ኤሌክትሪክን ከአውታረ መረቡ ላይ እንዴት ማከማቸት ይቻላል?

ላለፉት 50 ዓመታት በአለም አቀፍ የኤሌትሪክ ፍጆታ ላይ ቀጣይነት ያለው ጭማሪ ታይቷል፣ በ2021 ወደ 25,300 ቴራዋት-ሰአት ጥቅም ላይ እንደሚውል ተገምቷል። እነዚህ ቁጥሮች የኢንዱስትሪ እና ሌሎች የኢኮኖሚ ዘርፎች የኃይል መስፈርቶችን ሳያካትት በየዓመቱ እየጨመረ ነው. ይህ የኢንደስትሪ ለውጥ እና ከፍተኛ የሃይል ፍጆታ ከአየር ንብረት ለውጥ ጋር ተያይዞ የሚፈጠረው ከልክ ያለፈ የሙቀት አማቂ ጋዞች ልቀት ጋር ተጣምሮ ነው። በአሁኑ ጊዜ አብዛኛዎቹ የኃይል ማመንጫዎች እና ፋሲሊቲዎች እነዚህን ፍላጎቶች ለማሟላት በቅሪተ አካላት (ዘይት እና ጋዝ) ላይ ጥገኛ ናቸው። እነዚህ የአየር ንብረት ስጋቶች የተለመዱ ዘዴዎችን በመጠቀም ተጨማሪ የኃይል ማመንጫዎችን ይከለክላሉ. በመሆኑም ከታዳሽ ምንጮች የሚመነጨውን ቀጣይ እና አስተማማኝ የሃይል አቅርቦት ለማረጋገጥ ቀልጣፋ እና አስተማማኝ የኢነርጂ ማከማቻ ስርዓቶችን ማሳደግ አስፈላጊ እየሆነ መጥቷል።

የኢነርጂ ሴክተሩ ወደ ታዳሽ ኃይል ወይም "አረንጓዴ" መፍትሄዎች በመቀየር ምላሽ ሰጥቷል. ሽግግሩ በተሻሻሉ የማምረቻ ቴክኒኮች ታግዟል፣ ለምሳሌ የንፋስ ተርባይን ቢላዎችን በብቃት በማምረት። እንዲሁም ተመራማሪዎች የፎቶቮልታይክ ሴሎችን ውጤታማነት ማሻሻል ችለዋል, ይህም በእያንዳንዱ የአጠቃቀም አካባቢ የተሻለ የኃይል ማመንጨትን ያመጣል. እ.ኤ.አ. በ 2021 ከሶላር ፎቶቮልታይክ (PV) ምንጮች የኤሌክትሪክ ኃይል ማመንጨት በከፍተኛ ደረጃ ጨምሯል ፣ ሪከርድ 179 TWh ደርሷል እና ከ 2020 ጋር ሲነፃፀር የ 22% እድገትን ይወክላል። ከውሃ እና ከንፋስ በኋላ የኃይል ምንጭ.

ነገር ግን፣ እነዚህ ግኝቶች የታዳሽ ሃይል ስርዓት አንዳንድ የተፈጥሮ ድክመቶችን፣ በዋናነት ተገኝነትን አይፈቱም። አብዛኛዎቹ እነዚህ ዘዴዎች እንደ የድንጋይ ከሰል እና የዘይት ኃይል ማመንጫዎች በፍላጎት ኃይል አያመጡም. የፀሐይ ኃይል ውፅዓት ለምሳሌ ቀኑን ሙሉ በፀሃይ ጨረር ማእዘኖች እና በ PV ፓነል አቀማመጥ ላይ በመመርኮዝ ልዩነቶች ይገኛሉ። በክረምት ወቅት እና በጣም ደመናማ በሆኑ ቀናት ውስጥ ምርቱ በከፍተኛ ሁኔታ እየቀነሰ በሌሊት ምንም አይነት ኃይል ማመንጨት አይችልም። የንፋስ ሃይል በነፋስ ፍጥነት ላይ ተመስርቶ በተለዋዋጭነት ይሠቃያል. ስለዚህ ዝቅተኛ የውጤት ጊዜ ውስጥ የኃይል አቅርቦትን ለማስቀጠል እነዚህ መፍትሄዎች ከኃይል ማጠራቀሚያ ዘዴዎች ጋር መያያዝ አለባቸው.

