energilagring – Store norske leksikon (original) (raw)
Energilagring er lagring av produsert energi for bruk på et senere tidspunkt.
Faktaboks
Også kjent som
energiakkumulering
I et energiforsyningssystem oppstår det et behov for å lagre energi når det ikke er sammenfall mellom produksjon og forbruk av energi. En enhet som lagrer energi blir ofte omtalt som akkumulator eller batteri. Hovedprinsippet for energilagring er at energi som opptrer på en form som er vanskelig å lagre, omformes til en energiform som er egnet til å lagres.
Viktige egenskaper ved et energilager er
- energitettheten, det vil si mengden energi som kan lagres i et visst volum eller masse
- hvor hurtig oppladingen/oppfyllingen kan foregå og hvor hurtig den kan utlades/tømmes
- energitapet ved opp- og utladingen og under selve lagringsperioden
Energilagring er særlig aktuelt i tilknytning til utnyttelse av fornybare energikilder som er såkalt intermittente, det vil si at energitilgangen i stor grad styres av ikke kontrollerbare fenomener i naturen som vind, sol, nedbør, tidevann med videre. For å tilpasse energiproduksjonen til forbruket, kan det være nødvendig å mellomlagre produsert energi i et kortere eller lengre tidsrom.
De vanligste formene for energilagring er mekanisk energilagring, termisk energilagring, elektrisk energilagring og kjemisk energilagring.
Mekanisk energilagring
Blåsjø-magasinet er Norges største energilager med en lagringskapasitet på 7,8 TWh.
I det norske energisystemet er lagring av store vannmasser i høytliggende reguleringsmagasiner den viktigste formen for lagring av potensiell energi. Slike magasiner er nødvendige for å sikre reguleringsevnen (se regulerkraft) i vannkraftverkene slik at de kan håndtere både sesong- og døgnvariasjonene i elforbruket. I de fleste reguleringsmagasinene lagres energi ved å holde vann tilbake, men lagringsevnen kan også forsterkes ved å utstyre anlegget med et pumpekraftverk.
Noen andre aktuelle metoder for mekaniske energiformer:
Trykkluft
Luft som settes under trykk (se trykkluft), og som blir magasinert i trykkfaste beholdere, representerer en form for indre energi (se energi), som for eksempel kan brukes for drift av gassturbiner for levering av topplast.
Svinghjul
Roterende masser kan oppta energi (rotasjonsenergi) og brukes for akkumulering av mindre energimengder. Et eksempel på roterende masse er svinghjul, med egenskaper til hurtig opp- og utlading, og høy virkningsgrad over kort tid. Dette kan for eksempel utnyttes i kjøretøyer til regenerativ bremsing, hvor energien lagres i svinghjulet og senere frigjøres til bruk under akselerasjon.
- Les mer om svinghjul – energilager.
Gravitasjonslager med fast masse
Lagring av potensiell energi kan også gjøres ved hjelp av fast masse. Ved hjelp av heiser drevet av en elektrisk motor kan tung masse bringes til et høyere nivå. Ved behov kan den oppnådde potensielle energien utnyttes til drift av en generator. Slike systemer er laget for produksjon av balansekraft.
Termisk energilagring
Varmelager til et fjernvarmeverk ved Klosterneuburg i Østerrike.
Lagring av store varmemengder i dampakkumulatorer eller varmtvannsakkumulatorer brukes i varmeforbrukende industri, kraftvarmeverk og varmesentraler. Økt utnyttelse av solenergi for romoppvarming og til varmtvannsberedere har aktualisert termisk energilagring. Det benyttes også store, meget godt isolerte varmtvannstanker for sesonglagring av varme.
Faseoverganger av kjemiske stoffer (for eksempel fra fast til flytende form) krever ofte tilført varme, som gir en mulighet for lagring av varme. Ved motsatt faseovergang (for eksempel fra flytende til fast form) blir magasinert varme gjenvunnet. Mange faseoverganger er svært energikrevende, slik at man oppnår en høy energitetthet. For eksempel benytter et såkalt saltsmeltebatteri salter med stor smeltevarme og egnet smeltepunkt.
Lagring av varme med et lav temperatur kan også skje i grunnen (berggrunn, grunnvann). Det skjer ved at varme pumpes ned i energibrønner og dermed avsettes som grunnvarme. Når varmen skal hentes ut, må den normalt oppgraderes til egnet temperaturnivå ved hjelp av varmepumpe. For bygg som over året har et balansert varme- og kjølebehov, vil man ved energilagring i grunnen oppnå å redusere behovet for antall energibrønner.
Elektrisk energilagring
Elektrisk energilagring skjer i akkumulatorer (se også batterier). De vanligste akkumulatorene har inntil nylig vært blyakkumulator og nikkel- kadmiumbatteri, men disse blir nå i stor grad erstattet av lettere og mer effektive akkumulatorer, som for eksempel litium-ion batterier.
For raske og kortvarige lastendringer brukes også såkalte superkondensatorer som mellomlager. Dette er kondensatorer med relativt stor ladningskapasitet (se kapasitans), som for eksempel kan lagre regenerert bremseenergi i kjøretøyer for etterfølgende bruk til akselerasjon.
- Les mer om superkondensator.
Kjemisk energilagring
Kjemisk energilagring gjøres hovedsakelig ved elektrokjemiske prosesser, for eksempel ved opplading av akkumulatorer.
Kjemisk energilagring kan også oppnås ved å omforme elektrisitet til et energirikt brensel i form av gass som hydrogen og metan. Dette gjøres ved hjelp av elektrolyse som reduserer vann til oksygen og hydrogen. Ved å kombinere hydrogen med karbondioksid kan man eventuelt fremstille metan i en såkalt Sabatier-prosess. Hydrogen kan også omformes til et flytende brensel som metanol eller ammoniakk.
- Les mer om Sabatier-prosess og ammoniakk – energibærer.