Penyimpanan Listrik dan Energi Memanfaatkan Kekuatan Energi Terbarukan

INDUSTRY.co.id, Jakarta-Dari ancaman bencana alam hingga perubahan iklim, ada banyak alasan bagus di balik seruan hari ini dalam meningkatkan penggunaan energi terbarukan. Tetapi daya yang ditimbulkan oleh matahari dan angin bersifat fluktuatif, naik turun dan bervariasi dari waktu ke waktu.

Salah satu pendekatan yang menjanjikan adalah dalam memanfaatkan potensi teknologi penyimpanan energi. Kami akan melihat beberapa teknologi tersebut dan bagaimana mereka dapat mempercepat penggunaan daya terbarukan.

Hukum circuital Ampere menjelaskan bagaimana listrik mengalir dan hubungan antara arus listrik dan medan magnet. Aliran listrik adalah rambatan gelombang elektromagnetik yang terdiri dari medan listrik dan medan magnet. Pergerakan muatan listrik menghasilkan medan magnet *1, dan mereka diperbanyak secara bergantian karena perubahan kekuatan atau arah medan listrik. Medan magnet dan listrik dengan demikian diperbanyak secara bergantian sebagai gelombang elektromagnetik.

Berbagai jenis gelombang elektromagnetik termasuk cahaya, sinar-x dan listrik. Dalam ruang hampa, gelombang elektromagnetik merambat dengan kecepatan cahaya, 300.000 km per detik.

Pada pembangkit listrik, rotor elektromagnetik diputar di dalam serangkaian kumparan, stator, dan rotasi menginduksi arus listrik yang dikirim ke kita di sepanjang saluran listrik secara instan.

Saat ini, teknologi untuk menyimpan energi listrik dalam berbagai bentuk sedang dipelajari dan dikembangkan. Tujuannya adalah untuk mencegah pemadaman listrik dan berkontribusi pada pemanfaatan energi terbarukan. Kami fokus pada dua dari mereka.

Ada berbagai macam metode penyimpanan energi listrik. Salah satunya adalah penyimpanan daya hidroelektrik terpompa - pumped energy energy storage (PHES). Pada saat dia menghasilkan tenaga listrik, dia juga berfungsi sebagai teknologi penyimpanan daya yang utuh. Ini dilakukan dengan menyimpan air di reservoir atas, sebagai energi potensial mekanis yang dapat digunakan untuk memenuhi permintaan listrik yang tinggi. Dilepas ke dalam pipa, sebuah penstock, dia mengalir turun ke reservoir yang lebih rendah dengan kekuatan yang cukup untuk menggerakkan turbin air dan generator listrik. Selama permintaan listrik rendah, energi surplus digunakan untuk memompa air dari reservoir bawah kembali ke reservoir atas. Misalnya, jika pembangkit listrik PHES dengan empat turbin 400 megawatt beroperasi selama delapan jam berturut-turut, ia dapat menghasilkan listrik yang setara dengan konsumsi energi harian hampir 1,6 juta rumah tangga *2.

Toshiba adalah pemimpin lama dalam teknologi PHES, dan penggagas dari salah satu kemajuan teknologi paling penting di sektor ini yaitu, sistem PHES pertama di dunia yang kecepatannya dapat diatur. Kecepatan yang dapat disesuaikan berarti bahwa, selama operasi pembangkitan dan pemompaan, tenaga listrik dari dan ke sistem PHES dapat dikontrol sebagai suatu respon terhadap perubahan frekuensi kisi2, yang terakhir dicapai dengan penyesuaian kecepatan rotasi motor pembangkit sistem PHES. Sistem PHES berkecepatan tinggi berkontribusi pada operasi yang lebih efisien dan stabilitas jaringan listrik yang lebih baik.

Baterai isi-ulang adalah solusi penyimpanan energi elektrokimia. Mereka tidak menyimpan listrik seperti — ketika bahan anoda dalam elektroda positif dan bahan katoda dalam elektroda negatif direndam dalam elektrolit, terjadi reaksi elektrokimia yang melepaskan energi listrik. Reaksi elektrokimia terbalik, pengisian, terjadi ketika listrik dipasangkan dari sumber eksternal. Ini mengembalikan bahan anoda dan katoda ke kondisi masing-masing sebelum dibuang dan memungkinkan penggunaan berulang.

Terlepas dari dua teknologi ini, upaya penelitian dan pengembangan sedang berlangsung untuk banyak teknologi penyimpanan energi yang berbeda, termasuk sistem penyimpanan energi hydrogen dengan sel bahan bakar yang secara kimia mengubah hidrogen dan energi oksigen menjadi energi listrik.        

Inovasi-inovasi ini menciptakan beragam teknologi penyimpanan energi yang mendukung gaya hidup kita dengan mengurangi gangguan pada keseimbangan pasokan-permintaan yang dapat menyebabkan pemadaman listrik. Penyimpanan energi membawa lebih banyak fleksibilitas ke jaringan listrik dengan membantu operator jaringan untuk mengelola sumber daya energi variabel seperti angin dan matahari.