אגירת אנרגיה

אגירת אנרגיה מתאר מכלול תהליכים שנועדו להמיר אנרגיה ולאגור אותה, בצורות שונות, באופן שיאפשר להשתמש בה (כמות שהיא או לאחר המרה) במועד מאוחר יותר על פי צורכי השוק. חלק משיטות אגירת האנרגיה נפוצות מאוד ומהוות חלק משמעותי בשוק האנרגיה (כמו תחנות כוח הידרואלקטריות) ולחלקן טרם נמצא יישום שיאפשר להן להיות משמעותיות בשוק האנרגיה (למשל מוליכי העל וגלגל התנופה)

אגירת אנרגיה בהיסטוריה

אגירת האנרגיה הראשונה שהתקיימה (ומתקיימת) היא היכולת של הגוף החי להמיר מזון לשומן בתקופות בה המזון נמצא בשפע ולהמיר את השומן בחזרה לאנרגיה בשעות מחסור.
אגירת אנרגיה מתוכננת התקיימה על ידי האנושות עוד משחר ההיסטוריה כשהאדם אגר אנרגיה בצורות שונות, כחומר בערה כמו עץ ופחם (על מנת להשתמש בהם לשריפה בתקופת החורף), במהפיכה החקלאית כשהאדם זרע בתקופה אחת על מנת לצרוך בתקופה אחרת, מאוחר יותר כמזון מיובש/מומלח/משומר או כאגירת מים להפעלת טחנות קמח (ראו למשל את בריכת האגירה באתר שבע טחנות).

שיטות להמרת ואגירת אנרגיה

קיימות מגוון טכנולוגיות תעשייתיות להמרה ואגירה של אנרגיה ולרובן מטרה משותף והיא להוזיל את עלות הפקת החשמל על ידי ויסות היצור בין שעות עומס ושפל:

אנרגיה חשמלית פוטנציאלית

המתקן העיקרי שמסוגל לאגור אנרגיה חשמלית ישירה הוא הקבל שמאפשר לטעון מטען חשמלי ולפרוק אותו. היקף החשמל הפוטנציאלי האגור בקבל אינו גדול לכן טכנולוגיה זו משמשת ליישומים ספציפים ואינה מהווה, עדיין, חלופה לאספקת חשמל לרשת. עם זאת, נעשים מחקרים לייצור קבל על לאגירת כמות גדולה של אנרגיה

אנרגיית דלקים

בקטגוריה זו כלולים כל הדלקים המשמשים מערכות לייצור חשמל מבוססות שריפה: סולר, מזוט, פחם, פצלי שמן, גזים דליקים (כולל גז טבעי, חמצן, מימן ועוד), כבול ושבבי עץ. את כל המשאבים האלו ניתן לאגור במיכלים רגילים (סולר, מזוט), מיכלי לחץ (גז) ומערומים (פחם, פצלים). ייצור חשמל מאנרגיה זו נעשית על יד שריפתם בתחנות כוח, טורבינות גז ותאי שריפה. יכולת האגירה שלהם מאפשרת ויסות הייצור בהתאם להיקף הצריכה.

אנרגיה גרביטציונית

קטגוריה זו מתייחסת לאנרגיה בעלת פוטנציאל גרביטציוני ולמתקנים המסוגלים לאגור אנרגיה זו. בדרך כלל מדובר על מתקנים כמו סכרים ומגדלים שמסוגלים לאגור מים במפלס גבוה ולהעבירם דרך טורבינות בתחנות כוח הידרואלקטריות על מנת לייצר חשמל. צורה זו של אגירת מים בסכרים מאפשרת ויסות ייצור החשמל בהתאם לעומסי הצריכה.
בתחילת המאה ה-20 הוקמה בישראל תחנת כוח הידרואלקטרית בנהריים ולשם כך הוקם בקרבתה מאגר לקליטת מי נהר הירמוך ונהר הירדן (דרך תעלת הטיה) להזנת הטורבינות. במסגרת התוכניות להקמת תעלת הימים מתוכננות תחנות כוח הידרואלקטריות לאורך מסלול התעלה וכן הקמת מאגרי מים לשירות התחנות.
בחלק מהמדינות, בהם קיימים מתקני אחסון מים, מתקיים תהליך של שאיבת אנרגיה בה מנוצל חשמל רשת בשעות של שפל בצריכה כדי לשאוב מים מתחתית המאגר לראשו ואז להשתמש במים אלו כדי לייצר חשמל בשעות עומס.

אנרגיה מגנטית

מחקרים שהחלו בתחילת המאה ה-20 בתחום מוליכות-על הראו שניתן לאגור אנרגיה בסליל ממוגנט המקורר קרוב לאפס המוחלט ולהשתמש באנרגיה זו בשלב מאוחר יותר. טכנולוגיה זו אפשרית אך יקרה מדי לשימוש תעשייתי.

אנרגיה גרעינית

הקטגוריה של אנרגיה גרעינית מתייחסת לפוטנציאל האנרגטי האגור בחומרים רדיואקטיבים מסוימים וליכולת לשלוט בהפקת אנרגיה זו בתהליך של ביקוע גרעיני בכורים גרעיניים המשמשים להפקת אנרגיה. מערכת הבקרה של תהליך הפקת האנרגיה מאפשרת לשלוט בכמות האנרגיה המופקת מהכור בהתאם להיקף הצריכה. יש לזכור שהמרת האנרגיה כאן היא חד כוונית.

סינכרון לרשת החשמל

אחד מהאתגרים העומדים בפיתוח תהליכי אגירה של אנרגיה והמרתה חזרה לחשמל הוא הסנכרון מול זרם החילופין בו נעשה שימוש ברשת של חברת חשמל. קיימות מספר יחידות ציוד שמסנכרנות את התדר של החשמל המיוצר עם תדר הרשת (50 הרץ/לשניה בישראל) עד לנקודה בה מתאפשר החיבור לרשת. חיבור כזה דורש בדיקה ואישור של חברת החשמל לישראל.