የኃይል ማከማቻ ስርዓቶች ምንድ ናቸው?

የኃይል ማከማቻ ስርዓቶች በኋላ ደረጃ ላይ ጥቅም ላይ እንዲውል ኃይልን ማከማቸት ይችላሉ. በአንዳንድ ሁኔታዎች፣ በተከማቸ ሃይል እና በተሰጠው ሃይል መካከል የኃይል መለዋወጥ አይነት ይኖራል። በጣም የተለመደው ምሳሌ እንደ ሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ወይም እርሳስ-አሲድ ባትሪዎች ያሉ የኤሌክትሪክ ባትሪዎች ናቸው. በኤሌክትሮዶች እና በኤሌክትሮላይቶች መካከል በሚደረጉ ኬሚካላዊ ምላሾች የኤሌክትሪክ ኃይል ይሰጣሉ.

ባትሪዎች ወይም BESS (የባትሪ ኃይል ማከማቻ ስርዓት) በዕለት ተዕለት ሕይወት ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውለውን በጣም የተለመደው የኃይል ማከማቻ ዘዴን ይወክላሉ። በግድብ ውስጥ የተከማቸ የውሃ እምቅ ኃይልን ወደ ኤሌክትሪክ ኃይል የሚቀይሩ እንደ የውሃ ኃይል ማመንጫዎች ያሉ ሌሎች የማከማቻ ስርዓቶች አሉ። ወደ ታች የሚወርደው ውሃ የኤሌክትሪክ ኃይል የሚያመነጨውን ተርባይን የዝንብ ጎማውን ይለውጠዋል. ሌላው ምሳሌ የተጨመቀ ጋዝ ነው፣ ጋዙ ሲለቀቅ የተርባይኑን ጎማ ያዞራል።

ባትሪዎችን ከሌሎቹ የማጠራቀሚያ ዘዴዎች የሚለየው አቅማቸው የሚሠራባቸው ቦታዎች ነው። ከትናንሽ መሳሪያዎች እና ከአውቶሞቢል የሃይል አቅርቦት እስከ የቤተሰብ አፕሊኬሽኖች እና ትላልቅ የፀሐይ እርሻዎች፣ ባትሪዎች ከማንኛውም ፍርግርግ ውጪ ማከማቻ መተግበሪያ ጋር ሊጣመሩ ይችላሉ። በሌላ በኩል የውሃ ኃይል እና የተጨመቁ የአየር ዘዴዎች ለማከማቻ በጣም ትልቅ እና ውስብስብ መሠረተ ልማቶችን ይፈልጋሉ. ይህ እንዲጸድቅ በጣም ትልቅ አፕሊኬሽኖችን የሚጠይቁ በጣም ከፍተኛ ወጪዎችን ያስከትላል።

ከግሪድ ውጪ ማከማቻ ስርዓቶች መያዣዎችን ተጠቀም።

ቀደም ሲል እንደተገለፀው ከግሪድ ውጪ የማጠራቀሚያ ስርዓቶች አጠቃቀሙን ሊያመቻቹ እና እንደ ፀሀይ እና የንፋስ ሃይል ባሉ ታዳሽ ሃይል ዘዴዎች ላይ ጥገኛ መሆን ይችላሉ። ቢሆንም, ከእንደዚህ አይነት ስርዓቶች በእጅጉ ሊጠቅሙ የሚችሉ ሌሎች መተግበሪያዎች አሉ

