Ni awọn ọdun 50 sẹhin, ilosoke ilọsiwaju ninu agbara ina mọnamọna agbaye, pẹlu ifoju lilo awọn wakati terawatt-25,300 ni ọdun 2021. Pẹlu iyipada si ile-iṣẹ 4.0, ilosoke ninu awọn ibeere agbara ni gbogbo agbaye. Awọn nọmba wọnyi n pọ si ni ọdun kọọkan, kii ṣe pẹlu awọn ibeere agbara ti ile-iṣẹ ati awọn apa eto-ọrọ aje miiran. Iyipada ile-iṣẹ yii ati agbara agbara-giga jẹ pọ pẹlu awọn ipa iyipada oju-ọjọ ojulowo diẹ sii nitori awọn itujade ti o pọju ti awọn eefin eefin. Lọwọlọwọ, pupọ julọ awọn ohun elo iṣelọpọ agbara ati awọn ohun elo gbarale awọn orisun epo fosaili (epo ati gaasi) lati pade iru awọn ibeere bẹẹ. Awọn ifiyesi oju-ọjọ wọnyi ṣe idiwọ iran agbara afikun ni lilo awọn ọna aṣa. Nitorinaa, idagbasoke awọn ọna ṣiṣe ipamọ agbara ti o munadoko ati igbẹkẹle ti di pataki pupọ lati rii daju ipese agbara ati igbẹkẹle lati awọn orisun isọdọtun.

Ẹka agbara ti dahun nipa yiyi si ọna agbara isọdọtun tabi awọn ojutu “alawọ ewe”. Iyipada naa ti ṣe iranlọwọ nipasẹ awọn imudara iṣelọpọ iṣelọpọ, ti o yori fun apẹẹrẹ si iṣelọpọ daradara diẹ sii ti awọn abẹfẹlẹ afẹfẹ afẹfẹ. Pẹlupẹlu, awọn oniwadi ti ni anfani lati mu ilọsiwaju ti awọn sẹẹli fọtovoltaic ṣiṣẹ, ti o yori si iran agbara to dara julọ fun agbegbe lilo. Ni ọdun 2021, iran ina lati awọn orisun fọtovoltaic ti oorun (PV) pọ si ni pataki, ti o de igbasilẹ 179 TWh ati aṣoju idagba ti 22% ni akawe si 2020. Imọ-ẹrọ PV ti oorun ni bayi ṣe iroyin fun 3.6% ti iran ina mọnamọna agbaye ati lọwọlọwọ o jẹ isọdọtun kẹta ti o tobi julọ. orisun agbara lẹhin hydropower ati afẹfẹ.

Bibẹẹkọ, awọn aṣeyọri wọnyi ko yanju diẹ ninu awọn ailabalẹ ti ara ti awọn eto agbara isọdọtun, ni pataki wiwa. Pupọ julọ awọn ọna wọnyi ko ṣe agbejade agbara lori ibeere bi eedu ati awọn ohun ọgbin agbara epo. Awọn abajade agbara oorun jẹ fun apẹẹrẹ ti o wa ni gbogbo ọjọ pẹlu awọn iyatọ ti o da lori awọn igun itanna oorun ati ipo igbimọ PV. Ko le ṣe eyikeyi agbara lakoko alẹ lakoko ti iṣelọpọ rẹ dinku ni pataki lakoko igba otutu ati ni awọn ọjọ kurukuru pupọ. Agbara afẹfẹ n jiya bi daradara lati awọn iyipada ti o da lori iyara afẹfẹ. Nitorinaa, awọn solusan wọnyi nilo lati ni idapọ pẹlu awọn eto ipamọ agbara lati le ṣetọju ipese agbara lakoko awọn akoko iṣelọpọ kekere.

Kini awọn ọna ṣiṣe ipamọ agbara?

