Bedeutung von Elektrizität für uns. Wir nutzen sie, um unsere Häuser zu beleuchten, Essen mit ihrer Hilfe zuzubereiten und alle intelligenten Produkte durch das Laden wie Telefone oder Tablets usw. zu verwenden. Sie ermöglicht es uns buchstäblich, mit Familie und Freunden in Verbindung zu bleiben und unser Leben viel einfacher zu gestalten. Aber haben Sie eine Ahnung, dass die Erzeugung von Elektrizität auch dem Umwelt nützen kann? Dies kann Luftverschmutzung und Schäden für den Planeten verursachen. Deshalb wechseln Menschen auf erneuerbare Energien wie Solarenergie aus Sonnenlicht und Wasserkraft (aus Wind). Sie sind kostenlos und es gibt keine Grenzen dafür, wie viele dieser Ressourcen die Erde bieten kann (mit weniger Einfluss auf die Luft als herkömmliche Energiequellen). Aber es gibt einen Haken: Die Sonne scheint nicht den ganzen Tag, jeden Tag, genauso wenig wie der Wind immer weht. Hier kommt die Hybrid-Energiespeicherung ins Spiel, um diese Probleme zu lösen.
Hybrid-Energiespeicher kombinieren zwei oder mehr Typen von Energiespeichergeräten. Wenn sie dies tun, können sie die besten Aspekte jeder Methode nutzen, um zuverlässigeren Strom bereitzustellen. Akkus sind zum Beispiel hervorragend darin, schnelle Schübe von Energie bereitzustellen, wenn wir sie sofort benötigen, können jedoch nicht über längere Zeiträume große Mengen an Energie speichern. Dagegen kann Pumpspeicheranlagen große Mengen an Energie über einen längeren Zeitraum (von Stunden bis Monate) speichern – aber nur, wenn das System in einem geeigneten Gebiet mit ausreichendem Land und Wasser liegt. Wenn diese Systeme im Einklang arbeiten, können sie zu einem Hybrid-Energiespeichersystem vereint werden, das Zuverlässigkeit und Konsistenz bietet, um unsere Häuser zu versorgen.
Hybrid-Energiespeicher, die aus Batterie- und Supercapazitor-Technologien bestehen, werden als BESS – Battery Energy Storage Systems bezeichnet. Dies hilft dabei, Energie zu sparen, da sie wiederaufladbare Batterien verwenden und auch dann Strom bereitstellen, wenn er benötigt wird. Im Wesentlichen, wenn wir einen Überschuss an Elektrizität haben (z. B. sonnige Tage, die hohe Produktionsmengen mit Solaranlagen verursachen), werden diese Überschüsse dann in den Batterien aufgeladen und liefern Energie. Die Batterien entladen die gespeicherte Elektrizität, wenn nicht genug Energie verfügbar ist, wie zum Beispiel bei einem Blackout oder nachts (denn es gibt dann keine Solarenergie!). BESS können von Privathaushalten über Unternehmen bis hin zu Stromnetzen eingesetzt werden. Sie werden verwendet, um Notstrom bei Blackouts zu generieren, Solarenergie zu speichern, wenn sie erzeugt wird, und die gespeicherte Elektrizität zu Spitzenzeiten zu verkaufen.
Hydro-Pumping ist eine wichtige zweite Strategie, um Energie in einem ähnlichen Prozess wie dem Zurückdrehen des Gewichts nachdem es angehoben wurde, zu speichern. Zum Beispiel durch das Pumpen von Wasser aus einem unteren Reservoir, wenn mehr Elektrizität verfügbar ist, als benötigt wird. Der Prozess speichert das Wasser auf einer höheren Ebene, bis es nach Bedarf abgepumpt wird. Wenn nötig, fließt das Wasser zurück in sein unteres Reservoir und passiert dabei Turbinen – die diese riesigen Paddel drehen, die alles stromabwärts als eine Einheit bewegen lassen. Kosten Elektrizität: Ihre Wahl, verschiedene Technologien zu kombinieren, basiert größtenteils auf gepumptem Hydro-Speicher, was immer noch eine gute Methode zur Energie-speicherung darstellt, aber große Mengen an Wasser und Land benötigt, sodass es nicht überall funktioniert. Diese Art von Speicheranlage muss sehr sorgfältig positioniert werden.
Hybrid-Energiespeicher können Solar- (und Wind-)Energie erheblich zuverlässiger machen als erneuerbare Energiequellen. LEDs können selbst bei schlechtem Wetter, wie an bewölkten Tagen ohne Wind, Strom liefern. Hier kommt dem Hybrid-Energiespeicher eine sehr wichtige Rolle bei der Umgestaltung nachhaltiger Energieformen zum Tragen. Es hilft dabei, die Nachfrage nach schädlichen fossilen Brennstoffen zu reduzieren, die Gase emittieren, die unseren Klima schaden. Die Technologie unterstützt Länder dabei, ihre Ziele für saubere Energie zu erreichen und Kohlendioxid-Emissionen zu reduzieren, was entscheidend für das Überleben unseres Planeten ist.
Die Hybrid-Speichertechnologie entwickelt sich rasch. Eine neue Generation von Wissenschaftlern und Ingenieuren bleibt vor diesen Hindernissen unbeeindruckt: Sie entwickeln weiterhin noch exotischere Materialien, einschließlich Graphen- und Vanadium-basierter Systeme, die sowohl zur Verbesserung der Batterieleistung im Vergleich zu heutigen Einschränkungen als auch zur längeren Haltbarkeit konzipiert werden. Diese Entwicklungen könnten dazu beitragen, Batterien effizienter zu machen und zu leistungsfähigeren und langlebigeren Batterien zu führen. Andere Mechanismen wie die komprimierte Luft-Energiespeicherung (CAES) und Flugräder zählen ebenfalls zu den Experimenten zur Speicherung dieser Energie. CAES speichert Energie unterirdisch in Form von komprimierter Luft, während Flugräder kinetische Energie speichern, um Energie später bereitzustellen. Beide Konzepte haben eine bis zu 20 Mal höhere Energiedichte als die derzeit verwendeten Geräte und könnten auch effizienter sein.
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