1 Energiją kaupiančių baterijų veikimo principas
Energiją kaupiančių baterijų veikimo principas pagrįstas elektrocheminėmis reakcijomis. Pavyzdžiui, ličio jonų baterijas, įkrovimo metu iš teigiamo elektrodo išsiskiria ličio jonai, kurie per elektrolitą įterpiami į neigiamą elektrodą, o neigiamas elektrodas yra prisotintas ličiu; Iškraunant yra atvirkščiai. Šis grįžtamasis elektrocheminės reakcijos procesas leidžia kaupti ir išleisti elektros energiją.
2 Energiją kaupiančių baterijų klasifikacija
Energijos kaupimo baterijas galima suskirstyti į įvairius tipus, atsižvelgiant į jų energijos kaupimo principus ir technines charakteristikas, įskaitant:
Švino rūgšties akumuliatorius:
Savybės:Elektrodas pagamintas iš švino ir jo oksidų, o elektrolitas yra sieros rūgšties tirpalas. Jo pranašumai yra saugus sandarinimas, dujų išleidimo sistema, paprasta priežiūra, ilgas tarnavimo laikas, stabili kokybė ir didelis patikimumas. Tačiau trūkumas yra tas, kad švino tarša yra didelė, o energijos tankis yra mažas.
Taikymas:Plačiai naudojamas UPS maitinimo šaltinyje, saulės gatvių šviestuvuose, apsaugos sistemose ir kitose srityse.
Nikelio pagrindu pagamintos baterijos:
Charakteristikos:Nikelio vandenilio baterijose teigiama, kad aktyvioji elektrodo medžiaga yra Ni (OH) 2, neigiamo elektrodo aktyvioji medžiaga yra metalo hidridas, o elektrolitas yra kalio hidroksido tirpalas. Jis turi didelį energijos tankį, greitą įkrovimo ir iškrovimo greitį, lengvą svorį, ilgą tarnavimo laiką ir neteršia aplinkos. Tačiau yra ir trūkumų, tokių kaip nedideli atminties efektai, daugybė valdymo problemų ir tendencija, kad vieno elemento baterijų separatoriai tirpsta.
Taikymas:Tinka tokioms sritims kaip hibridinės transporto priemonės ir elektriniai įrankiai.
Ličio baterijos:
Savybės:Ličio jonų baterijose kaip neigiamo elektrodo medžiaga naudojamas ličio metalas arba ličio lydinys ir naudojami nevandeniniai elektrolitų tirpalai. Jo pranašumai yra didelis energijos tankis, ilgas tarnavimo laikas, lengvas svoris ir stiprus prisitaikymas. Tačiau saugumas yra prastas, gali sprogti, o kaina yra didelė.
Taikymas:Plačiai naudojamas tokiose srityse kaip elektrinės transporto priemonės, nešiojamieji elektroniniai prietaisai, energijos kaupimo jėgainės ir kt.
Srauto baterija:
Savybės:Tinka stacionariai didelio masto energijos kaupimui, turintis tokius privalumus kaip nepriklausomas energijos ir energijos kaupimo pajėgumų dizainas, didelis efektyvumas, ilgas tarnavimo laikas, gilaus iškrovimo galimybė ir ekologiškumas. Tačiau energijos tankis yra palyginti mažas.
Taikymas:Daugiausia naudojamas didelio masto energijos kaupimo elektrinėse, elektros tinklo piko skutimo ir kitose srityse.
Natrio sieros baterija:
Savybės:Naudojant natrio metalą kaip neigiamą elektrodą ir sierą kaip teigiamą elektrodą, jis turi didelės specifinės energijos, savaiminio išsikrovimo reiškinio, didelio iškrovimo efektyvumo ir ilgo tarnavimo privalumus. Tačiau jis turi veikti aukštoje temperatūroje, o kaina yra gana didelė.
Taikymas:Tinka specifiniams aukštos temperatūros energijos kaupimo scenarijams.
3 Energijos kaupimo baterijų taikymo scenarijai
Energijos kaupimo baterijų taikymo scenarijai yra platūs ir įvairūs, daugiausia apimantys šiuos aspektus:
1. Atsinaujinančios energijos tinklo prijungimas
Energiją kaupiančios baterijos atlieka lemiamą vaidmenį integruojant į tinklą atsinaujinančius energijos šaltinius, tokius kaip saulės ir vėjo energija. Šie energijos šaltiniai pasižymi pertrūkiais ir nepastovumu, o energijos kaupimo baterijos gali išlyginti jų galios svyravimus, sumažinti poveikį elektros sistemai ir pagerinti elektrinių gebėjimą sekti planuojamą našumą. Pavyzdžiui, vėjo ir fotovoltinės energijos gamybos sistemose energiją kaupiančios baterijos gali sugerti elektros perteklių ir prireikus jį išleisti, užtikrindamos stabilų elektros tinklo darbą.