Awọn ọna ipamọ agbara le fipamọ agbara lati le ṣee lo ni ipele nigbamii. Ni awọn igba miiran, yoo wa fọọmu iyipada agbara laarin agbara ti a fipamọ ati agbara ti a pese. Apeere ti o wọpọ julọ jẹ awọn batiri ina mọnamọna gẹgẹbi awọn batiri lithium-ion tabi awọn batiri acid acid. Wọn pese agbara ina nipasẹ awọn aati kemikali laarin awọn amọna ati elekitiroti.

Awọn batiri, tabi BESS (eto ipamọ agbara batiri), ṣe aṣoju ọna ipamọ agbara ti o wọpọ julọ ti a lo ninu awọn ohun elo igbesi aye ojoojumọ. Eto ipamọ miiran wa gẹgẹbi awọn ohun ọgbin agbara omi ti o yi agbara agbara ti omi ti a fipamọ sinu idido sinu agbara ina. Omi ti o ṣubu si isalẹ yoo yi awọn flywheel ti turbine ti o nmu agbara ina. Apeere miiran jẹ gaasi fisinuirindigbindigbin, lori itusilẹ gaasi yoo tan kẹkẹ ti turbine ti n ṣe agbara.

Ohun ti o ya awọn batiri kuro lati awọn ọna ipamọ miiran jẹ awọn agbegbe ti o pọju wọn. Lati awọn ẹrọ kekere ati ipese agbara ọkọ ayọkẹlẹ si awọn ohun elo ile ati awọn oko oorun nla, awọn batiri le ṣepọ lainidi si eyikeyi ohun elo ibi-itọju akoj. Ni apa keji, agbara omi ati awọn ọna afẹfẹ fisinuirindigbindigbin nilo awọn amayederun nla ati eka fun ibi ipamọ. Eyi nyorisi awọn idiyele ti o ga pupọ ti o nilo awọn ohun elo ti o tobi pupọ lati le jẹ idalare.

Lo awọn ọran fun awọn ọna ibi ipamọ ti ita-akoj.

Gẹgẹbi a ti sọ tẹlẹ, awọn ọna ibi ipamọ pa-akoj le dẹrọ lilo ati igbẹkẹle awọn ọna agbara isọdọtun gẹgẹbi oorun ati agbara afẹfẹ. Sibẹsibẹ, awọn ohun elo miiran wa ti o le ni anfani pupọ lati iru awọn ọna ṣiṣe

Awọn grids agbara ilu ṣe ifọkansi lati pese iye agbara ti o tọ ti o da lori ipese ati ibeere ti ilu kọọkan. Agbara ti a beere le yipada ni gbogbo ọjọ. Awọn ọna ibi ipamọ ti aisi-akoj ti lo lati dinku awọn iyipada ati pese iduroṣinṣin diẹ sii ni awọn ọran ti ibeere ti o ga julọ. Lati irisi ti o yatọ, awọn eto ibi ipamọ-pa-akoj le jẹ anfani pupọ lati sanpada fun eyikeyi aṣiṣe imọ-ẹrọ airotẹlẹ ninu akoj agbara akọkọ tabi lakoko awọn akoko itọju ti a ṣeto. Wọn le pade awọn ibeere agbara laisi nini lati wa awọn orisun agbara omiiran. Ẹnikan le tọkasi fun apẹẹrẹ iji yinyin Texas ni ibẹrẹ Kínní 2023 ti o lọ kuro ni isunmọ awọn eniyan 262 000 laisi agbara, lakoko ti awọn atunṣe jẹ idaduro nitori awọn ipo oju ojo ti o nira.

