1. Αρχή και χαρακτηριστικά της τεχνολογίας αποθήκευσης ενέργειας
Η συσκευή αποθήκευσης ενέργειας που αποτελείται από εξαρτήματα αποθήκευσης ενέργειας και η συσκευή πρόσβασης στο δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας που αποτελείται από ηλεκτρονικές συσκευές ισχύος γίνονται τα δύο κύρια μέρη του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας.Η συσκευή αποθήκευσης ενέργειας είναι σημαντική για την πραγματοποίηση αποθήκευσης, απελευθέρωσης ή γρήγορης ανταλλαγής ενέργειας.Η συσκευή πρόσβασης στο ηλεκτρικό δίκτυο πραγματοποιεί την αμφίδρομη μεταφορά και μετατροπή ενέργειας μεταξύ της συσκευής αποθήκευσης ενέργειας και του δικτύου ισχύος και πραγματοποιεί τις λειτουργίες ρύθμισης αιχμής ισχύος, βελτιστοποίησης ενέργειας, αξιοπιστίας τροφοδοσίας και σταθερότητας του συστήματος ισχύος.
Το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας έχει ένα ευρύ φάσμα χωρητικότητας, από δεκάδες κιλοβάτ έως εκατοντάδες μεγαβάτ.Το χρονικό διάστημα εκφόρτισης είναι μεγάλο, από χιλιοστά του δευτερολέπτου σε ώρα.Ευρύ φάσμα εφαρμογών, σε ολόκληρο το σύστημα παραγωγής ενέργειας, μεταφοράς, διανομής, ηλεκτρικής ενέργειας.Η έρευνα και η εφαρμογή της τεχνολογίας αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης κλίμακας μόλις ξεκινά, η οποία είναι ένα ολοκαίνουργιο θέμα και επίσης ένα καυτό ερευνητικό πεδίο στο εσωτερικό και στο εξωτερικό.
2. Κοινές μέθοδοι αποθήκευσης ενέργειας
Επί του παρόντος, οι σημαντικές τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας περιλαμβάνουν την αποθήκευση φυσικής ενέργειας (όπως αποθήκευση αντλούμενης ενέργειας, αποθήκευση ενέργειας πεπιεσμένου αέρα, αποθήκευση ενέργειας σφονδύλου κ.λπ.), αποθήκευση χημικής ενέργειας (όπως όλα τα είδη μπαταριών, μπαταρίες ανανεώσιμων πηγών καυσίμου, ροή υγρού μπαταρίες, υπερπυκνωτές κ.λπ.) και αποθήκευση ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας (όπως αποθήκευση υπεραγώγιμης ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας κ.λπ.).
1) Η πιο ώριμη και ευρέως χρησιμοποιούμενη φυσική αποθήκευση ενέργειας είναι η αντλούμενη αποθήκευση, η οποία είναι σημαντική για τη ρύθμιση αιχμής, την πλήρωση κόκκων, τη διαμόρφωση συχνότητας, τη ρύθμιση φάσης και το απόθεμα έκτακτης ανάγκης του συστήματος ισχύος.Ο χρόνος απελευθέρωσης της αντλούμενης αποθήκευσης μπορεί να είναι από μερικές ώρες έως λίγες ημέρες και η απόδοση της ενεργειακής μετατροπής κυμαίνεται από 70% έως 85%.Η περίοδος κατασκευής του σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με αντλία αποθήκευσης είναι μακρά και περιορισμένη από το έδαφος.Όταν ο σταθμός ηλεκτροπαραγωγής απέχει πολύ από την περιοχή κατανάλωσης ενέργειας, η απώλεια μετάδοσης είναι μεγάλη.Η αποθήκευση ενέργειας πεπιεσμένου αέρα έχει εφαρμοστεί ήδη από το 1978, αλλά δεν έχει προωθηθεί ευρέως λόγω του περιορισμού του εδάφους και των γεωλογικών συνθηκών.Η αποθήκευση ενέργειας του σφονδύλου χρησιμοποιεί έναν κινητήρα για να κινεί τον σφόνδυλο ώστε να περιστρέφεται με υψηλή ταχύτητα, ο οποίος μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε μηχανική ενέργεια και την αποθηκεύει.Όταν είναι απαραίτητο, ο σφόνδυλος οδηγεί τη γεννήτρια για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.Η αποθήκευση ενέργειας του σφονδύλου χαρακτηρίζεται από μεγάλη διάρκεια ζωής, χωρίς ρύπανση, μικρή συντήρηση, αλλά χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως συμπλήρωμα στο σύστημα μπαταρίας.
