STÓRÁIL FUINNIMH MAR PHRÍOMHCHUMASÓIR Ó THAOBH NEAMHSPLÉACHAS FUINNIMH NA NOILEÁN

Réamhrá: An t-ardú ar úsáid ceallraí stórála i gcórais chumhachta

Roinnt blianta ó shin, bhí formhór na gceallraí déanta sa tslí nárbh fhéidir iad a athluchtú agus is ról fíorbheag a bhí ag ceallraí i saol an ghnáthdhuine: carrana faoi smacht raidió, soilse campála, scálaí cistine… Cé go bhfuil ceallraí luaidhe-aigéadacha atá in ann athluchtú ann ó lár an 19ú haois, de bharr a ndlús íseal fuinnimh (nó meáchan trom in aghaidh an méid stórála fuinnimh), bhí a réimsí feidhme teoranta go traidisiúnta. Go dtí 2000, bhí ceallraí luaidhe-aigéadacha chun tosaigh ar mhargadh na gceallraí, den chuid is mó mar gheall ar a n-úsáid go forleathan mar cheallraí i gcarranna, nó a n-úsaid i gcórais soláthair cumhachta iargúlta (i.e., d’aeróga iargúlta teileachumarsáide nó feidhmeanna lasmuigh den eangach). Le blianta beaga anuas, tá (r)éabhlóid theicniúil dhochreidte tar éis tarlú ó thaobh na dteicneolaíochtaí stórála fuinnimh, le méadú ollmhór i ndlúis chumhachta agus fuinnimh, saolré níos faide agus timthriallacht, agus íoslaghdú saincheisteanna sábháilteachta, agus dá bharr seo réitigh seo an bealach d‘fheidhmeanna éagsúla nua.

Sa lá atá inniu ann, sula bhfágann siad an baile gach maidin, tá sé coitianta do gach duine an fón póca, an táibléad, agus/nó an ríomhaire glúine a sheiceáil go bhfuil go leor cumhachta sa cheallra… agus go luath beidh sé mar chuid den ghnáthnós laethúil a sheiceáil an bhfuil ceallra an chairr lán freisin. Dá bhrí sin, is léir go bhfuil ceallraí ina spreagadh riachtanach don réabhlóid eolais agus go mbeidh siad ina gcumasóir tábhachtach don aistriú pearsanta i dtreo modhanna taistil leictrí. Ar na cúiseanna sin, a bronnadh Duais Nobel sa Cheimic (2019) ar na taighdeoirí a cheap na chéad cheallraí litiam-ion sna 1990í (J. Goodenough, M. Whittingham, A. Yoshino).

Is beag duine gur eol dóibh, áfach, go bhfuil ról an-ábhartha ag córais stórála fuinnimh (ar mhórscála) inár gcórais chumhachta leictrigh le deich mbliana anuas, agus gur phríomhghné iad na ceallraí chun an t-aistriú fuinnimh a chumasú, rud atá riachtanach chun freastal ar sciartha arda d’fhoinsí fuinnimh in-athnuaite athraithí. Cé go bhfuil dúshláin rialála agus dlí fós le sárú ag ceallraí agus teicneolaíochtaí stórála fuinnimh eile chun iad a cgomhcheangal i struchtúr an chórais chumhachta thraidisiúnta (giniúint, iompar, tomhaltas) agus sna margaí atá ann cheana féin, tá líon mór córas ceallraí ar scála eangaí in úsáid cheana féin ar fud na hEorpa. Cuireann siad, i measc nithe eile, le cobhsú mhinicíocht na heangaí (ag luach ainmniúil 50 Hz) trí bhearnaí beaga a chothromú idir an méid giniúna cumhachta agus an tomhaltas cumhachta.

Cad iad na cúiseanna a bheith i do ghinteoir/tomhaltóir ceallraí Painéil Fótavoltach?