Awọn ọkọ ina mọnamọna jẹ ohun elo miiran. Awọn oniwadi ti tu igbiyanju pupọ lati mu iṣelọpọ batiri ṣiṣẹ ati awọn ilana gbigba agbara / gbigba agbara lati le ṣe iwọn igbesi aye ati iwuwo agbara ti awọn batiri. Awọn batiri lithium-ion ti wa ni iwaju iwaju ti iyipada kekere yii ati pe wọn ti lo lọpọlọpọ ninu awọn ọkọ ayọkẹlẹ ina mọnamọna tuntun ṣugbọn awọn ọkọ akero ina. Awọn batiri to dara julọ ninu ọran yii le ja si maileji nla ṣugbọn tun dinku awọn akoko gbigba agbara pẹlu awọn imọ-ẹrọ to tọ.

Ilọsiwaju imọ-ẹrọ miiran bii UAVs ati awọn roboti alagbeka ti ni anfani pupọ lati idagbasoke batiri. Nibẹ ni awọn ilana iṣipopada ati awọn ilana iṣakoso gbarale agbara batiri ati agbara ti a pese.

Kini BESS

BESS tabi eto ipamọ agbara batiri jẹ eto ipamọ agbara ti o le ṣee lo lati fi agbara pamọ. Agbara yii le wa lati inu akoj akọkọ tabi lati awọn orisun agbara isọdọtun gẹgẹbi agbara afẹfẹ ati agbara oorun. O jẹ ti awọn batiri pupọ ti a ṣeto ni oriṣiriṣi awọn atunto (jara / ni afiwe) ati iwọn da lori awọn ibeere. Wọn ti sopọ si ẹrọ oluyipada ti o lo lati yi agbara DC pada si agbara AC fun lilo. Eto iṣakoso batiri (BMS) ni a lo lati ṣe atẹle awọn ipo batiri ati iṣẹ gbigba agbara/gbigbe.

Ti a ṣe afiwe si awọn eto ibi ipamọ agbara miiran, wọn rọ ni pataki lati gbe / sopọ ati pe ko nilo awọn amayederun ti o gbowolori ga, ṣugbọn wọn tun wa ni idiyele nla ati nilo itọju deede diẹ sii ti o da lori lilo.

BESS iwọn ati awọn isesi lilo

Ojuami pataki lati koju nigbati fifi sori ẹrọ eto ipamọ agbara batiri jẹ iwọn. Awọn batiri melo ni o nilo? Ninu ohun ti iṣeto ni? Ni awọn igba miiran, iru batiri le ṣe ipa pataki lori ṣiṣe pipẹ ni awọn ofin ti ifowopamọ idiyele ati ṣiṣe

Eyi ni a ṣe lori ipilẹ ọran-nipasẹ-ipin bi awọn ohun elo le wa lati awọn ile kekere si awọn ohun ọgbin ile-iṣẹ nla.

Orisun agbara isọdọtun ti o wọpọ julọ fun awọn idile kekere, paapaa ni awọn agbegbe ilu, oorun ni lilo awọn panẹli fọtovoltaic. Onimọ-ẹrọ yoo ni gbogbogbo ṣe akiyesi aropin agbara agbara ti ile ati ṣe ayẹwo itanna oorun ni gbogbo ọdun fun ipo kan pato. Nọmba awọn batiri ati iṣeto ni akoj wọn ni a yan lati baamu awọn ibeere ile lakoko ipese agbara oorun ti o kere julọ ti ọdun lakoko ti kii ṣe gbigbe awọn batiri naa patapata. Eyi n ro ojutu kan lati ni ominira agbara pipe lati akoj akọkọ.

Titọju ipo idiyele iwọntunwọnsi tabi kii ṣe gbigba agbara awọn batiri patapata jẹ nkan ti o le jẹ atako ogbon ni akọkọ. Lẹhinna, kilode ti o lo eto ipamọ ti a ko ba le jade ni kikun agbara? Ni imọran o ṣee ṣe, ṣugbọn o le ma jẹ ilana ti o pọ si ipadabọ lori idoko-owo.

