Электр энергиясын тордан қалай сақтауға болады?

Соңғы 50 жыл ішінде әлемдік тұтынудың тұрақты өсуі, 2021 жылы шамамен 25,300 теравт-сағатты пайдалану. Бұл сандар жыл сайын өнеркәсіптік және басқа да экономикалық секторлардың қажеттіліктерін ескермейді. Бұл өндірістік аусу және жоғары қуатты тұтыну парниктік газдардың шамадан тыс шығарылуына байланысты климаттың өзгеру әсерімен байланысты. Қазіргі уақытта көп электр энергиясын өндіру қондырғылары мен құрылыстары осындай талаптарға жауап беру үшін қазбалы отын көздеріне (мұнай мен газға) байланысты көп. Бұл климаттық мәселелер қарапайым әдістерді қолдана отырып, қосымша энергия өндіруге тыйым салады. Осылайша, тиімді және сенімді энергия сақтау жүйелерін дамыту жаңартылатын көздерден энергияның үздіксіз және сенімді жеткізілуін қамтамасыз ету үшін маңызды болды.

Энергетика секторы жаңартылатын энергияға немесе «жасыл» шешімдерге ауысу арқылы жауап берді. Ауыспаға өндірістік әдістерді жақсартуға көмектесті, мысалы, жел турбиналық пышақтарын тиімді өндіруге әкеледі. Сондай-ақ, зерттеушілер бір пайдалану аймағында энергия өндіруге әкелетін фотоэлектрлік жасушалардың тиімділігін арттыра алды. 2021 жылы электр энергиясын өндіруге дейін электр энергиясын өндіру айтарлықтай өсті және 2020 жылмен салыстырғанда, 2020 жылмен салыстырғанда 22% -ға өсіп, 2020 жылмен салыстырғанда өсіп келеді. Solar PV технологиясы қазір электр энергиясын өндірудің 3,6% құрайды және қазіргі уақытта жаңартылатын үшінші болып табылады Гидроэнергетика мен желден кейінгі энергия көзі.

Алайда, бұл жетістіктер жаңартылатын энергия жүйелерінің кейбір кемшіліктерін шеше алмайды, негізінен қол жетімділік. Бұл әдістердің көп бөлігі көмір және мұнай электр станциялары ретінде сұранысқа ие болмайды. Күн энергиясының шығуы, мысалы, күн бойына күн сәулесінің өзгеруімен, күн сәулесінің сәулеленуі бұрыштары мен PV панелінің орналасуына байланысты болады. Ол түнде кез-келген энергияны өндіруге болмайды, ал оның өндірісі қысқы маусымда және бұлтты күндерде айтарлықтай азайды. Жел қуаты желдің жылдамдығына байланысты ауытқулардан да ауырады. Сондықтан, бұл шешімдерді аз шығару кезеңінде энергиямен қамтамасыз ету үшін энергия сақтау жүйелерімен байланысу қажет.

Қуат сақтау жүйелері дегеніміз не?

Қуатты сақтау жүйелері кейінірек қолданылуы үшін энергияны сақтай алады. Кейбір жағдайларда, сақталған энергия мен энергиямен қамтамасыз етілген энергетикалық түрлендіру нысаны болады. Ең көп кездесетін мысал - литий-иондық батареялар немесе қорғасын-қышқыл батареялары сияқты электр батареялары. Олар электр энергиясын электродтар мен электролит арасындағы химиялық реакциялар арқылы қамтамасыз етеді.

Батареялар немесе бесс (батареяны үнемдеу жүйесі), күнделікті өмірді қолданатын энергияны сақтау әдісін білдіреді. Бөгет судың электр энергиясына құйылған судың энергиясын айыратын гидроэлектрлік жүйесі сияқты басқа сақтау жүйесі бар. Судың құлауы электр энергиясын өндіретін турбинаның ұшқышын айналдырады. Тағы бір мысал - бұл қысылған газ, босатылғаннан кейін газ турбиналық шығаратын қуаттың дөңгелегін бұрады.

Батареяларды басқа сақтау әдістерінен не бөледі - олардың пайдаланудың әлеуетті бағыттары. Тұрмыстық қосымшалар мен автомобильдерді электрмен жабдықтаудан бастап, үлкен күн фермаларына, батареяларды кез-келген тордан тыс сақтауға біршама біріктіруге болады. Екінші жағынан, гидроэнергетикалық және сығылған ауа әдістері өте үлкен және кешенді инфрақұрылымдарды сақтауды қажет етеді. Бұл өте үлкен шығындарға әкеледі, оны ақталуы үшін өте үлкен қосымшаларды қажет етеді.