Tá foirgnimh lárnach i mbeartais fuinnimh an AE, toisc gurb ionann iad agus beagnach 40% den úsáid fuinnimh deiridh. Dá réir sin, éilíonn an Treoir nua um Fheidhmíocht Fuinnimh Foirgnimh (EPBD) ar an stoc tógála coinníoll “cothromaíocht fuinnimh beagnach ag náid” (nZEB) a bhaint amach, agus tá sé seo éigeantach do gach foirgneamh nua ó Nollaig 2020 ar aghaidh. Níl aon amhras ach gurb é PV an fhoinse in-athnuaite is iomaíche don ghiniúint áitiúil cumhachta leictreachais; agus is iad ceallraí an rogha is fearr chun na bearnaí a líonadh idir cumhacht na gréine (le buaic giniúna i lár an lae) agus an gnáthtomhaltas aibhlíse (atá de ghnáth cosúil le himlíne camaill, is é sin le buaic úsáide ar maidin agus tráthnóna).

Fig 1: An Trilema Fuinnimh: Na trí ábhair nach féidir smaoineamh orthu go neamhspleách. Úsáideann an Chomhairle Fuinnimh Domhanda an t-innéacs seo chun cáilíocht nó sláinte chórais fuinnimh tíre nó réigiúin a mheas. Athchló agus pictiúr curtha in eagar ón tuarascáil“World Energy Trilemma Index, World Energy Council, 2020”.[1]

Sa tábla seo a leanas, déanaimid iarracht léiriú a thabhairt ar an méid gur féidir le glacadh córais stórála ceallraí i dtithe cónaithe cur le gach gné ar leith atá molta ag an Trilemma Fuinnimh cáiliúil (féach Figiúr a 1).[1]