Ọkan ninu awọn aila-nfani akọkọ ti BESS ni idiyele giga ti awọn batiri. Nitorinaa, yiyan aṣa lilo tabi ilana gbigba agbara/gbigba agbara ti o mu iwọn igbesi aye batiri pọ si jẹ pataki. Fun apẹẹrẹ, awọn batiri acid asiwaju ko le ṣe idasilẹ ni isalẹ 50% agbara laisi ijiya lati ibajẹ ti ko le yipada. Awọn batiri litiumu-ion ni iwuwo agbara ti o ga julọ, igbesi aye gigun. Wọn tun le ṣe idasilẹ ni lilo awọn sakani nla, ṣugbọn eyi wa ni idiyele ti idiyele ti o pọ si. Iyatọ giga wa ni idiyele laarin awọn kemistri oriṣiriṣi, awọn batiri acid acid le jẹ ọgọọgọrun si ẹgbẹẹgbẹrun dọla din owo ju batiri lithium-ion ti iwọn kanna. Eyi ni idi ti awọn batiri acid acid jẹ lilo julọ ni awọn ohun elo oorun ni awọn orilẹ-ede agbaye 3rd ati awọn agbegbe talaka.

Išẹ batiri naa ni ipa pupọ nipasẹ ibajẹ lakoko igbesi aye rẹ, ko ni iṣẹ ṣiṣe ti o duro ti o pari pẹlu ikuna lojiji. Dipo, agbara ati ipese le dinku ni ilọsiwaju. Ni iṣe, igbesi aye batiri ni a gba pe o ti pari nigbati agbara rẹ ba de 80% ti agbara atilẹba rẹ. Ni awọn ọrọ miiran, nigbati o ba ni iriri ipare agbara 20%. Ni iṣe, eyi tumọ si iye agbara kekere ti a le pese. Eyi le ni ipa lori awọn akoko lilo fun awọn eto ominira ni kikun ati iye maileji ti EV le bo.

Koko miiran lati ronu ni aabo. Pẹlu awọn ilọsiwaju ni iṣelọpọ ati imọ-ẹrọ, awọn batiri to ṣẹṣẹ ti ni iduroṣinṣin diẹ sii ni kemikali. Bibẹẹkọ nitori ibajẹ ati itan-itan ilokulo, awọn sẹẹli le lọ sinu igbona runaway eyiti o le ja si awọn abajade ajalu ati ni awọn igba miiran fi igbesi aye awọn alabara sinu ewu.

Eyi ni idi ti awọn ile-iṣẹ ti ṣe agbekalẹ sọfitiwia ibojuwo batiri to dara julọ (BMS) lati ṣakoso lilo batiri ṣugbọn tun ṣe atẹle ipo ilera lati pese itọju akoko ati yago fun awọn abajade ti o buruju.

Ipari

Ninu awọn ọna ipamọ agbara-grid pese aye nla lati ṣaṣeyọri ominira agbara lati akoj akọkọ ṣugbọn tun pese orisun afẹyinti ti agbara lakoko awọn akoko idinku ati awọn akoko fifuye oke. Nibẹ ni idagbasoke yoo dẹrọ iyipada si awọn orisun agbara alawọ ewe, nitorinaa diwọn ipa ti iran agbara lori iyipada oju-ọjọ lakoko ti o tun pade awọn ibeere agbara pẹlu idagbasoke igbagbogbo ni agbara.

Awọn ọna ipamọ agbara batiri jẹ lilo julọ julọ ati rọrun julọ lati tunto fun oriṣiriṣi awọn ohun elo lojoojumọ. Irọrun giga wọn jẹ iṣiro nipasẹ idiyele ti o ga julọ, ti o yori si idagbasoke awọn ilana ibojuwo lati pẹ gigun igbesi aye oniwun bi o ti ṣee ṣe. Lọwọlọwọ, ile-iṣẹ ati ile-ẹkọ giga n ṣe igbiyanju pupọ lati ṣe iwadii ati loye ibajẹ batiri labẹ awọn ipo oriṣiriṣi.