با افزایش روزافزون تقاضای برق، ضرورت دستیابی به تأمین پایدار انرژی و گسترش بهره‌برداری از منابع تجدیدپذیر، فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی به یکی از ارکان حیاتی و محورهای بنیادین در برنامه‌ریزی‌های کلان و تحول ساختاری صنعت برق تبدیل شده‌اند. نوسانات ذاتی در میزان تولید نیروگاه‌های خورشیدی و بادی، محدودیت‌های ظرفیت تولید در ساعات اوج مصرف و نیاز مبرم به ایجاد تعادل مستمر میان تولید و مصرف، اهمیت به‌کارگیری راهکارهایی را که امکان ذخیره انرژی و بازگرداندن آن در زمان‌های مورد نیاز را فراهم می‌کنند، دوچندان کرده است.
ذخیره‌ساز‌های انرژی با جذب و نگهداری انرژی در زمان مازاد تولید و تزریق هوشمندانه آن به شبکه در دوره‌های افزایش تقاضا یا کاهش تولید، نقش مؤثری در بهبود مدیریت بار، ارتقای پایداری شبکه برق و رفع محدودیت‌های بهره‌برداری از نیروگاه‌های تجدیدپذیر ایفا می‌کنند. این فناوری‌ها در قالب راهکارهای متنوعی از جمله باتری‌های الکتروشیمیایی، نیروگاه‌های تلمبه‌ذخیره‌ای و سامانه‌های ذخیره‌سازی حرارتی توسعه یافته‌اند که هر یک متناسب با ظرفیت، مدت‌زمان ذخیره‌سازی و نیازهای خاص شبکه، کاربردهای متفاوتی دارند. در این چارچوب، توسعه ذخیره‌ساز‌های انرژی صرفاً به معنای ایجاد ظرفیت جدید برای نگهداری برق نیست، بلکه ابزاری راهبردی برای افزایش انعطاف‌پذیری شبکه، بهینه‌سازی بهره‌برداری از ظرفیت‌های موجود و تسهیل توسعه انرژی‌های پاک به شمار می‌رود؛ ظرفیتی که می‌تواند در کنار توسعه تولید، مدیریت مصرف و تقویت زیرساخت‌های شبکه، بخشی از راهکارهای صنعت برق برای پاسخ‌گویی به نیازهای فزاینده انرژی کشور باشد.
فرآیند عملکرد ذخیره‌ساز‌های برق شامل سه مرحله اصلی دریافت انرژی، ذخیره‌سازی و بازگرداندن انرژی به شبکه یا مصرف‌کننده است. در مرحله نخست، انرژی الکتریکی در زمان‌هایی مانند نیمه‌شب‌ها که تولید از مصرف پیشی می‌گیرد و یا برق با هزینه کمتری در دسترس است، به سامانه ذخیره‌سازی منتقل می‌شود. این انرژی بسته به نوع فناوری، به شکل شیمیایی، مکانیکی، حرارتی یا سایر قالب‌ها نگهداری می‌شود. در مرحله بعد، در ساعات اوج مصرف مانند اواسط روزهای گرم سال که تقاضا به شدت افزایش می‌یابد یا زمانی که به دلیل نبود تابش خورشید، تولید پنل‌های خورشیدی متوقف می‌شود، انرژی ذخیره‌شده آزاد شده و در اختیار شبکه یا مصرف‌کننده قرار می‌گیرد. برای نمونه، در سامانه‌های باتری‌محور، برق ورودی از طریق تجهیزات الکترونیکی قدرت به جریان و ولتاژ مناسب برای شارژ باتری تبدیل می‌شود و هنگام نیاز، انرژی شیمیایی ذخیره‌شده دوباره به انرژی الکتریکی تبدیل و از طریق مبدل‌ها به شبکه تزریق می‌شود. در نیروگاه‌های تلمبه‌ذخیره‌ای نیز از برق مازاد برای پمپاژ آب به مخزنی در ارتفاع بالاتر استفاده می‌شود؛ سپس در زمان نیاز، آب با رهاسازی از ارتفاع و چرخاندن توربین، برق تولید می‌کند که نمونه‌ای از آن در «سد سیاه بیشه» در کشور موجود است.