Slándáil Fuinnimh – Méadú ar shlándáil an tsoláthair chumhachta mar gheall ar uathriail fheabhsaithe, agus laghdú strus ar an ngreille Don chustaiméir Slándáil Fuinnimh – Méadú ar shlándáil an tsoláthair chumhachta mar gheall ar uathriail fheabhsaithe, agus laghdú strus ar an ngreille Cé go bhfuil an ráta féin-leordhóthanachta de theaghlaigh le PF-amháin teoranta do thart ar 30-40%, is féidir é seo a mhéadú go héasca go dtí thart ar 60-70% trí stóráil ceallraí den mhéid cheart a ghlacadh. Thairis sin, is féidir le córais stórála ceallraí feidhmiúlachtaí soláthar cumhachta gan bhriseadh (UPS) a sholáthar sa deireadh chun soláthar cumhachta a choinneáil i gcás go dteipeann an ghreille. Don chóras / sochaí Mar gheall ar a bhfreagairt thapa agus a gcumas ardchumhachta, tá ceallraí ar cheann de na modhanna is fearr chun cobhsaíocht a sholáthar don chóras cumhachta leictreachais. Mar sin is féidir le ceallraí an táimhe rothlach teacht in áit na gcomhluchtaí móra giniúna cumhachta a sholáthraíonn é seo go traidisiúnta (e.g. fuinneamh a ghiniúint le guail). Tá an táimhe seo riachtanach chun minicíocht ghreille chobhsaí a choinneáil.
Cothromas Fuinnimh – Ceallraí mar chumasóir chun córais chumhachta a dhílárú a thuilleadh agus rannpháirtíocht phoiblí fheabhsaithe (daonlathas fuinnimh) Don chustaiméir Tá meánphraghas leictreachais an AE do thomhaltóirí tí ag 21.3 ct € / kWh i 2020 [2]. Tá praghsanna ceallraí laghdaithe os cionn 85% ó 2010, rud a chuir ar chumas teicneolaíochtaí féin-ídithe (ceallraí + PF) a bheith iomaíoch ó thaobh costais de. Anois, féadann siad seo fuinneamh a thairiscint ar chostas níos saoire ná sin ón eangach phoiblí (a bheith ar leibhéal leis an ngreille leictreachais). Cumasaíonn féin-ídiú ag an am céanna rannpháirtíocht ard phríobháideach agus scéimeanna fuinnimh pobail a fhorbairt rud a chur leis an aistriú fuinnimh atá ar siúl (agus a chuireann leis an daonlathas fuinnimh). Don chóras / sochaí Nuair a chuirtear ceallraí le suiteálacha PF, cinntítear idirghníomhaíocht níos rianúla leis an ngreille trí laghdú a dhéanamh ar bhuaiceanna tomhaltais, chomh maith le laghdú ar na spící a bhaineann le fuinneamh iomarcach dreasachta (buaicscamadh) . Féadann sé seo strus greille a laghdú, agus leathnú greille a sheachaint sa deireadh. Dá réir sin, is féidir le ceallraí cur le laghdú foriomlán costas, trí oibriú an ghreille a bharrfheabhsú, rochtain fuinnimh a éascú do na daoine is leochailí sa phobal. Chomh maith leis sin, tá iomaíochas méadaithe na dteicneolaíochtaí soláthair cumhachta féin-ídithe agus ard-leordhóthanachta ábhartha, go háirithe do na réigiúin sin a bhfuil costais a bhaineann le giniúint ardchumhachta nó le hiompar fuinnimh, cosúil le hoileáin nó réigiúin iargúlta tuaithe.
Inbhuanaitheacht Chomhshaoil – Cumasaíonn ceallraí scaireanna RES níos airde Don chustaiméir Má chuirtear córas ceallraí le foirgneamh príobháideach nó poiblí, is féidir, i bhformhór na dtíortha Eorpacha, ag brath ar an meascán fuinnimh [AZ2], meán na n-astaíochtaí carbóin a laghdú go suntasach. Tá na hastaíochtaí a bhaineann le stóráil ceallraí thart ar 50 g CO2eq in aghaidh an kWh den fhuinneamh a stóráiltear, agus tá na hastaíochtaí ag 30 g CO2eq / kWh ó fhuinneamh atá á ghiniúint ó PF. I gcomparáid leis sin, tá astuithe de thart ar 100 g CO2eq / kWh ceangailte le fuinneamh ó fhoinsí dramhaíola (bithmhais), agus fuinneamh ó gháis nó guail os cionn 250 g CO2eq / kWh agus 350 g CO2eq / kWh [3]. Don chóras / sochaí Soláthraíonn córais stórála fuinnimh solúbthacht don chóras cumhachta leictreachais, mar is féidir leo fuinneamh a aistriú ar feadh fuinneog ama áirithe chun soláthar agus éileamh a mheaitseáil agus a chothromú. Dá bhrí sin, tá teicneolaíochtaí den sórt sin ina gcomhpháirt fíor-riachtanach do ghreillí nua-aimseartha le scaireanna arda d’fhoinsí inathnuaite, lena chinntiú go ndéantar an chumhacht a soláthair agus éilimh a mheaitseáil i gcónaí. Tá ceallraí ar cheann de na roghanna malartacha is fearr le haghaidh é seo a dhéanamh (maidir le haistrithe fuinnimh ó mhilleasoicindí go laethanta), agus d’fhéadfadh teicneolaíochtaí eile, e.g. cumhacht-go-gás, a bheith níos iomaíche maidir le stóráil séasúrach méideanna móra fuinnimh.

Mar is féidir a fheiceáil, tá tionchar dearfach ag córais stórála ceallraí in éineacht le suiteálacha PF ag an gcustaiméir ar gach gné ar leith de na stuaiceanna Trilemma.

Cén ról atá ag stóráil ceallraí i dTogra REACT?

Is príomhghné iad córais nuálacha stórála ceallraí laistigh de thogra REACT de chuid Horizon2020 an AE, agus dá bhrí sin tá siad suiteáilte i bhformhór na suíomhanna léirithe atá i gceist: La Graciosa, sa Spáinn; Inis Mór, Éire; agus San Pietro, an Iodáil.

Tá an príomhréimse nuálaíochta a ndearna REACT imscrúdú air, maidir le teicneolaíochtaí stórála ceallraí, ag brath ar chomhtháthú ceallraí laistigh d’ardán ICT (digitiú), a bheith ina gcroí-eilimint de na cumais freagartha éilimh ins gach ceann de shuíomhanna léirithe REACT.

