1. Enerģijas uzkrāšanas tehnoloģijas princips un raksturojums
Enerģijas uzglabāšanas ierīce, kas sastāv no enerģijas uzkrāšanas komponentiem, un elektrotīkla piekļuves ierīce, kas sastāv no jaudas elektroniskām ierīcēm, kļūst par divām galvenajām enerģijas uzglabāšanas sistēmas daļām.Enerģijas uzglabāšanas ierīce ir svarīga, lai realizētu enerģijas uzkrāšanu, izlaišanu vai ātru enerģijas apmaiņu.Elektrotīkla piekļuves ierīce realizē divvirzienu enerģijas pārnešanu un pārveidošanu starp enerģijas uzglabāšanas ierīci un elektrotīklu, kā arī realizē jaudas maksimuma regulēšanas, enerģijas optimizācijas, barošanas avota uzticamības un energosistēmas stabilitātes funkcijas.
Enerģijas uzkrāšanas sistēmai ir plašs jaudas diapazons, sākot no desmitiem kilovatu līdz simtiem megavatu;Izlādes laika posms ir liels, no milisekundes līdz stundai;Plašs pielietojuma diapazons visā elektroenerģijas ražošanas, pārvades, sadales, elektroenerģijas sistēmā;Liela mēroga enerģijas uzglabāšanas tehnoloģiju izpēte un pielietošana tikai sākas, kas ir pavisam jauna tēma un arī aktuāla pētniecības joma gan mājās, gan ārvalstīs.
2. Kopējās enerģijas uzkrāšanas metodes
Pašlaik svarīgas enerģijas uzkrāšanas tehnoloģijas ietver fizisko enerģijas uzkrāšanu (piemēram, sūkņu enerģijas uzkrāšanu, saspiesta gaisa enerģijas uzkrāšanu, spararata enerģijas uzkrāšanu utt.), ķīmiskās enerģijas uzglabāšanu (piemēram, visa veida akumulatori, atjaunojamās degvielas akumulatori, šķidruma plūsma akumulatori, superkondensatori u.c.) un elektromagnētiskās enerģijas uzglabāšana (piemēram, supravadītāja elektromagnētiskās enerģijas uzglabāšana utt.).
1) Nobriedušākā un visplašāk izmantotā fiziskā enerģijas uzglabāšana ir sūkņu uzglabāšana, kas ir svarīga pīķa regulēšanai, graudu pildīšanai, frekvences modulācijai, fāzes regulēšanai un energosistēmas avārijas rezervei.Sūknētās krātuves izlaišanas laiks var būt no dažām stundām līdz dažām dienām, un tās enerģijas pārveidošanas efektivitāte ir robežās no 70% līdz 85%.Sūknēšanas spēkstacijas būvniecības laiks ir ilgs un ierobežots ar reljefu.Ja spēkstacija atrodas tālu no enerģijas patēriņa zonas, pārraides zudumi ir lieli.Saspiestā gaisa enerģijas uzkrāšana tika pielietota jau 1978. gadā, taču tā nav tikusi plaši popularizēta reljefa un ģeoloģisko apstākļu ierobežojuma dēļ.Spararata enerģijas uzglabāšana izmanto motoru, kas virza spararatu, lai tas grieztos lielā ātrumā, kas pārvērš elektrisko enerģiju mehāniskajā enerģijā un uzglabā to.Ja nepieciešams, spararats darbina ģeneratoru, lai ražotu elektroenerģiju.Spararata enerģijas uzglabāšanu raksturo ilgs kalpošanas laiks, bez piesārņojuma, neliela apkope, bet zems enerģijas blīvums, ko var izmantot kā papildinājumu akumulatoru sistēmai.
2) Ir daudz veidu ķīmiskās enerģijas uzkrāšanas ar dažādiem tehnoloģiskās attīstības līmeņiem un pielietojuma perspektīvām:
(1) Akumulatora enerģijas uzglabāšana ir šobrīd visnobriedušākā un uzticamākā enerģijas uzglabāšanas tehnoloģija.Atkarībā no izmantotajām ķīmiskajām vielām to var iedalīt svina-skābes akumulatoros, niķeļa-kadmija akumulatoros, niķeļa-metāla hidrīda akumulatoros, litija jonu akumulatoros, nātrija sēra akumulatoros utt. Svina-skābes akumulatoriem ir nobriedusi tehnoloģija, pārveidot par masu uzglabāšanas sistēmu, un vienības enerģijas izmaksas un sistēmas izmaksas ir zemas, drošas un uzticamas, un atkārtota izmantošana ir laba, lai gaidītu raksturlielumu, pašlaik ir vispraktiskākā enerģijas uzglabāšanas sistēma, ir bijusi mazā vēja enerģijā, fotoelementu enerģijas ražošanas sistēmās , kā arī mazie un vidējie dalītās ražošanas sistēmā tiek plaši izmantoti, taču, tā kā svins ir smago metālu piesārņojums, svina-skābes akumulatori nav nākotne.Uzlabotiem akumulatoriem, piemēram, litija jonu, nātrija sēra un niķeļa-metāla hidrīda akumulatoriem, ir augstas izmaksas, un lielas ietilpības enerģijas uzglabāšanas tehnoloģija nav nobriedusi.Produktu veiktspēja šobrīd nevar atbilst enerģijas uzglabāšanas prasībām, un ekonomiku nevar komercializēt.
(2) Liela mēroga atjaunojamās degvielas akumulatoram ir lielas investīcijas, augsta cena un zema cikla pārveidošanas efektivitāte, tāpēc to pašlaik nevar izmantot kā komerciālu enerģijas uzglabāšanas sistēmu.
(3) Šķidrās plūsmas enerģijas uzkrāšanas akumulatora priekšrocības ir augsta enerģijas pārveidošanas efektivitāte, zemas darbības un uzturēšanas izmaksas, un tā ir viena no tehnoloģijām enerģijas uzglabāšanai un efektīvas un liela mēroga ar tīklu savienotas elektroenerģijas ražošanas regulēšanai.Šķidruma plūsmas enerģijas uzglabāšanas tehnoloģija ir izmantota tādās demonstratīvās valstīs kā ASV, Vācija, Japāna un Apvienotā Karaliste, taču Ķīnā tā joprojām ir pētniecības un attīstības stadijā.
Publicēšanas laiks: 17. augusts 2022