2) Υπάρχουν πολλοί τύποι αποθήκευσης χημικής ενέργειας, με διαφορετικά επίπεδα τεχνολογικής ανάπτυξης και προοπτικές εφαρμογής:
(1) Η αποθήκευση ενέργειας από μπαταρίες είναι η πιο ώριμη και αξιόπιστη τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας επί του παρόντος.Σύμφωνα με τις διαφορετικές χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται, μπορεί να χωριστεί σε μπαταρία μολύβδου-οξέος, μπαταρία νικελίου-καδμίου, μπαταρία νικελίου-υδριδίου μετάλλου, μπαταρία ιόντων λιθίου, μπαταρία θείου νατρίου κ.λπ. Η μπαταρία μολύβδου-οξέος έχει μια ώριμη τεχνολογία, μπορεί να γίνει σύστημα μαζικής αποθήκευσης και το κόστος ενέργειας μονάδας και το κόστος του συστήματος είναι χαμηλό, ασφαλές και αξιόπιστο και η επαναχρησιμοποίηση είναι καλή αναμονή για ένα χαρακτηριστικό, είναι επί του παρόντος το πιο πρακτικό σύστημα αποθήκευσης ενέργειας, έχει χρησιμοποιηθεί σε μικρή αιολική ενέργεια, συστήματα παραγωγής φωτοβολταϊκών , καθώς και μικρού και μεσαίου στο σύστημα κατανεμημένης παραγωγής χρησιμοποιείται ευρέως, αλλά επειδή ο μόλυβδος είναι ρύπανση από βαρέα μέταλλα, οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος δεν είναι το μέλλον.Οι προηγμένες μπαταρίες όπως οι μπαταρίες ιόντων λιθίου, νατρίου-θείου και νικελίου-υδριδίου μετάλλου έχουν υψηλό κόστος και η τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης χωρητικότητας δεν είναι ώριμη.Η απόδοση των προϊόντων δεν μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις αποθήκευσης ενέργειας επί του παρόντος και η οικονομία δεν μπορεί να εμπορευματοποιηθεί.
(2) Η μεγάλης κλίμακας μπαταρία ανανεώσιμης ενέργειας καυσίμου έχει υψηλή επένδυση, υψηλή τιμή και χαμηλή απόδοση μετατροπής κύκλου, επομένως δεν είναι κατάλληλη προς το παρόν να χρησιμοποιηθεί ως εμπορικό σύστημα αποθήκευσης ενέργειας.
(3) Η μπαταρία αποθήκευσης ενέργειας υγρής ροής έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής απόδοσης μετατροπής ενέργειας, του χαμηλού κόστους λειτουργίας και συντήρησης και είναι μία από τις τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας και ρύθμισης αποδοτικής και μεγάλης κλίμακας συνδεδεμένης στο δίκτυο παραγωγής ενέργειας.Η τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας υγρής ροής έχει εφαρμοστεί σε επιδεικτικές χώρες όπως οι ΗΠΑ, η Γερμανία, η Ιαπωνία και το Ηνωμένο Βασίλειο, αλλά εξακολουθεί να βρίσκεται σε στάδιο έρευνας και ανάπτυξης στην Κίνα.
Ώρα δημοσίευσης: Αυγ-17-2022