A bhuíochas leis na hiarrachtaí a rinne ár bpáirtnéirí, cuirfear na bealaí cumarsáide agus na comhéadain riachtanacha i bhfeidhm a chuirfidh ar ár gcumas monatóireacht a dhéanamh thar thréimhse fhada agus a cheadóidh rialaithe cliste chun anailís agus tionchar a imirt ar fheidhmíocht na gceallraí ag gach ceanna de na suíomhanna léirithe.

Tá comhtháthú na gcóras ceallraí sa togra seo bunaithe ar an gcreat bainistíochta fuinnimh foinse oscailte aitheanta OpenMUC [4], nó ar APIs atá ann cheana (m.sh., MIDAC API), agus soláthróidh sé ardán ICT le cumais rialaithe atá chun cinn ar an gcéad scoth le haghaidh gníomhaíochta comhordaithe na gcóras stórála fuinnimh go léir.

I gcás gach ceann de na custaiméirí, ceadaíonn an comhtháthú leis an ardán na seirbhísí cúltaca a sholáthraíonn an t-ardán a úsáid, lena n-áirítear, mar shampla aimsir, giniúint fuinnimh, agus réamhaisnéisí tomhaltais. Le réamhaisnéisí den sórt sin, is féidir rialú na gceallraí a sceidealú chun an úsáid is fearr a bhaint as na ceallraí. Mar shampla, i bhFigiúr a 2, is féidir a thabhairt faoi deara gur féidir an t-uasmhéid fuinnimh onnmhairiúcháin (mar shampla) a laghdú go mór, a bhuíochas le réamhaisnéis bheacht a úsáid.

Fig a 2: Plota iarmhéid cumhachta do lá i mí Meithimh i dteaghlach. Ar thaobh na láimhe clé, taispeántar na próifílí cumhachta giniúna agus tomhaltais. Ar thaobh na láimhe deise, taispeántar an t-iarmhéid glanchumhachta onnmhairiúcháin (Ppv – Pload) mar thoradh air faoi dhá straitéis rialaithe éagsúla don cheallraí. Mar shampla, glacadh le 4.5 kWp de PV agus ceallraí 4.5 kWh.

Mar fho-iarmhairt, ceadaíonn comhiomlánú na sócmhainní ceallraí seo go léir laistigh d’ardán na gcomhluchtaí seirbhíse fuinnimh (ESCO) a oibríonn an bonneagar ICT, seirbhísí greille a sholáthar d’oibreoirí córais dáilte agus tarchurtha (m.sh., cúlchiste coimeádta minicíochta), agus leis na buntáistí a bhaineann le féin-thomhaltas agus sruthanna ioncaim breise a thairiscint do chustaiméirí deiridh.

Ar deireadh, tá sé mar aidhm ag REACT comparáid a dhéanamh idir feidhmíocht roinnt teicneolaíochtaí, lena n-áirítear litiam-ian, ard-aigéad luaidhe, agus ian-sóidiam, mar aon le teicneolaíochtaí stórála fuinnimh eile (cumhacht-go-gás, le haghaidh stórála séasúrach), chun soláthar a dhéanamh ar phobail oileáin a bhfuil léargas teicniúil leordhóthanach acu ar na teicneolaíochtaí stórála fuinnimh is fearr ba chóir a úsáid a thuilleadh chun féin-leordhóthanacht fuinniúil na n-oileán a fheabhsú ar bhealach éifeachtach agus éifeachtúil.

IARSCRÍBHINN: fíricí gasta maidir le córas ceallraí a ghlacadh

Má chuaigh na hargóintí a cuireadh i láthair i gcionn ort, agus gur mhaith leat smaoineamh a dhéanamh faoi chóras ceallraí a shuiteáil (agus b’fhéidir bheith páirteach san ardán REACT freisin?), rinneamar iarracht treoir bheag d’fhíricí gasta a bhailiú ba cheart a chur san áireamh i dtosach.