2. Pagalbinės tinklo paslaugos
Energijos kaupimo baterijos atlieka svarbų vaidmenį teikiant pagalbines tinklo paslaugas, įskaitant pajėgumu pagrįstas ir galia pagrįstas paslaugas. Pajėgumu pagrįstos paslaugos, pvz., tinklelio skutimas, apkrovos sekimas ir juodas paleidimas, gali susidoroti su tinklo apkrovos pokyčiais ir netikėtomis situacijomis. Kalbant apie didžiausią elektros tinklo skutimą, energijos kaupimo baterijos gali laiku ir patikimai reaguoti į išsiuntimo instrukcijas, atsižvelgiant į energijos šaltinių ir apkrovų pokyčius, ir reguliuoti savo išėjimo lygius pagal instrukcijas. Be to, energijos kaupimo baterijos gali pagerinti elektros tinklo dažnio reguliavimo galimybes ir sumažinti nuostolius, atsirandančius dėl dažno tradicinių dažnio reguliavimo maitinimo šaltinių perjungimo.
3. Elektros tinklų perdavimas ir skirstymas
Elektros tinklo perdavimo ir paskirstymo srityje energijos kaupimo baterijos gali pagerinti energijos paskirstymo kokybę ir patikimumą. Esant gedimui skirstomajame tinkle, energijos kaupimo baterijos gali tarnauti kaip atsarginis maitinimo šaltinis, nuolat tiekiant maitinimą vartotojams, užtikrinant energijos tiekimo tęstinumą. Tuo pačiu metu energijos kaupimo baterijos taip pat gali būti naudojamos kaip valdomi energijos šaltiniai, siekiant kontroliuoti skirstomojo tinklo elektros energijos kokybę, pašalinti įtampos kritimus, harmonines ir kitas problemas bei pagerinti elektros energijos kokybę.
4. Paskirstytasis ir mikrotinklas
Paskirstytose ir mikrotinklo sistemose energijos kaupimo baterijos yra nepakeičiamas komponentas. „Microgrid“ sistemai reikalingi energijos kaupimo įrenginiai, kurie užtikrintų trumpalaikį nepertraukiamą maitinimą, jei iš tinklo ir paskirstyti maitinimo šaltiniai negalėtų tiekti energijos, atitiktų mikrotinklo skutimosi reikalavimus, pagerintų mikrotinklo maitinimo kokybę, užbaigtų „microgrid“ sistemos juodąjį paleidimą ir subalansuotų. pertrūkių ir svyruojančių energijos šaltinių išeiga. Energiją kaupiančios baterijos sistemos pasižymi dinamiškai absorbuojančia ir laiku ją išleidžiančiomis savybėmis, o tai gali pagerinti elektros energijos kokybę, stabilizuoti tinklo darbą, optimizuoti sistemos konfigūraciją, užtikrinti saugų ir stabilų mikrotinklų darbą.
5. Vartotojo pusės energijos kaupimas
Naudotojo pusės energijos kaupimas daugiausia apima skutimąsi ir slėnio užpildymą pramonėje ir prekyboje, taip pat paklausos atsaką. Energiją kaupiančių baterijų ir galios elektronikos technologijos derinys gali suteikti vartotojams patikimus energijos šaltinius, pagerinti energijos kokybę ir sutaupyti vartotojų sąnaudas, nes išnaudojamas kainų skirtumas tarp piko ir slėnio elektros kainų. Pavyzdžiui, pramonės ir komercijos sektoriuje energijos kaupimo baterijas galima įkrauti esant žemoms elektros kainoms, o iškrauti – esant aukštoms elektros kainoms, taip sumažinant įmonių sąnaudas elektrai.
6. Elektromobilių laukas
Sparčiai vystantis naujų energetinių transporto priemonių pramonei, energiją kaupiančių akumuliatorių taikymas elektromobilių srityje tampa vis plačiau paplitęs. Maitinimo akumuliatorius yra pagrindinė elektrinių transporto priemonių sudedamoji dalis, kuri tiesiogiai veikia transporto priemonės atstumą ir veikimą. Energijos kaupimo baterijų technologijos plėtra žymiai padidino elektromobilių asortimentą, tuo pačiu sumažinant energijos sąnaudas ir įkrovimo laiką.
