Matul l-aħħar 50 sena, kien hemm żieda kontinwa fil-konsum globali tal-elettriku, b'użu stmat ta 'madwar 25,300 siegħa ta' terawatt fis-sena 2021. Bit-tranżizzjoni lejn l-industrija 4.0, hemm żieda fit-talbiet tal-enerġija madwar id-dinja. Dawn in-numri qed jiżdiedu kull sena, u mhux inklużi r-rekwiżiti tal-poter ta 'setturi ekonomiċi industrijali u oħrajn. Dan il-bidla industrijali u l-konsum ta 'enerġija għolja huma akkoppjati ma' effetti ta 'bidla fil-klima aktar tanġibbli minħabba emissjonijiet eċċessivi ta' gassijiet b'effett ta 'serra. Bħalissa, il-biċċa l-kbira tal-impjanti u l-faċilitajiet tal-ġenerazzjoni tal-enerġija jiddependu ħafna fuq sorsi tal-fjuwil fossili (żejt u gass) biex jissodisfaw dawn it-talbiet. Dawn it-tħassib dwar il-klima jipprojbixxu ġenerazzjoni ta 'enerġija addizzjonali bl-użu ta' metodi konvenzjonali. Għalhekk, l-iżvilupp ta 'sistemi ta' ħażna ta 'enerġija effiċjenti u affidabbli sar dejjem aktar importanti biex tiġi żgurata provvista kontinwa u affidabbli ta' enerġija minn sorsi rinnovabbli.

Is-settur tal-enerġija wieġeb billi qalbu lejn enerġija rinnovabbli jew soluzzjonijiet “ħodor”. It-tranżizzjoni ġiet megħjuna minn tekniki ta 'manifattura mtejba, li jwasslu pereżempju għal manifattura aktar effiċjenti ta' xfafar tat-turbini tar-riħ. Ukoll, ir-riċerkaturi setgħu jtejbu l-effiċjenza taċ-ċelloli fotovoltajċi, li jwasslu għal ġenerazzjoni ta 'enerġija aħjar għal kull żona ta' użu. Fl-2021, il-ġenerazzjoni tal-elettriku minn sorsi fotovoltajċi solari (PV) żdiedet b'mod sinifikanti, u laħqet rekord ta '179 TWH u li tirrappreżenta tkabbir ta '22% meta mqabbel mal-2020. It-teknoloġija PV solari issa tirrappreżenta għal 3.6% tal-ġenerazzjoni tal-elettriku globali u bħalissa hija t-tielet l-akbar rinnovabbli Sors ta 'enerġija wara l-idroenerġija u r-riħ.

Madankollu, dawn l-avvanzi ma jsolvux ftit mill-iżvantaġġi inerenti ta 'sistemi ta' enerġija rinnovabbli, prinċipalment disponibbiltà. Ħafna minn dawn il-metodi ma jipproduċux enerġija fuq talba bħala impjanti tal-enerġija tal-faħam u taż-żejt. L-outputs tal-enerġija solari huma pereżempju disponibbli matul il-ġurnata b'varjazzjonijiet skont l-angoli ta 'l-irradjazzjoni tax-xemx u l-ippożizzjonar tal-pannell PV. Ma jista 'jipproduċi l-ebda enerġija matul il-lejl waqt li l-produzzjoni tagħha titnaqqas b'mod sinifikanti matul l-istaġun tax-xitwa u fi ġranet imsaħħab ħafna. L-enerġija mir-riħ tbati wkoll minn varjazzjonijiet skont il-veloċità tar-riħ. Għalhekk, dawn is-soluzzjonijiet jeħtieġ li jiġu akkoppjati ma 'sistemi ta' ħażna ta 'enerġija sabiex isostnu l-provvista ta' enerġija matul perjodi ta 'ħruġ baxx.

X'inhuma s-sistemi tal-ħażna tal-enerġija?

