Sa nakalipas na 50 taon, nagkaroon ng patuloy na pagtaas sa pandaigdigang pagkonsumo ng kuryente, na may tinatayang paggamit ng halos 25,300 terawatt-hour sa taong 2021. Sa paglipat patungo sa industriya 4.0, mayroong pagtaas ng mga kahilingan sa enerhiya sa buong mundo. Ang mga bilang na ito ay tumataas bawat taon, hindi kasama ang mga kinakailangan ng kuryente ng pang -industriya at iba pang mga sektor ng ekonomiya. Ang pang-industriya na paglilipat at pagkonsumo ng mataas na kapangyarihan ay isinama sa mas nasasalat na mga epekto sa pagbabago ng klima dahil sa labis na paglabas ng mga gas ng greenhouse. Sa kasalukuyan, ang karamihan sa mga henerasyon ng henerasyon at pasilidad ay lubos na umaasa sa mga mapagkukunan ng fossil fuel (langis at gas) upang matugunan ang mga kahilingan. Ang mga alalahanin sa klima na ito ay nagbabawal ng karagdagang henerasyon ng enerhiya gamit ang mga maginoo na pamamaraan. Kaya, ang pagbuo ng mahusay at maaasahang mga sistema ng pag -iimbak ng enerhiya ay naging mas mahalaga upang matiyak ang isang tuluy -tuloy at maaasahang supply ng enerhiya mula sa mga nababagong mapagkukunan.

Ang sektor ng enerhiya ay tumugon sa pamamagitan ng paglilipat patungo sa nababago na enerhiya o "berde" na solusyon. Ang paglipat ay tinulungan ng mga pinahusay na pamamaraan sa pagmamanupaktura, na humahantong halimbawa sa mas mahusay na paggawa ng mga blades ng turbine ng hangin. Gayundin, ang mga mananaliksik ay nagawang mapabuti ang kahusayan ng mga photovoltaic cells, na humahantong sa mas mahusay na henerasyon ng enerhiya sa bawat lugar ng paggamit. Noong 2021, ang henerasyon ng kuryente mula sa solar photovoltaic (PV) na mapagkukunan ay tumaas nang malaki, na umaabot sa isang talaan na 179 TWh at kumakatawan sa isang paglago ng 22% kumpara sa 2020. Ang teknolohiya ng solar PV ay nagkakahalaga ngayon ng 3.6% ng pandaigdigang henerasyon ng kuryente at kasalukuyang pangatlong pinakamalaking nababago mapagkukunan ng enerhiya pagkatapos ng hydropower at hangin.

Gayunpaman, ang mga breakthrough na ito ay hindi malulutas ang ilan sa mga likas na disbentaha ng mga nababagong sistema ng enerhiya, higit sa lahat ang pagkakaroon. Karamihan sa mga pamamaraan na ito ay hindi gumagawa ng enerhiya sa hinihingi bilang mga halaman ng kuryente at langis ng langis. Ang mga output ng enerhiya ng solar ay halimbawa na magagamit sa buong araw na may mga pagkakaiba -iba depende sa mga anggulo ng pag -iilaw ng araw at pagpoposisyon ng panel ng PV. Hindi ito makagawa ng anumang enerhiya sa gabi habang ang output nito ay makabuluhang nabawasan sa panahon ng taglamig at sa sobrang maulap na araw. Ang lakas ng hangin ay naghihirap pati na rin mula sa pagbabagu -bago depende sa bilis ng hangin. Samakatuwid, ang mga solusyon na ito ay kailangang isama sa mga sistema ng imbakan ng enerhiya upang mapanatili ang supply ng enerhiya sa panahon ng mababang mga panahon ng output.

Ano ang mga sistema ng imbakan ng enerhiya?

Ang mga sistema ng imbakan ng enerhiya ay maaaring mag -imbak ng enerhiya upang magamit sa ibang yugto. Sa ilang mga kaso, magkakaroon ng isang form ng pag -convert ng enerhiya sa pagitan ng naka -imbak na enerhiya at nagbigay ng enerhiya. Ang pinakakaraniwang halimbawa ay ang mga baterya ng kuryente tulad ng mga baterya ng lithium-ion o mga baterya ng lead-acid. Nagbibigay sila ng electric energy sa pamamagitan ng mga reaksyon ng kemikal sa pagitan ng mga electrodes at electrolyte.

