقوم CAES بتخزين الطاقة عندما يكون تحت الأرض حيث يقوم الهواء المضغوط والحذافات بتخزين الطاقة الحركية للاحتفاظ بالطاقة لاحقًا. تتمتع الفكرتان بكثافة طاقة تصل إلى 20 مرة أعلى من الأجهزة المستخدمة الآن ويمكن أن تكون أكثر كفاءة أيضًا.