Sistemi ta 'ħażna ta' enerġija jistgħu jaħżnu l-enerġija sabiex jintużaw fi stadju aktar tard. F’xi każijiet, se jkun hemm forma ta ’konverżjoni ta’ enerġija bejn l-enerġija maħżuna u l-enerġija pprovduta. L-iktar eżempju komuni huwa batteriji elettriċi bħal batteriji tal-jone tal-litju jew batteriji tal-aċidu taċ-ċomb. Huma jipprovdu enerġija elettrika permezz ta 'reazzjonijiet kimiċi bejn l-elettrodi u l-elettrolit.

Il-batteriji, jew BESS (sistema ta 'ħażna tal-enerġija tal-batterija), jirrappreżentaw l-iktar metodu komuni ta' ħażna ta 'enerġija użati f'applikazzjonijiet ta' ħajja ta 'kuljum. Sistema oħra ta 'ħażna teżisti bħal impjanti ta' l-idroenerġija li jikkonvertu l-enerġija potenzjali ta 'ilma maħżun f'dim f'enerġija elettrika. L-ilma li jaqa 'se jdawwar il-volant ta' turbina li tipproduċi enerġija elettrika. Eżempju ieħor huwa l-gass ikkompressat, malli jinħeles il-gass idur ir-rota tal-qawwa li tipproduċi t-turbina.

Dak li jifred il-batteriji mill-metodi l-oħra ta 'ħażna huwa l-oqsma potenzjali ta' operazzjoni tagħhom. Minn apparat żgħir u provvista ta 'enerġija tal-karozzi għal applikazzjonijiet tad-dar u rziezet solari kbar, il-batteriji jistgħu jiġu integrati bla xkiel għal kwalunkwe applikazzjoni ta' ħażna barra mill-grilja. Min-naħa l-oħra, l-idroenerġija u l-metodi ta 'arja kkompressati jeħtieġu infrastrutturi kbar u kumplessi ħafna għall-ħażna. Dan iwassal għal spejjeż għoljin ħafna li jirrikjedu applikazzjonijiet kbar ħafna sabiex tkun iġġustifikata.

Uża każijiet għal sistemi ta 'ħażna barra mill-grilja.

Kif imsemmi qabel, sistemi ta 'ħażna barra mill-grilja jistgħu jiffaċilitaw l-użu u d-dipendenza fuq metodi ta' enerġija rinnovabbli bħalma huma l-enerġija solari u tar-riħ. Madankollu, hemm applikazzjonijiet oħra li jistgħu jibbenefikaw ħafna minn sistemi bħal dawn

Il-grilji tal-enerġija tal-belt għandhom l-għan li jipprovdu l-ammont korrett ta 'enerġija bbażat fuq il-provvista u d-domanda ta' kull belt. Il-qawwa meħtieġa tista 'tvarja matul il-ġurnata. Sistemi ta 'ħażna barra mill-grilja ntużaw biex inaqqsu l-varjazzjonijiet u jipprovdu aktar stabbiltà f'każijiet ta' domanda ogħla. Minn perspettiva differenti, sistemi ta 'ħażna barra mill-grilja jistgħu jkunu ta' benefiċċju kbir biex jikkumpensaw għal kwalunkwe tort tekniku mhux previst fil-grilja tal-enerġija ewlenija jew matul perjodi ta 'manutenzjoni skedati. Jistgħu jissodisfaw ir-rekwiżiti tal-enerġija mingħajr ma jkollhom ifittxu sorsi ta 'enerġija alternattivi. Wieħed jista 'jikkwota pereżempju l-maltempata tas-silġ ta' Texas fil-bidu ta 'Frar 2023 li ħalliet madwar 262 000 persuna mingħajr enerġija, filwaqt li t-tiswijiet ġew ittardjati minħabba l-kundizzjonijiet diffiċli tat-temp.

Vetturi elettriċi huma applikazzjoni oħra. Ir-riċerkaturi xerrdu ħafna sforz biex jottimizzaw l-istrateġiji tal-manifattura tal-batteriji u l-iċċarġjar / ħatt sabiex il-ħajja u d-densità tal-qawwa tal-batteriji. Il-batteriji tal-jone tal-litju kienu fuq quddiem f'din ir-rivoluzzjoni żgħira u ntużaw b'mod estensiv f'karozzi elettriċi ġodda iżda wkoll karozzi tal-linja elettriċi. Batteriji aħjar f'dan il-każ jistgħu jwasslu għal kilometraġġ ikbar iżda wkoll imnaqqsa ħinijiet ta 'ċċarġjar bit-teknoloġiji t-tajba.