Ang mga baterya, o BESS (sistema ng imbakan ng enerhiya ng baterya), ay kumakatawan sa pinaka -karaniwang pamamaraan ng pag -iimbak ng enerhiya na ginagamit sa pang -araw -araw na mga aplikasyon sa buhay. Ang iba pang sistema ng imbakan ay umiiral tulad ng mga halaman ng hydropower na nagko -convert ng potensyal na enerhiya ng tubig na nakaimbak sa isang dam sa electric energy. Ang tubig na bumabagsak ay magbabalik sa flywheel ng isang turbine na gumagawa ng electric energy. Ang isa pang halimbawa ay naka -compress na gas, sa pagpapakawala ng gas ay magbabalik sa gulong ng lakas ng paggawa ng turbine.

Ang naghihiwalay sa mga baterya mula sa iba pang mga pamamaraan ng imbakan ay ang kanilang mga potensyal na lugar ng operasyon. Mula sa mga maliliit na aparato at suplay ng kuryente ng sasakyan hanggang sa mga aplikasyon ng sambahayan at malalaking solar farm, ang mga baterya ay maaaring isama nang walang putol sa anumang application na off-grid na imbakan. Sa kabilang banda, ang hydropower at naka -compress na mga pamamaraan ng hangin ay nangangailangan ng napakalaki at kumplikadong mga imprastraktura para sa pag -iimbak. Ito ay humahantong sa napakataas na gastos na nangangailangan ng napakalaking aplikasyon upang mabigyan ito ng katwiran.

Gumamit ng mga kaso para sa mga off-grid na sistema ng imbakan.

Tulad ng nabanggit dati, ang mga sistema ng imbakan ng off-grid ay maaaring mapadali ang paggamit at pag-asa sa mga nababagong pamamaraan ng enerhiya tulad ng solar at lakas ng hangin. Gayunpaman, may iba pang mga application na maaaring makinabang mula sa mga naturang system

Nilalayon ng City Power Grids na magbigay ng tamang dami ng kapangyarihan batay sa supply at demand ng bawat lungsod. Ang lakas na kinakailangan ay maaaring magbago sa buong araw. Ang mga off-grid na sistema ng imbakan ay ginamit upang ma-attenuate ang pagbabagu-bago at magbigay ng higit na katatagan sa mga kaso ng demand na rurok. Mula sa ibang pananaw, ang off-ang mga sistema ng imbakan ng grid ay maaaring maging kapaki-pakinabang upang mabayaran ang anumang hindi inaasahang teknikal na kasalanan sa pangunahing grid ng kuryente o sa mga nakatakdang panahon ng pagpapanatili. Maaari silang matugunan ang mga kinakailangan sa kuryente nang hindi kinakailangang maghanap para sa mga alternatibong mapagkukunan ng enerhiya. Ang isa ay maaaring magbanggit halimbawa ng Texas Ice Storm noong unang bahagi ng Pebrero 2023 na nag -iwan ng humigit -kumulang na 262 000 mga tao na walang kapangyarihan, habang ang pag -aayos ay naantala dahil sa mahirap na mga kondisyon ng panahon.

Ang mga de -koryenteng sasakyan ay isa pang application. Ang mga mananaliksik ay nagbuhos ng maraming pagsisikap upang ma -optimize ang paggawa ng baterya at singilin/paglabas ng mga diskarte upang mapalawak ang habang -buhay at lakas ng lakas ng mga baterya. Ang mga baterya ng Lithium-ion ay nasa unahan ng maliit na rebolusyon na ito at malawak na ginamit sa mga bagong de-koryenteng kotse ngunit din ang mga electric bus. Ang mas mahusay na mga baterya sa kasong ito ay maaaring humantong sa isang mas malaking mileage ngunit nabawasan din ang mga oras ng singilin sa tamang mga teknolohiya.