Желілік сақтау жүйелеріне арналған жағдайларды қолданыңыз.

Жоғарыда айтылғандай, торлы сақтау жүйелері күн және жел қуаты сияқты жаңартылатын энергияның қолданылуына ықпал ете алады. Осыған қарамастан, мұндай жүйелерден үлкен пайда әкелетін басқа да қосымшалар бар

Қала электр желілері әр қаланың сұранысы мен сұранысына негізделген биліктің қажетті мөлшерін қамтамасыз етуге бағытталған. Қажетті қуат күні бойы өзгеруі мүмкін. Тордан тыс сақтау жүйелері тербелістерді орындау үшін пайдаланылды және сұраныс деңгейі бойынша тұрақтылық қамтамасыз етілген. Басқа перспективалардан бастап, торлы сақтау жүйелерінен бастап, негізгі электр желісіндегі немесе жоспарлы қызмет көрсету кезеңдеріндегі күтпеген техникалық ақаулардың орнын толтыру үшін өте пайдалы болуы мүмкін. Олар баламалы энергия көздерін іздеусіз қуат талаптарын қанағаттандыра алады. Мысалы, Техас мұзды дауылын 2023 жылдың ақпан айының басында айтуға болады.

Электрлік көліктер - бұл тағы бір қосымша. Зерттеушілер батареяларды шығару және зарядтау / шығару стратегиясын оңтайландыру үшін көп күш жұмсады, бұл батареялардың өмір сүру ұзақтығы мен қуат тығыздығы үшін. Литий-иондық батареялар осы кіші революцияның алдыңғы қатарында болды және жаңа электр вагондарында, сонымен қатар электрлік автобустарда көп қолданылған. Бұл жағдайда ең жақсы батареялар үлкен жүгіріске әкелуі мүмкін, сонымен бірге зарядтау уақытын дұрыс технологиялармен азайтады.

Басқа технологиялық ілгерілеу Уэвс пен мобильді роботтарды жақсы көреді, ал мобильді роботтар батареяның дамуынан үлкен пайда алды. Қозғалыс стратегиялары мен бақылау стратегиялары бар, батареяның сыйымдылығы мен қуат көзіне қатты сенеді.

Бесс дегеніміз не

Бес немесе батареяны үнемдеу жүйесі - бұл энергияны сақтау үшін пайдаланылатын қуат сақтау жүйесі. Бұл энергия негізгі тордан немесе жел энергиясы және күн энергиясы сияқты жаңартылатын энергия көздерінен пайда болуы мүмкін. Ол әр түрлі конфигурациялардан (сериал / параллель) орналастырылған бірнеше батареялардан тұрады және талаптарға сәйкес өлшемдерден тұрады. Олар DC қуатын пайдалану үшін айнымалы ток көзіне айналдыру үшін пайдаланылатын инверторға қосылған. АБатареяны басқару жүйесі (BMS)Батареяның және зарядтау / түсіру әрекетін бақылау үшін қолданылады.

Басқа энергия сақтау жүйелерімен салыстырғанда олар әсіресе орналастыруға / қосылуға және қымбат инфрақұрылымды қажет етпейтін, бірақ олар әлі де көп шығынға ие және пайдалану негізінде тұрақты техникалық қызмет көрсетуді қажет етеді.

Бесс мөлшері және қолдануға арналған әдеттер

Батареяны үнемдеу жүйесін орнату кезінде шешудің шешуші нүктесі өлшенеді. Қанша батарея қажет? Қандай конфигурацияда? Кейбір жағдайларда, батарея түрі шығындарды үнемдеу және тиімділік тұрғысынан болашақта шешуші рөл атқара алады

Бұл жеке-жеке негізде жасалады, өйткені өтінімдер шағын үй шаруашылықтарынан ірі өнеркәсіптік өсімдіктерге дейін болуы мүмкін.

Шағын үй шаруашылықтары үшін ең көп жаңартылатын энергия көздері, әсіресе қалалық жерлерде, фотоэлектрлік панельдерді қолданады. Инженер тұрмыстық қуатты тұтынуды жалпыға санайды және нақты орналасқан жері үшін жыл бойына күн сәулесінен жыл бойына есек береді. Батареялар мен олардың торларының конфигурациясы үйдегі сұраныстарға жыл үйдің ең аз күн электрмен жабдықтауында, батареяларды толығымен төгіп тастамай таңдалады. Бұл негізгі тордан толық қуат тәуелсіздігін алу үшін шешім қабылдайды.