یکی از مهم‌ترین کاربردهای این فناوری، کمک به مدیریت اوج مصرف و کاهش فشار بر شبکه است. همچنین، ذخیرهسازها با نگهداری بخشی از برق تولیدشده در ساعات آفتابی یا هنگام وزش باد و استفاده از آن در ساعات دیگر، امکان استفاده مؤثرتر از ظرفیت نیروگاه‌های تجدیدپذیر را فراهم می‌کنند. علاوه بر این، ذخیرهسازها می‌توانند در تنظیم فرکانس، کنترل نوسان‌های کوتاه‌مدت شبکه، مدیریت تغییرات ناگهانی تولید و مصرف و تأمین برق پشتیبان برای تأسیسات حیاتی نقش مؤثری ایفا کنند. اگرچه ذخیره‌ساز‌های برق به‌تنهایی تولیدکننده انرژی اولیه نیستند و فرآیند ذخیره‌سازی با مقداری اتلاف همراه است، اما با جابه‌جایی زمانی عرضه برق، به مدیریت ناترازی کمک شایانی می‌کنند. انتخاب فناوری مناسب نیز مستلزم بررسی عواملی مانند هزینه سرمایه‌گذاری، ظرفیت ذخیره‌سازی، طول عمر، بازده و نیازهای عملیاتی شبکه است. با توجه به اتکای کشور بر نیروگاه‌های تجدیدپذیر خورشیدی و تأثیر شرایط اقلیمی بر اوج مصرف بار، استفاده از این فناوری می‌تواند پایداری شبکه برق کشور را تضمین کند.
در همین راستا، اولین ذخیره‌ساز انرژی کشور با فناوری باتری لیتیوم-یون و با بهره‌گیری از سیستم‌های خنک‌کننده توسط «توزیع نیروی برق تهران بزرگ» به کار گرفته شد. این سامانه که وظیفه ذخیره برق در زمان کم‌باری و تحویل آن در زمان اوج مصرف را بر عهده دارد، علاوه بر مدیریت بهینه اوج بار، برای مشارکت در کنترل فرکانس و ولتاژ، پیک‌سایی و کاهش خاموشی‌های ناخواسته نیز به کار می‌رود.
مینو غلامی، مجری طرح ذخیره‌ساز‌های انرژی «ساتبا»، با تأکید بر اینکه باطری‌های بزرگ‌مقیاس متداول‌ترین ذخیره‌ساز‌های انرژی در کشور هستند، اظهار داشت: «این تجهیزات با قرار گرفتن در کنار نیروگاه‌ها به‌ویژه نیروگاه‌های تجدیدپذیر، وظایف مهمی از جمله کنترل فرکانس و مدیریت پیک بار شبکه را انجام می‌دهند.» وی افزود: «این امکان به حدود ۱۰ نیروگاه بزرگ‌مقیاس توانایی ذخیره‌سازی برق علاوه بر تولید آن را می‌دهد. با توجه به اینکه حدود ۹۰ درصد خاموشی‌های ناشی از ناپایداری شبکه در جهان به دلیل ماهیت متغیر نیروگاه‌های تجدیدپذیر است، استفاده از ذخیرهسازها یک ضرورت است.»
مجری طرح ذخیره‌ساز‌های انرژی «ساتبا» ادامه داد: «توانیر طی مجوزهای اعطایی، نصب ذخیره‌ساز انرژی به میزان ۲۰ درصد ظرفیت نیروگاه را برای نیروگاه‌های تجدیدپذیر به عنوان یک قانون الزامی ابلاغ کرده است. در همین راستا، ۱۰ سایت بزرگ نیروگاه تجدیدپذیر برای توسعه ذخیرهسازها در نظر گرفته شده‌اند و اراده و اتفاق‌نظر برای همکاری در مجموعه «وزارت نیرو»، شرکت‌های تابعه و «پژوهشگاه نیرو» وجود دارد.» وی افزود: «برنامه‌ریزی‌ها برای به‌کارگیری ۵۰۰ مگاوات ساعت ذخیره‌ساز برق در نیروگاه‌های خورشیدی انجام شده که ۶۰ درصد این میزان تا پایان سال جاری و باقی‌مانده آن اوایل سال آینده وارد مدار بهره‌برداری خواهد شد.»
مینو غلامی با اشاره به اهمیت رشد بعد اقتصادی احداث و توسعه ذخیرهسازها گفت: «مجموعه «وزارت نیرو» و شرکت «توانیر» با همکاری «پژوهشگاه نیرو» در حال برنامه‌ریزی برای توسعه مدل‌های اقتصادی هستند تا احداث ذخیره‌ساز‌های انرژی برای سرمایه‌گذاران جذاب و باصرفه باشد. در بسیاری از کشورهای توسعه‌یافته از جمله چین و ایالات متحده، احداث ذخیرهسازها حتی از میزان احداث نیروگاه‌های تجدیدپذیر نیز پیشی گرفته است که گواهی بر اهمیت این سامانه‌هاست. در ایران نیز استفاده از سامانه‌های ذخیره‌ساز یک الزام است و باید همگام با توسعه شبکه تولید و توزیع انرژی، به توسعه این مهم پرداخت تا علاوه بر مدیریت بهینه اوج بار، افزایش پایداری شبکه توزیع در سراسر کشور محقق شود.»