Avvanz teknoloġiku ieħor li jħobb l-UAVs u r-robots mobbli bbenefikaw ħafna mill-iżvilupp tal-batterija. Hemm strateġiji ta 'moviment u strateġiji ta' kontroll jiddependu ħafna fuq il-kapaċità tal-batterija u l-enerġija pprovduti.

X'inhu Bess

Bess jew Sistema ta 'Ħażna ta' l-Enerġija tal-Batterija hija sistema ta 'ħażna ta' enerġija li tista 'tintuża biex taħżen l-enerġija. Din l-enerġija tista 'tiġi mill-grilja ewlenija jew minn sorsi ta' enerġija rinnovabbli bħall-enerġija mir-riħ u l-enerġija solari. Huwa magħmul minn batteriji multipli rranġati f'konfigurazzjonijiet differenti (serje / parallel) u daqs ibbażat fuq ir-rekwiżiti. Huma konnessi ma 'inverter li jintuża biex jikkonverti l-qawwa DC f'qawwa AC għall-użu. Sistema ta 'ġestjoni tal-batteriji (BMS) tintuża biex tissorvelja l-kundizzjonijiet tal-batterija u l-operazzjoni ta' ċċarġjar / ħatt.

Meta mqabbel ma 'sistemi oħra ta' ħażna ta 'enerġija, huma partikolarment flessibbli biex jitpoġġew / jgħaqqdu u ma jeħtiġux infrastruttura għalja ħafna, iżda xorta joħorġu bi spiża konsiderevoli u jeħtieġu manutenzjoni aktar regolari bbażata fuq l-użu.

Id-daqs tal-bess u d-drawwiet tal-użu

Punt kruċjali biex tiġi indirizzata meta tinstalla sistema ta 'ħażna ta' enerġija tal-batterija huwa d-daqs. Kemm hemm bżonn ta 'batteriji? F'liema konfigurazzjoni? F’xi każijiet, it-tip ta ’batterija jista’ jkollu rwol kruċjali fit-tul f’termini ta ’ffrankar ta’ spejjeż u effiċjenza

Dan isir fuq bażi ta 'każ b'każ peress li l-applikazzjonijiet jistgħu jvarjaw minn djar żgħar għal impjanti industrijali kbar.

L-iktar sors komuni ta 'enerġija rinnovabbli għal djar żgħar, speċjalment f'żoni urbani, huwa solari bl-użu ta' pannelli fotovoltajċi. L-inġinier ġeneralment jikkunsidra l-konsum medju tal-enerġija tad-dar u jagħti l-irradjanza solari matul is-sena għall-post speċifiku. In-numru ta 'batteriji u l-konfigurazzjoni tal-grilja tagħhom huma magħżula biex jaqblu mat-talbiet tad-dar matul l-inqas provvista ta' enerġija solari tas-sena filwaqt li ma jiskulawx għal kollox il-batteriji. Dan qed jassumi soluzzjoni li jkollok indipendenza sħiħa tal-poter mill-grilja ewlenija.

Iż-żamma ta 'stat ta' ħlas relattivament moderat jew li ma titfax kompletament il-batteriji hija xi ħaġa li tista 'tkun kontro intuwittiva għall-ewwel. Wara kollox, għaliex nużaw sistema ta 'ħażna jekk ma nistgħux estrattha potenzjal sħiħ? Fit-teorija huwa possibbli, imma jista 'ma jkunx l-istrateġija li timmassimizza r-redditu fuq l-investiment.

