مقدمة لمبدأ وخصائص تكنولوجيا تخزين الطاقة وطرق تخزين الطاقة الشائعة

1. مبدأ وخصائص تكنولوجيا تخزين الطاقة
يصبح جهاز تخزين الطاقة المكون من مكونات تخزين الطاقة وجهاز الوصول إلى شبكة الطاقة المكون من أجهزة إلكترونية للطاقة الجزءين الرئيسيين في نظام تخزين الطاقة.يعد جهاز تخزين الطاقة مهمًا لتحقيق تخزين الطاقة أو تحريرها أو تبادلها السريع للطاقة.يدرك جهاز الوصول إلى شبكة الطاقة نقل وتحويل الطاقة في اتجاهين بين جهاز تخزين الطاقة وشبكة الطاقة ، ويدرك وظائف تنظيم ذروة الطاقة ، وتحسين الطاقة ، وموثوقية إمدادات الطاقة ، واستقرار نظام الطاقة.

نظام تخزين الطاقة لديه نطاق واسع من السعة ، من عشرات الكيلوات إلى مئات ميغاواط ؛فترة التفريغ كبيرة ، من ميلي ثانية إلى ساعة ؛نطاق تطبيق واسع ، في جميع أنحاء نظام توليد الطاقة ونقلها وتوزيعها وكهرباءها ؛لقد بدأ للتو البحث عن تكنولوجيا تخزين الطاقة على نطاق واسع وتطبيقها ، وهو موضوع جديد تمامًا وأيضًا مجال بحث ساخن في الداخل والخارج.
2. طرق تخزين الطاقة الشائعة
في الوقت الحاضر ، تشمل تقنيات تخزين الطاقة المهمة تخزين الطاقة الفيزيائية (مثل تخزين الطاقة التي يتم ضخها ، وتخزين طاقة الهواء المضغوط ، وتخزين طاقة دولاب الموازنة ، وما إلى ذلك) ، وتخزين الطاقة الكيميائية (مثل جميع أنواع البطاريات ، وبطاريات الطاقة المتجددة للوقود ، وتدفق السائل البطاريات والمكثفات الفائقة وما إلى ذلك) وتخزين الطاقة الكهرومغناطيسية (مثل تخزين الطاقة الكهرومغناطيسية فائقة التوصيل ، إلخ).

1) تخزين الطاقة الفيزيائية الأكثر نضجًا والأكثر استخدامًا هو التخزين بالضخ ، وهو أمر مهم لتنظيم الذروة ، وتعبئة الحبوب ، وتعديل التردد ، وتنظيم الطور ، والاحتياطي الطارئ لنظام الطاقة.يمكن أن يكون وقت إطلاق التخزين بالضخ من بضع ساعات إلى بضعة أيام ، وتتراوح كفاءة تحويل الطاقة من 70٪ إلى 85٪.فترة بناء محطة توليد الطاقة التي يتم ضخها طويلة ومحدودة بالتضاريس.عندما تكون محطة الطاقة بعيدة عن منطقة استهلاك الطاقة ، تكون خسارة الإرسال كبيرة.تم تطبيق تخزين طاقة الهواء المضغوط في وقت مبكر من عام 1978 ، ولكن لم يتم الترويج له على نطاق واسع بسبب قيود التضاريس والظروف الجيولوجية.يستخدم تخزين طاقة دولاب الموازنة محركًا لدفع دولاب الموازنة للدوران بسرعة عالية ، مما يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية ويخزنها.عند الضرورة ، تقوم دولاب الموازنة بتشغيل المولد لتوليد الكهرباء.يتميز تخزين طاقة دولاب الموازنة بعمر طويل ، وعدم وجود تلوث ، وقليل من الصيانة ، ولكن كثافة طاقة منخفضة ، والتي يمكن استخدامها كمكمل لنظام البطارية.
2) هناك العديد من أنواع تخزين الطاقة الكيميائية ، مع اختلاف مستويات التطور التكنولوجي وآفاق التطبيق:
(1) تخزين طاقة البطارية هو أكثر تقنيات تخزين الطاقة نضجًا وموثوقية في الوقت الحالي.وفقًا للمواد الكيميائية المختلفة المستخدمة ، يمكن تقسيمها إلى بطارية حمض الرصاص ، وبطارية النيكل والكادميوم ، وبطارية هيدريد معدن النيكل ، وبطارية ليثيوم أيون ، وبطارية كبريت الصوديوم ، وما إلى ذلك. تتميز بطارية الرصاص الحمضية بتكنولوجيا ناضجة ، يمكن يتم تحويلها إلى نظام تخزين كبير السعة ، وتكلفة وحدة الطاقة وتكلفة النظام منخفضة وآمنة وموثوقة وإعادة الاستخدام هي انتظار جيد لخاصية ما ، وهي حاليًا أكثر أنظمة تخزين الطاقة عملية ، وقد كانت في أنظمة طاقة الرياح الصغيرة ، وأنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية ، فضلا عن الصغيرة والمتوسطة في نظام التوليد الموزع تستخدم على نطاق واسع ، ولكن لأن الرصاص تلوث بالمعادن الثقيلة ، فإن بطاريات الرصاص الحمضية ليست هي المستقبل.البطاريات المتقدمة مثل بطاريات الليثيوم أيون ، وبطاريات الصوديوم والكبريت والنيكل وهيدريد المعدن ذات تكلفة عالية ، وتكنولوجيا تخزين الطاقة ذات السعة الكبيرة ليست ناضجة.لا يمكن لأداء المنتجات تلبية متطلبات تخزين الطاقة في الوقت الحالي ، ولا يمكن تسويق الاقتصاد.
(2) تتميز بطارية طاقة الوقود المتجدد الكبيرة باستثمارات عالية وسعر مرتفع وكفاءة تحويل منخفضة للدورة ، لذا فهي غير مناسبة لاستخدامها كنظام تخزين للطاقة التجارية في الوقت الحالي.
(3) تتميز بطارية تخزين طاقة التدفق السائل بمزايا كفاءة تحويل الطاقة العالية ، وانخفاض تكاليف التشغيل والصيانة ، وهي واحدة من تقنيات تخزين الطاقة وتنظيم توليد الطاقة الفعال والمتصل بالشبكة على نطاق واسع.تم تطبيق تقنية تخزين طاقة التدفق السائل في دول تجريبية مثل الولايات المتحدة الأمريكية وألمانيا واليابان والمملكة المتحدة ، لكنها لا تزال في مرحلة البحث والتطوير في الصين.