7. Namų energijos kaupimas
Energijos kaupimas namuose yra dar viena svarbi energijos kaupimo baterijų taikymo sritis. Veiksmingi ir patogūs energijos kaupimo sprendimai, tokie kaip sieniniai ličio akumuliatoriai, gali efektyviai kaupti ir valdyti buitinius elektros išteklius, pagerinti energijos panaudojimo efektyvumą ir sumažinti elektros sąnaudas. Atsinaujinančios energijos įrangos, tokios kaip saulės fotovoltinės ir vėjo energijos generavimo sistemos, derinys, buitinės energijos kaupimo baterijos gali užtikrinti vartotojams stabilų ir patikimą energijos tiekimą ir suteikti avarinę elektros energijos tiekimo garantiją nutrūkus elektrai arba nutrūkus elektros tiekimui tinkle.
4 Energiją kaupiančios baterijos atlieka keletą specifinių paskirstytojo energijos vaidmenų
1. Sklandžiai paskirstytos energijos gamybos nepastovumas
Stabili išvestis:Paskirstyti energijos šaltiniai, tokie kaip atsinaujinantys energijos šaltiniai, tokie kaip saulė ir vėjas, generuoja pertrūkius ir svyruoja. Energiją kaupiančios baterijos gali kaupti su pertraukomis generuojamą elektros energiją ir prireikus ją išleisti, taip išlygindamos paskirstytos energijos gamybos svyravimus ir palaikydami stabilią elektros energijos išeigą.
Sumažinkite tinklelio poveikį:Reguliuojant energijos kaupimo baterijas, galima sumažinti paskirstytų energijos sistemų poveikį tinklui, išvengiant staigios apkrovos padidėjimo ar elektros energijos gamybos sumažėjimo.
2. Pagerinti energijos panaudojimo efektyvumą
Pasiūlos ir paklausos suderinimas:Energijos kaupimo baterijos gali kaupti elektros energiją mažos apkrovos laikotarpiais ir išleisti elektrą didžiausios apkrovos laikotarpiais, atsižvelgiant į faktinį energijos sistemos poreikį, taip užtikrinant dinamišką pasiūlos ir paklausos atitiktį ir pagerinant energijos panaudojimo efektyvumą.
Kelių energijos paskirstymas:Paskirstytose energijos sistemose energijos kaupimo baterijos gali būti sujungtos ir paskirstytos su keliais energijos šaltiniais, kad būtų sudarytos sudėtingos sistemos, tokios kaip mikrotinklai, toliau optimizuojant energijos panaudojimo struktūras ir pagerinant bendrą energijos vartojimo efektyvumą.
3. Padidinkite elektros tinklo stabilumą ir patikimumą
Atsarginis maitinimo šaltinis:Elektros tinklo gedimo ar gedimo atveju energijos kaupimo baterijos gali būti atsarginis maitinimo šaltinis, užtikrinantis nuolatinį ir stabilų maitinimą kritinėms apkrovoms, užtikrinant elektros tinklo stabilumą ir patikimumą.
Atsparumo gerinimas:Energiją kaupiančios baterijos gali tarnauti kaip besisukanti atsarginė elektros tinklo atsarginė dalis, sušvelninant svyravimus, atsirandančius dėl didžiausio ir ne piko elektros suvartojimo, sumažinant elektros tinklo reguliavimo ir planavimo spaudimą bei pagerinant energijos panaudojimo efektyvumą.
4. Skatinti atsinaujinančios energijos vartojimą
Energijos kaupimo taisyklės:Energiją kaupiančios baterijos gali kaupti elektros energijos perteklių, pagamintą generuojant atsinaujinančią energiją, ir prireikus jį išleisti, taip padidindamos atsinaujinančios energijos suvartojimą ir sumažindamos vėjo ir saulės energijos apribojimus.
Pasiūlos ir paklausos pusiausvyra:Reguliuojant energijos kaupimo baterijas, galima subalansuoti pasiūlos ir paklausos santykį tarp paskirstytų energijos sistemų ir elektros tinklo, pagerinant prisijungimo prie tinklo galimybes ir atsinaujinančios energijos panaudojimo efektyvumą.
5. Ekonominė ir aplinkosauginė nauda
Sumažinkite elektros energijos sąnaudas:Energijos kaupimo baterijas galima įkrauti esant žemoms elektros kainoms, o iškrauti – esant aukštoms elektros kainoms, taip sumažinant vartotojų išlaidas elektrai.
Anglies išmetimo mažinimas:Skatindamos atsinaujinančios energijos vartojimą ir mažindamos iškastinio kuro naudojimą, energiją kaupiančios baterijos gali padėti sumažinti anglies dvideginio išmetimą ir pagerinti aplinkos kokybę.