Wieħed mill-iżvantaġġi ewlenin ta 'Bess huwa l-ispiża relattivament għolja tal-batteriji. Għalhekk, l-għażla ta 'drawwa ta' użu jew strateġija ta 'ċċarġjar / ħatt li timmassimizza l-ħajja tal-batterija hija essenzjali. Pereżempju, il-batteriji tal-aċidu taċ-ċomb ma jistgħux jintremew taħt il-kapaċità ta '50% mingħajr ma jsofru minn ħsara irreversibbli. Il-batteriji tal-jone tal-litju għandhom densità ogħla ta 'enerġija, ħajja twila ta' ċiklu. Jistgħu wkoll jintremew bl-użu ta 'meded ikbar, iżda dan jiġi bi spiża ta' prezz miżjud. Hemm varjazzjoni għolja fl-ispiża bejn kimiċi differenti, il-batteriji tal-aċidu taċ-ċomb jistgħu jkunu mijiet sa eluf ta 'dollari orħos minn batterija tal-jone tal-litju tal-istess daqs. Din hija r-raġuni għaliex il-batteriji tal-aċidu taċ-ċomb huma l-aktar użati f'applikazzjonijiet solari f'pajjiżi tat-tielet dinja u komunitajiet foqra.

Il-prestazzjoni tal-batterija hija affettwata ħafna mid-degradazzjoni matul il-ħajja tagħha, ma għandhiex prestazzjoni kostanti li tispiċċa bi falliment f'daqqa. Minflok, il-kapaċità u pprovduti jistgħu jisparixxu progressivament. Fil-prattika, ħajja tal-batterija hija meqjusa li spiċċat meta l-kapaċità tagħha tilħaq it-80% tal-kapaċità oriġinali tagħha. Fi kliem ieħor, meta tesperjenza kapaċità ta '20% tgħib. Fil-prattika, dan ifisser ammont aktar baxx ta 'enerġija jista' jiġi pprovdut. Dan jista 'jaffettwa l-perjodi ta' użu għal sistemi kompletament indipendenti u l-ammont ta 'kilometraġġ li jista' jkopri.

Punt ieħor li għandek tikkonsidra huwa s-sigurtà. B'avvanzi fil-manifattura u t-teknoloġija, il-batteriji riċenti ġeneralment kienu aktar stabbli kimikament. Madankollu minħabba d-degradazzjoni u l-istorja tal-abbuż, iċ-ċelloli jistgħu jidħlu fit-tiġrija termali li tista 'twassal għal riżultati katastrofiċi u f'xi każijiet ipoġġu l-ħajja tal-konsumaturi fil-periklu.

Din hija r-raġuni għaliex il-kumpaniji żviluppaw software aħjar ta 'monitoraġġ tal-batteriji (BMS) biex jikkontrollaw l-użu tal-batterija iżda wkoll jimmonitorjaw l-istat tas-saħħa sabiex jipprovdu manutenzjoni f'waqtha u jevitaw konsegwenzi aggravati.

Konklużjoni

Is-sistemi tal-ħażna tal-enerġija tal-grilja jipprovdu opportunità kbira biex tinkiseb l-indipendenza tal-enerġija mill-grilja ewlenija iżda tipprovdi wkoll sors ta 'backup ta' enerġija matul il-ħin ta 'waqfien u l-ogħla perjodi ta' tagħbija. Hemm żvilupp jiffaċilita l-bidla lejn sorsi ta 'enerġija aktar ekoloġiċi, u b'hekk jillimita l-impatt tal-ġenerazzjoni tal-enerġija fuq it-tibdil fil-klima filwaqt li xorta jissodisfa r-rekwiżiti tal-enerġija bi tkabbir kostanti fil-konsum.

Is-sistemi tal-ħażna tal-enerġija tal-batterija huma l-aktar użati komunement u l-aktar faċli biex jiġu kkonfigurati għal applikazzjonijiet differenti ta 'kuljum. Il-flessibilità għolja tagħhom hija kkontrollata minn spiża relattivament għolja, li twassal għall-iżvilupp ta 'strateġiji ta' monitoraġġ biex itawwal il-ħajja rispettiva kemm jista 'jkun. Bħalissa, l-industrija u l-akkademja qed iferrgħu ħafna sforz biex jinvestigaw u jifhmu d-degradazzjoni tal-batterija taħt kundizzjonijiet differenti.