Cad iad na teicneolaíochtaí ceallraí is coitianta? Is iad na teicneolaíochtaí is coitianta le haghaidh stórála cónaithe fuinnimh san Eoraip ná ian litiam (níos mó ná 80% a suiteáladh le déanaí), ceallraí aigéad luaidhe, agus sreabhadh redox. Tá feabhas suntasach ag teacht ar cheallraí litiam-ian (lena n-áirítear feidhmíocht, sábháilteacht agus éifeachtúlacht costais) agus is dócha gurb iad an rogha teicneolaíochta ceannasach do na deich mbliana amach romhainn. Mar sin féin, tá teicneolaíochtaí nua eile le leictrilítí uisce salann-bhunaithe (ábhair atá níos neamhdhíobhálaí don chomhshaol agus flúirseach ar domhan) ar fáil cheana féin agus féadann siad a bheith ina n-iomaitheoirí i dtéarmaí feidhmíochta agus costas go luath amach anseo.
Cad iad na príomhpháirteanna? Comhlíontar córas stórála ceallraí go príomha le pacáiste ceallraí (ina bhfuil na cealla leictriceimiceacha agus iad ábalta athluchtú go príomha) agus tiontaire cumhachta, lena n-áirítear luchtaire ceallraí agus inbheartóir, a ligeann do shruth díreach (DC) a athrú go sruth malartach (AC). I measc na bpáirteanna beaga eile, tá fiúsanna agus méadair fuinnimh, mar aon le páirteanna eile.
Cén nasc atá ag an trealamh? Is gnách go mbíonn córais ceallraí ceangailte leis an bpríomh-lasc-chlár leictreach ó fhoirgneamh, cosúil le córais PF, agus ní mór do theicneoirí cáilithe iad a dhéanamh. Maidir le leagan amach an chórais (an nasc idir PF agus ceallraí), is iad na príomhroghanna ná (i) DC-chúpláilte, nó (ii) AC-chúpláilte. Moltar leagan amach DC-chúpláilte i gcás comhuaineach suiteáil PF agus ceallraí, cé gur fearr AC-chúpláilte le haghaidh suiteálacha córais ceallraí a dhéanann iarfheistiú nó a chuirtear le córais PF atá ann cheana.
Cad é méid ceart na gceallraí? Cé go moltar measúnú gairmiúil go mór do gach cás úsáide, toisc go mbraitheann an méid ceart ar chórais ceallraí PF go mór ar dhálaí réigiúnacha agus náisiúnta agus nó ar ghnéithe teicniúla ar leith ó gach foirgneamh, is féidir meastachán méide a dhéanamh ar fhéin-ídiú feabhsaithe: Ar dtús, is féidir méid an PF(kWp) a roghnú chun toradh leictreachais (táirgeadh) a bhaint amach atá cosúil leis an tomhaltas fuinnimh in aghaidh na bliana, agus ar an gcaoi sin cothromaíocht náid-fhuinnimh a bhaint amach le hacmhainn PF den sórt sin, agus stóráil ceallraí a bhfuil an acmhainn chéanna aige (kWh) leis an PF roghnaithe (thart ar 1 kWh in aghaidh an kWp) – is slat tomhais maith é sin le haghaidh an méid ceart a roghnú .
Cad é toirt an chórais ceallraí? De ghnáth bíonn toirt ag córais cheallraí i dtithe cónaithe nach bhfuil níos mó ná méid miasniteoir (nó níos lú), agus is féidir é a chur ar an talamh (laistigh, de ghnáth) nó a chrochadh ar an mballa.
Cé mhéid a chosnóidh sé? In 2020, agus ag brath ar an teicneolaíocht agus an méid, is féidir costas críochnúil de thart ar 1000 € / kWh a bhaint amach do ghnáthchóras stórála cónaithe le toilleadh idir 5 go 10 kWh.

[1] https://www.worldenergy.org/assets/downloads/World_Energy_Trilemma_Index_2020_-_REPORT.pdf

[2] https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/images/2/2d/Development_of_electricity_prices_for_household_consumers%2C_EU-27%2C_2008-2020_%28EUR_per_kWh%29_v4.png

[3] Associated emission factors according to the latest values published by the Covenant of Mayors for Climate and Energy initiative (CoM). https://ec.europa.eu/jrc/en/publication/covenant-mayors-climate-and-energy-default-emission-factors-local-emission-inventories-version-2017

[4] www.openmuc.org

Archives