Ang iba pang mga pagsulong sa teknolohiya ay nagustuhan ang mga UAV at mga mobile robot ay lubos na nakinabang mula sa pag -unlad ng baterya. Mayroong mga diskarte sa paggalaw at mga diskarte sa pagkontrol ay lubos na umaasa sa kapasidad ng baterya at ibinigay na kapangyarihan.

Ano ang isang Bess

Ang sistema ng imbakan ng enerhiya ng baterya o baterya ay isang sistema ng imbakan ng enerhiya na maaaring magamit upang mag -imbak ng enerhiya. Ang enerhiya na ito ay maaaring magmula sa pangunahing grid o mula sa nababago na mga mapagkukunan ng enerhiya tulad ng enerhiya ng hangin at enerhiya ng solar. Ito ay binubuo ng maraming mga baterya na nakaayos sa iba't ibang mga pagsasaayos (serye/kahanay) at laki batay sa mga kinakailangan. Ang mga ito ay konektado sa isang inverter na ginagamit upang mai -convert ang kapangyarihan ng DC sa kapangyarihan ng AC para sa paggamit. Ang isang sistema ng pamamahala ng baterya (BMS) ay ginagamit upang masubaybayan ang mga kondisyon ng baterya at ang singilin/pagpapatakbo ng operasyon.

Kung ikukumpara sa iba pang mga sistema ng imbakan ng enerhiya, partikular na nababaluktot ang mga ito upang ilagay/kumonekta at hindi nangangailangan ng isang lubos na mamahaling imprastraktura, ngunit dumating pa rin sila sa isang malaking gastos at nangangailangan ng mas regular na pagpapanatili batay sa paggamit.

Bess sizing at gawi sa paggamit

Ang isang mahalagang punto upang harapin kapag ang pag -install ng isang sistema ng imbakan ng enerhiya ng baterya ay sizing. Ilan ang mga baterya na kinakailangan? Sa anong pagsasaayos? Sa ilang mga kaso, ang uri ng baterya ay maaaring maglaro ng isang mahalagang papel sa katagalan sa mga tuntunin ng pagtitipid ng gastos at kahusayan

Ginagawa ito sa isang case-by-case na batayan dahil ang mga aplikasyon ay maaaring saklaw mula sa maliliit na sambahayan hanggang sa malalaking pang-industriya na halaman.

Ang pinaka -karaniwang nababago na mapagkukunan ng enerhiya para sa mga maliliit na sambahayan, lalo na sa mga lunsod o bayan, ay solar gamit ang mga photovoltaic panel. Ang engineer ay sa pangkalahatan ay isaalang -alang ang average na pagkonsumo ng kuryente ng sambahayan at sinisiguro ang solar irradiance sa buong taon para sa tiyak na lokasyon. Ang bilang ng mga baterya at ang kanilang pagsasaayos ng grid ay pinili upang tumugma sa mga kahilingan sa sambahayan sa panahon ng pinakamababang solar power supply ng taon habang hindi ganap na nag -draining ng mga baterya. Ito ay ipinapalagay na isang solusyon upang magkaroon ng kumpletong kalayaan ng kuryente mula sa pangunahing grid.

Ang pagpapanatiling medyo katamtaman na estado ng singil o hindi ganap na naglalabas ng mga baterya ay isang bagay na maaaring counter intuitive sa una. Pagkatapos ng lahat, bakit gumamit ng isang sistema ng imbakan kung hindi natin ito makukuha ng buong potensyal? Sa teorya posible, ngunit maaaring hindi ito ang diskarte na nag -maximize ang pagbabalik sa pamumuhunan.