የከተማው ኤሌክትሪክ መረቦች የእያንዳንዱን ከተማ አቅርቦትና ፍላጎት መሰረት በማድረግ ትክክለኛውን የሃይል መጠን ለማቅረብ ያለመ ነው። የሚፈለገው ኃይል ቀኑን ሙሉ ሊለዋወጥ ይችላል. ከፍርግርግ ውጪ የማከማቻ ስርዓቶች መለዋወጥን ለማርገብ እና ከፍተኛ ፍላጎት በሚኖርበት ጊዜ የበለጠ መረጋጋትን ለመስጠት ስራ ላይ ውለዋል። ከተለየ አተያይ፣ ከፍርግርግ ውጪ የማጠራቀሚያ ስርዓቶች በዋናው የኃይል ፍርግርግ ውስጥ ወይም በታቀደላቸው የጥገና ጊዜዎች ውስጥ ያልተጠበቁ ቴክኒካል ስህተቶችን ለማካካስ ከፍተኛ ጠቀሜታ ይኖራቸዋል። አማራጭ የኃይል ምንጮችን መፈለግ ሳያስፈልጋቸው የኃይል መስፈርቶችን ሊያሟሉ ይችላሉ. አንድ ሰው ለምሳሌ በየካቲት 2023 መጀመሪያ ላይ የቴክሳስ የበረዶ አውሎ ንፋስ ወደ 262 000 የሚጠጉ ሰዎችን ያለ ሃይል ያተረፈ ሲሆን ጥገናው በአስቸጋሪ የአየር ሁኔታ ምክንያት ዘግይቷል ።

የኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች ሌላ መተግበሪያ ናቸው. የባትሪዎችን ዕድሜ እና የሃይል እፍጋት መጠን ለመለካት ተመራማሪዎች የባትሪ ማምረቻ እና የመሙያ/የመሙላት ስልቶችን ለማመቻቸት ብዙ ጥረት አድርገዋል። የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች በዚህ አነስተኛ አብዮት ግንባር ቀደም ሆነው በአዳዲስ የኤሌክትሪክ መኪኖች ውስጥ ግን በኤሌክትሪክ አውቶቡሶች ውስጥም በስፋት ጥቅም ላይ ውለዋል ። በዚህ ጉዳይ ላይ የተሻሉ ባትሪዎች ወደ ትልቅ ርቀት ሊመሩ ይችላሉ ነገር ግን በትክክለኛ ቴክኖሎጂዎች የኃይል መሙያ ጊዜን ይቀንሳል.

እንደ ዩኤቪ እና ሞባይል ሮቦቶች ያሉ ሌሎች የቴክኖሎጂ እድገቶች ከባትሪ ልማት በእጅጉ ተጠቃሚ ሆነዋል። እዚያም የእንቅስቃሴ ስልቶች እና የቁጥጥር ስልቶች በተሰጠው የባትሪ አቅም እና ኃይል ላይ ይመረኮዛሉ።

BESS ምንድን ነው?

BESS ወይም የባትሪ ሃይል ማከማቻ ስርዓት ሃይልን ለማከማቸት የሚያገለግል የሃይል ማከማቻ ስርዓት ነው። ይህ ኃይል ከዋናው ፍርግርግ ወይም ከታዳሽ የኃይል ምንጮች እንደ የንፋስ ኃይል እና የፀሐይ ኃይል ሊመጣ ይችላል. በተለያዩ አወቃቀሮች (ተከታታይ/ትይዩ) የተደረደሩ እና መስፈርቶቹን መሰረት ያደረጉ በርካታ ባትሪዎችን ያቀፈ ነው። የዲሲን ኃይል ለአገልግሎት ወደ ኤሲ ኃይል ለመቀየር የሚያገለግል ኢንቮርተር ጋር ተያይዘዋል። ሀየባትሪ አስተዳደር ስርዓት (ቢኤምኤስ)የባትሪ ሁኔታዎችን እና የመሙያ / የመሙላትን አሠራር ለመቆጣጠር ጥቅም ላይ ይውላል.

ከሌሎች የኢነርጂ ማከማቻ ስርዓቶች ጋር ሲነፃፀሩ በተለይ ለቦታው/ለመገናኘት ተለዋዋጭ ናቸው እና በጣም ውድ የሆነ መሠረተ ልማት አያስፈልጋቸውም ነገር ግን አሁንም ብዙ ወጪ የሚጠይቁ እና በአጠቃቀሙ ላይ የተመሰረተ ተጨማሪ መደበኛ ጥገና ያስፈልጋቸዋል.

