معرفی اصل و ویژگی های فناوری ذخیره سازی انرژی و روش های متداول ذخیره سازی انرژی

1. اصل و ویژگی های فناوری ذخیره سازی انرژی
دستگاه ذخیره‌سازی انرژی متشکل از اجزای ذخیره‌سازی انرژی و دستگاه دسترسی به شبکه برق متشکل از دستگاه‌های الکترونیکی قدرت، دو بخش اصلی سیستم ذخیره‌سازی انرژی هستند.دستگاه ذخیره انرژی برای تحقق ذخیره انرژی، انتشار یا تبادل سریع انرژی مهم است.دستگاه دسترسی به شبکه برق انتقال و تبدیل انرژی دو طرفه بین دستگاه ذخیره انرژی و شبکه برق را درک می کند و عملکردهای تنظیم پیک قدرت، بهینه سازی انرژی، قابلیت اطمینان منبع تغذیه و پایداری سیستم قدرت را درک می کند.

سیستم ذخیره انرژی دارای طیف وسیعی از ظرفیت، از ده ها کیلووات تا صدها مگاوات است.بازه زمانی تخلیه بزرگ است، از میلی ثانیه تا ساعت.محدوده کاربرد گسترده، در کل سیستم تولید برق، انتقال، توزیع، برق؛تحقیق و استفاده از فناوری ذخیره سازی انرژی در مقیاس بزرگ به تازگی شروع شده است، که یک موضوع کاملاً جدید و همچنین یک زمینه تحقیقاتی داغ در داخل و خارج از کشور است.
2. روش های متداول ذخیره انرژی
در حال حاضر، فناوری‌های مهم ذخیره‌سازی انرژی شامل ذخیره‌سازی فیزیکی انرژی (مانند ذخیره‌سازی انرژی پمپ شده، ذخیره‌سازی انرژی هوای فشرده، ذخیره‌سازی انرژی چرخ طیار و غیره)، ذخیره‌سازی انرژی شیمیایی (مانند انواع باتری‌ها، باتری‌های انرژی تجدیدپذیر سوخت، جریان مایع) است. باتری ها، ابرخازن ها و غیره) و ذخیره انرژی الکترومغناطیسی (مانند ذخیره انرژی الکترومغناطیسی ابررسانا و غیره).

1) بالغ ترین و پرمصرف ترین ذخیره انرژی فیزیکی ذخیره سازی پمپ است که برای تنظیم پیک، پر کردن دانه، مدولاسیون فرکانس، تنظیم فاز و ذخیره اضطراری سیستم قدرت مهم است.زمان انتشار ذخیره سازی پمپ شده می تواند از چند ساعت تا چند روز باشد و راندمان تبدیل انرژی آن در محدوده 70٪ تا 85٪ است.دوره ساخت نیروگاه ذخیره سازی پمپاژ طولانی و محدود به زمین است.هنگامی که نیروگاه از منطقه مصرف برق دور باشد، تلفات انتقال زیاد است.ذخیره سازی انرژی هوای فشرده از اوایل سال 1978 استفاده شده است، اما به دلیل محدودیت زمین و شرایط زمین شناسی به طور گسترده ای ترویج نشده است.ذخیره انرژی فلایویل از یک موتور برای به حرکت درآوردن فلایویل استفاده می کند تا با سرعت بالا بچرخد که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل کرده و آن را ذخیره می کند.در صورت لزوم، چرخ طیار ژنراتور را برای تولید برق به حرکت در می آورد.ذخیره انرژی فلایویل با عمر طولانی، بدون آلودگی، نگهداری کم، اما چگالی انرژی کم مشخص می شود که می تواند به عنوان مکملی برای سیستم باتری استفاده شود.
2) انواع مختلفی از ذخیره انرژی شیمیایی، با سطوح مختلف توسعه فن آوری و چشم انداز کاربردی وجود دارد:
(1) ذخیره انرژی باتری بالغ ترین و قابل اعتمادترین فناوری ذخیره انرژی در حال حاضر است.با توجه به مواد شیمیایی مختلف مورد استفاده، می توان آن را به باتری سرب-اسید، باتری نیکل-کادمیم، باتری هیدرید نیکل-فلز، باتری لیتیوم یون، باتری سولفور سدیم و غیره تقسیم کرد. باتری سرب اسید دارای یک فناوری بالغ است، می تواند به سیستم ذخیره سازی انبوه تبدیل شود، و هزینه انرژی واحد و هزینه سیستم کم، ایمن و قابل اعتماد است و استفاده مجدد برای یک مشخصه خوب است، در حال حاضر عملی ترین سیستم ذخیره انرژی است، در یک نیروی باد کوچک، سیستم های تولید برق فتوولتائیک بوده است. و همچنین کوچک و متوسط ​​در سیستم تولید پراکنده به طور گسترده استفاده می شود، اما از آنجا که سرب آلودگی فلزات سنگین است، باتری های سرب اسیدی آینده نیستند.باتری های پیشرفته مانند باتری های لیتیوم-یون، سدیم-گوگرد و هیدرید نیکل-فلز هزینه بالایی دارند و فناوری ذخیره سازی انرژی با ظرفیت بالا بالغ نشده است.عملکرد محصولات در حال حاضر نمی تواند نیازهای ذخیره سازی انرژی را برآورده کند و اقتصاد تجاری سازی نمی شود.
(2) باتری انرژی سوخت تجدید پذیر در مقیاس بزرگ دارای سرمایه گذاری بالا، قیمت بالا و راندمان تبدیل چرخه پایین است، بنابراین در حال حاضر برای استفاده به عنوان سیستم ذخیره انرژی تجاری مناسب نیست.
(3) باتری ذخیره انرژی جریان مایع دارای مزایای راندمان تبدیل انرژی بالا، هزینه های عملیاتی و نگهداری کم است و یکی از فناوری های ذخیره انرژی و تنظیم تولید برق کارآمد و در مقیاس بزرگ متصل به شبکه است.فن آوری ذخیره سازی انرژی جریان مایع در کشورهای نمونه مانند ایالات متحده آمریکا، آلمان، ژاپن و بریتانیا به کار گرفته شده است، اما هنوز در مرحله تحقیق و توسعه در چین است.