Ang isa sa mga pangunahing kawalan ng BESS ay ang medyo mataas na gastos ng mga baterya. Samakatuwid, ang pagpili ng isang ugali ng paggamit o isang diskarte sa singilin/paglabas na ma -maximize ang buhay ng baterya ay mahalaga. Halimbawa, ang mga baterya ng lead acid ay hindi maaaring mailabas sa ibaba ng 50% na kapasidad nang hindi naghihirap mula sa hindi maibabalik na pinsala. Ang mga baterya ng Lithium-ion ay may mas mataas na density ng enerhiya, mahabang buhay ng ikot. Maaari rin silang mailabas gamit ang mas malaking saklaw, ngunit ito ay dumating sa isang gastos ng pagtaas ng presyo. Mayroong isang mataas na pagkakaiba-iba sa gastos sa pagitan ng iba't ibang mga chemistries, ang mga baterya ng lead acid ay maaaring daan-daang hanggang libu-libong dolyar na mas mura kaysa sa isang baterya ng lithium-ion ng parehong laki. Ito ang dahilan kung bakit ang mga baterya ng lead acid ay ang pinaka ginagamit sa mga solar application sa ika -3 na mga bansa sa mundo at mga mahihirap na komunidad.

Ang pagganap ng baterya ay labis na naapektuhan ng marawal na kalagayan sa panahon ng habang buhay, wala itong matatag na pagganap na nagtatapos sa biglaang pagkabigo. Sa halip, ang kapasidad at ibinigay ay maaaring mawala nang unti -unti. Sa pagsasagawa, ang isang buhay na baterya ay itinuturing na naubusan kapag ang kapasidad nito ay umabot sa 80% ng orihinal na kapasidad nito. Sa madaling salita, kapag nakakaranas ito ng isang 20% ​​na kapasidad na kumukupas. Sa pagsasagawa, nangangahulugan ito na maaaring ibigay ang isang mas mababang halaga ng enerhiya. Maaari itong makaapekto sa mga panahon ng paggamit para sa ganap na independiyenteng mga sistema at ang halaga ng mileage na maaaring masakop ng isang EV.

Ang isa pang punto upang isaalang -alang ay ang kaligtasan. Sa pagsulong sa pagmamanupaktura at teknolohiya, ang mga kamakailang baterya ay sa pangkalahatan ay mas matatag na kemikal. Gayunpaman dahil sa pagkasira ng kasaysayan at pang -aabuso, ang mga cell ay maaaring pumasok sa thermal runaway na maaaring humantong sa mga resulta ng sakuna at sa ilang mga kaso ay nasa panganib ang buhay ng mga mamimili.

Ito ang dahilan kung bakit ang mga kumpanya ay nakabuo ng mas mahusay na software sa pagsubaybay sa baterya (BMS) upang makontrol ang paggamit ng baterya ngunit subaybayan din ang estado ng kalusugan upang magbigay ng napapanahong pagpapanatili at maiwasan ang pinalubhang mga kahihinatnan.

Konklusyon

Ng mga sistema ng pag-iimbak ng grid-enerhiya ay nagbibigay ng isang mahusay na pagkakataon upang makamit ang kalayaan ng kapangyarihan mula sa pangunahing grid ngunit nagbibigay din ng isang backup na mapagkukunan ng kapangyarihan sa panahon ng mga oras ng pag-load. Mayroong pag -unlad ay mapadali ang paglipat patungo sa mga mapagkukunan ng enerhiya ng berde, sa gayon nililimitahan ang epekto ng henerasyon ng enerhiya sa pagbabago ng klima habang natutugunan pa rin ang mga kinakailangan ng enerhiya na may patuloy na paglaki sa pagkonsumo.

Ang mga sistema ng imbakan ng enerhiya ng baterya ay ang pinaka -karaniwang ginagamit at ang pinakamadali upang i -configure para sa iba't ibang mga pang -araw -araw na aplikasyon. Ang kanilang mataas na kakayahang umangkop ay kontra sa pamamagitan ng isang medyo mataas na gastos, na humahantong sa pag -unlad ng mga diskarte sa pagsubaybay upang pahabain ang kani -kanilang habang -buhay hangga't maaari. Sa kasalukuyan, ang industriya at akademya ay nagbubuhos ng maraming pagsisikap upang siyasatin at maunawaan ang pagkasira ng baterya sa ilalim ng iba't ibang mga kondisyon.