Салыстырмалы түрде орташа күйді сақтау немесе батареяларды толығымен зарядтамаңыз, бұл алдымен интуитивті болуы мүмкін нәрсе болып табылады. Ақыр соңында, егер біз оны толық потенциал ала алмасақ, сақтау жүйесін неге қолдану керек? Теорияда мүмкін, бірақ бұл инвестицияның қайтарымын барынша арттыратын стратегия болмауы мүмкін.

Бесс негізгі кемшіліктерінің бірі - батареялардың салыстырмалы түрде жоғары құны. Сондықтан, пайдалану әдетін немесе зарядтау / зарядтау стратегиясын таңдау, ол батареяның қызмет ету мерзімін ұзартады. Мысалы, қорғасын қышқылының батареяларын қайтымсыз зақымданбастан 50% -дан төмен түсіру мүмкін емес. Литий-иондық батареялардың энергияның тығыздығы, ұзақ цикл өмірі жоғары. Оларды үлкенірек ауқымдар көмегімен тастауға болады, бірақ бұл бағаның артуының арзанға түседі. Әртүрлі химиялар арасындағы құнының жоғары дисперсиясы бар, қорғасын қышқылының батареялары бірдей мөлшердегі литий-ион аккумуляторынан жүздегенге дейін арзан. Сондықтан қорғасын қышқылы батареялары 3-ші әлем елдеріндегі күн қосымшаларында және кедей қауымдастықта ең көп қолданылады.

Батарея өнімділігі оның қызмет ету кезеңінде деградациядан қатты әсер етеді, оның тұрақты өнімділігі жоқ, ол кенеттен сәтсіздікке ұшырайды. Оның орнына сыйымдылық және ұсынылған кезде біртіндеп түсуі мүмкін. Іс жүзінде, аккумулятордың өмір сүру ұзақтығы оның сыйымдылығы оның бастапқы сыйымдылығының 80% -на жеткен кезде пайда болды деп саналады. Басқаша айтқанда, ол 20% -ы пайда болған кезде. Іс жүзінде бұл энергияның аз мөлшерін қамтамасыз ете алады дегенді білдіреді. Бұл толықтай тәуелсіз жүйелер үшін пайдалану кезеңдеріне әсер етуі мүмкін және EV жүгіріс мөлшері.

Тағы бір мәселе - қауіпсіздік. Өндіріс және технологияның жетістіктерімен, соңғы батареялар жалпы тұрақты болды. Алайда, деградация мен қиянат тарихының арқасында жасушалар термиялық жүгіруге түсе алады, ол апатты нәтижеге әкелуі мүмкін және кейбір жағдайларда тұтынушылардың өміріне қауіп төндіреді.

Сондықтан компаниялар аккумуляторды бақылауды жақсарту үшін, батареяны пайдалануды бақылауды, сонымен қатар денсаулықты сақтауды бақылауды, сонымен бірге денсаулықтың жағдайын уақтылы күтім жасау және ауырлататын салдарлардан аулақ болу үшін әзірледі.

Қорытынды

Тор-энергияны сақтау жүйелерінің негізгі тордан тәуелсіздікке қол жеткізуге үлкен мүмкіндік береді, сонымен қатар, Downtimes және ең жоғары жүктеме кезінде резервтік қуат көзін ұсынады. Онда дамып келе жатқан энергия көздеріне ауысуды жеңілдетеді, осылайша энергия өндірісінің климаттың өзгеруіне әсерін арттырады, бұл тұтынушылық талаптарға үнемі тұтынудың тұрақты өсуімен энергия талаптарына жауап береді.

Батарея қуатын сақтау жүйелері ең жиі қолданылатын және әр түрлі күнделікті қосымшаларды конфигурациялау оңай. Олардың жоғары икемділігі салыстырмалы түрде жоғары бағамен қарсы тұр, бұл тиісті өмір сүру стратегиясын әзірлеуге, тиісті өмірді мүмкіндігінше ұзартуға әкеледі. Қазіргі уақытта индустрия және академия әр түрлі жағдайда батареялардың тозуын зерттеу және түсіну үшін көп күш жұмсайды.