BESS የመጠን እና የአጠቃቀም ልማዶች

የባትሪ ሃይል ማከማቻ ስርዓትን ሲጭኑ ልንፈታው የሚገባ ወሳኝ ነጥብ የመጠን መለኪያ ነው። ምን ያህል ባትሪዎች ያስፈልጋሉ? በምን ውቅር? በአንዳንድ አጋጣሚዎች የባትሪው አይነት ከዋጋ ቁጠባ እና ቅልጥፍና አንፃር በረዥም ጊዜ ውስጥ ወሳኝ ሚና ይጫወታል።

አፕሊኬሽኖች ከትናንሽ አባወራዎች እስከ ትላልቅ የኢንዱስትሪ ተክሎች ሊደርሱ ስለሚችሉ ይህ በእያንዳንዱ ጉዳይ ላይ ይከናወናል.

ለአነስተኛ አባወራዎች በተለይም በከተማ አካባቢዎች በጣም የተለመደው የታዳሽ ኃይል ምንጭ የፎቶቮልቲክ ፓነሎች በመጠቀም የፀሐይ ብርሃን ነው. መሐንዲሱ በአጠቃላይ የቤተሰቡን አማካኝ የኃይል ፍጆታ ግምት ውስጥ ያስገባ እና በዓመቱ ውስጥ ያለውን የፀሐይ ጨረር ለተወሰነ ቦታ ይገመግማል። የባትሪዎቹ ብዛት እና የፍርግርግ አወቃቀራቸው የሚመረጠው በዓመቱ ዝቅተኛው የፀሐይ ኃይል አቅርቦት ላይ ሲሆን ባትሪዎቹን ሙሉ በሙሉ አያሟጥጡም። ይህ ከዋናው ፍርግርግ ሙሉ በሙሉ የኃይል ገለልተኛነት እንዲኖር መፍትሄ እየወሰደ ነው.

በአንጻራዊ ሁኔታ መጠነኛ የኃይል መሙያ ሁኔታን መጠበቅ ወይም ሙሉ በሙሉ ባትሪዎቹን አለመልቀቅ በመጀመሪያ ሊታወቅ የሚችል ነገር ነው። ደግሞስ የማከማቻ ስርዓቱን ሙሉ በሙሉ ማውጣት ካልቻልን ለምን እንጠቀማለን? በፅንሰ-ሀሳብ ይቻላል፣ ነገር ግን የኢንቨስትመንትን ከፍተኛ ትርፍ የሚያስገኘው ስልት ላይሆን ይችላል።

የ BESS ዋነኛ ጉዳቶች አንዱ በአንጻራዊ ሁኔታ ከፍተኛ የባትሪ ዋጋ ነው. ስለዚህ የባትሪውን ዕድሜ ከፍ የሚያደርግ የአጠቃቀም ልማድ ወይም የመሙያ/የመሙላት ስልት መምረጥ አስፈላጊ ነው። ለምሳሌ የሊድ አሲድ ባትሪዎች ሊቀለበስ በማይችል ጉዳት ሳይደርስባቸው ከ50% በታች ሊወጡ አይችሉም። የሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ከፍተኛ የሃይል እፍጋት, ረጅም ዑደት ህይወት አላቸው. እንዲሁም ትላልቅ ክልሎችን በመጠቀም ሊለቀቁ ይችላሉ, ነገር ግን ይህ በጨመረ ዋጋ ነው የሚመጣው. በተለያዩ ኬሚስትሪ መካከል ከፍተኛ የዋጋ ልዩነት አለ፣ የእርሳስ አሲድ ባትሪዎች ተመሳሳይ መጠን ካለው ሊቲየም-አዮን ባትሪ ከመቶ እስከ ሺዎች ዶላር ርካሽ ሊሆኑ ይችላሉ። ለዚህም ነው በ 3 ኛው ዓለም ሀገሮች እና በድሃ ማህበረሰቦች ውስጥ በፀሃይ አፕሊኬሽኖች ውስጥ የእርሳስ አሲድ ባትሪዎች በብዛት ጥቅም ላይ የሚውሉት.

የባትሪው አፈጻጸም በህይወት ዘመኑ መበላሸቱ በእጅጉ ይጎዳል፣ በድንገተኛ ውድቀት የሚያበቃ ቋሚ አፈጻጸም የለውም። ይልቁንስ አቅሙ እና የቀረበው ቀስ በቀስ ሊደበዝዝ ይችላል። በተግባራዊ ሁኔታ የባትሪ ዕድሜው እንደጨረሰ የሚወሰደው አቅሙ ከመጀመሪያው አቅም 80% ሲደርስ ነው። በሌላ አነጋገር የ 20% አቅም ሲቀንስ. በተግባር ይህ ማለት ዝቅተኛ የኃይል መጠን ሊሰጥ ይችላል. ይህ ሙሉ ለሙሉ ገለልተኛ ለሆኑ ስርዓቶች የአጠቃቀም ጊዜን እና ኢቪ ሊሸፍነው የሚችለውን የኪሎሜትር መጠን ላይ ተጽእኖ ሊያሳድር ይችላል።

ሌላው ሊታሰብበት የሚገባ ነጥብ ደህንነት ነው. በማኑፋክቸሪንግ እና በቴክኖሎጂ እድገት ፣የቅርብ ጊዜ ባትሪዎች በአጠቃላይ በኬሚካላዊ ሁኔታ የተረጋጋ ናቸው። ነገር ግን በታሪክ መበላሸት እና አላግባብ መጠቀም ምክንያት ህዋሶች ወደ ሙቀት መሸሽ ሊገቡ ይችላሉ ይህም ወደ አስከፊ ውጤት ሊያመራ እና አንዳንድ ጊዜ የሸማቾችን ህይወት አደጋ ላይ ይጥላል።

ለዚህም ነው ኩባንያዎች የባትሪ አጠቃቀምን ለመቆጣጠር የተሻለ የባትሪ ክትትል ሶፍትዌር (BMS) የፈጠሩት ነገር ግን የጤና ሁኔታን በመከታተል ወቅታዊ ጥገናን ለመስጠት እና የከፋ መዘዝን ለማስወገድ።

ማጠቃለያ

ከግሪድ-ኢነርጂ ማከማቻ ስርዓቶች ከዋናው ፍርግርግ የኃይል ነፃነትን ለማግኘት ትልቅ እድል ይሰጣሉ ነገር ግን በዝቅተኛ ጊዜ እና በከፍተኛ ጭነት ጊዜ ውስጥ የመጠባበቂያ ምንጭን ይሰጣሉ ። እዚያ ልማት ወደ አረንጓዴ የኃይል ምንጮች ሽግግርን ያመቻቻል ፣ ስለሆነም የኃይል ማመንጫው በአየር ንብረት ለውጥ ላይ ያለውን ተፅእኖ የሚገድብ እና አሁንም የኃይል ፍላጎቶችን በማሟላት በፍጆታ ውስጥ የማያቋርጥ እድገት።

የባትሪ ሃይል ማከማቻ ስርዓቶች በብዛት ጥቅም ላይ የሚውሉት እና ለተለያዩ ዕለታዊ አፕሊኬሽኖች ለማዋቀር በጣም ቀላሉ ናቸው። የእነሱ ከፍተኛ የመተጣጠፍ ችሎታ በአንጻራዊነት ከፍተኛ ወጪን ይቋቋማል, ይህም በተቻለ መጠን በተቻለ መጠን በተቻለ መጠን በተቻለ መጠን በተቻለ መጠን የክትትል ስልቶችን ማዘጋጀት. በአሁኑ ጊዜ ኢንዱስትሪዎች እና አካዳሚዎች በተለያዩ ሁኔታዎች የባትሪ መበላሸትን ለመመርመር እና ለመረዳት ብዙ ጥረት እያደረጉ ነው።