Хранение энергии: что это такое и как она работает

Вы когда -нибудь задумывались, как мы можем хранить силу солнца для ночного использования? Хранение энергии делает это возможным, соединяя пробелы между спросом и предложением. В отличие от традиционного поколения, он захватывает энергию для последующего использования.
В этом посте вы узнаете, что такое хранилище энергии, как работает хранилище энергии и типы хранения энергии.

Что такое хранилище энергии?

Хранение энергии - это процесс экономии энергии для последующего использования.

Он захватывает мощность, когда предложение высокое, а спрос низкий.

Позже он выпускает эту энергию для удовлетворения растущих потребностей.

Почему хранение энергии необходимо

· Возобновляемая энергия прерывится.

· Солнечные панели перестают производить, когда солнце падает.

· Ветряные турбины медленно, когда воздух все еще.

· Требование пики вечером, когда дома нуждается в электричестве.

· Отключения, вызванные штормами или тепловыми волнами, также делают хранение необходимым.

Повседневные примеры хранения энергии

Подумайте о своем телефоне - он хранит питание от зарядки.
Перекаченные гидро плотины делают нечто подобное, но в огромном масштабе.
Они качают воду в гору, когда спрос низкий, а затем выпускают ее вниз, чтобы выработать электричество, когда людям это больше всего нужно.

Почему хранение энергии имеет значение

Хранение энергии является ключом к более чистому энергетическому будущему.
Это позволяет нам использовать возобновляемую энергию, когда солнце садится или ветер замедляется.
Сначала сохраняя энергию и выпустив ее позже, мы продолжаем стойкость.

Роль в переходе возобновляемой энергии

· Солнечная и ветер являются мощными, но не всегда доступны.

· Хранение захватывает дополнительное электричество во время солнечных дней.

· Затем он обеспечивает эту энергию ночью, когда спрос повышается.

· Этот баланс помогает расти возобновляемых источников энергии, не рискуя отключениям.

Преимущества для стабильности и надежности сетки

Сетка всегда должна соответствовать спросу и предложению.
Хранение действует как буфер против внезапных изменений.
Он поддерживает регулирование частоты, пиковое бритье и быстрый отклик.

Хранение энергии как 'холодильник для электричества '

Подумайте о еде в холодильнике.
Вы не едите все сразу.
Вместо этого вы сохраняете его и используете, когда будете готовы.
Хранение делает то же самое для электричества, сохраняя его свежим на потом.

Влияние на сообщества

· Сокращает счета за электроэнергию, переключая использование на более дешевые часы.

· Уменьшает загрязнение от ископаемого топлива 'Peaker '.

· Обеспечивает резервную копию во время штормов или экстремальной погоды.

· Повышает устойчивость для сельских домов и городских районов.

Как работает хранение энергии?

Хранение энергии принимает электричество и превращает его в другую форму.
Он может удержать эту энергию, пока люди не понадобятся снова.
Позже он превращается в полезную питание для домов, автомобилей или сетей.

Типы конверсии и хранения

· Химическое вещество : батареи хранят энергию в химических реакциях.

· Механические : маховики или сжатый воздух удерживают физическую силу.

· Термический : тепло, хранящийся в воде или расплавленной соле, можно использовать повторно.

· Электрические : конденсаторы и электромагнитные системы поддерживают энергию.

Зарядка против разрядки объяснено

Во время зарядки хранилище поглощает избыточную энергию из сети.
Это может быть избыточная солнечная энергия в полдень или сильный ветер ночью.
При разряде он возвращает энергию, чтобы удовлетворить растущий спрос.
Этот цикл повторяется ежедневно, делая энергоснабжение гибким.

Аналогия: водохранилища и гидрососы

Изображение воды хранится в высоком резервуаре.
Когда спрос низкий, насосы толкают воду в гору.
Когда спрос поднимается, вода течет обратно через турбины.
Он работает как гигантская батарея, хранение и выпуск энергии.

Типы систем хранения энергии

Хранение энергии поставляется во многих формах, каждый из которых обслуживает разные потребности.
Некоторые системы хранят электричество напрямую, в то время как другие сохраняют тепло или давление.
Давайте рассмотрим самые важные технологии.

Системы хранения энергии аккумулятора (BESS)

Батареи превращают электричество в химическую энергию, а затем выпустите его, когда это необходимо.
Литий-ионные батареи доминируют из-за высокой эффективности и компактного размера.
Другие варианты включают в себя натрий-сальфур, свинцовую кислоту и проточные батареи.

Преимущества:

· Высокая плотность энергии

· Быстрый ответ

· Подходит для домов, предприятий и больших сетей

Ограничения:

· Ограниченный срок службы (5–15 лет)

· Зависимость от редких материалов

Насосная гидроэлектростанция

Это самая старая и наиболее распространенная форма хранения.
Он работает, перекачивая воду в гору, когда энергия дешевая.
Позже вода стекает, чтобы генерировать энергию во время высокого спроса.

· Очень эффективно (70–85%).

· Крупномасштабное усыновление по всему миру с 1970-х годов.

Хранение тепловой энергии

Тепловые системы экономиют тепло или холод для последующего использования.
Растения CSP используют зеркала для нагрева расплавленной соли для производства электроэнергии.
Хранение льда охлаждает здания, замораживая воду ночью.

Хранение энергии сжатого воздуха (CAE)

CAES хранят сжатый воздух в подземных пещерах.
Когда это необходимо, воздух выпускается в спиновые турбины.
Это уменьшает использование топлива и сокращает выбросы на 40–60%.

· Существуют два коммерческих завода: Германия и Алабама.

· Большая вместимость и длительный срок службы, но ограниченные места.

Хранение энергии маховика

Маховик сохраняет энергию как кинетическую силу в вращающемся роторе.
Они могут достигать 60 000 об / мин в камерах с низким содержанием фарсиона.
При разряде ротор замедляется при выпуске электроэнергии.

Преимущества:

· Очень быстрый ответ

· Длительный цикл срока службы (более 100 000 циклов)

· Низкое обслуживание

Используется в основном для регулирования частоты сетки и коротких всплесков мощности.

Хранение водорода

Водород создается путем расщепления воды с использованием электролиза.
Его можно хранить в танках или пещерах для последующего использования.
Топливные элементы превращают его обратно в электричество, производя только воду.

Плюсы:

· Очистите в сочетании с возобновляемыми источниками энергии

· Высокий потенциал хранения

Минусы:

· Дорогостоящая инфраструктура

· Сгорание водорода может излучать вредные газы NOx

Преимущества хранения энергии

Хранение энергии обеспечивает ценность далеко за пределами хранения дополнительного электричества.
Он укрепляет сетку, защищает сообщества и поддерживает чистый рост.

Преимущества уровня сетки

Хранение помогает сохранять спрос и предложение в равновесии каждую секунду.
Это быстро реагирует на провалы или скачки в использовании электроэнергии.
Он также поддерживает регулирование напряжения и частоты, стабилизируя сетку.

· Пик бритья : энергия высвобождения в дорогие часы пик.

· Энергетический арбитраж : купить питание, когда дешево продает или используйте его позже.

Общественные и жилые пособия

Для семей и районов хранилище означает душевное спокойствие.
Он держит свет во время отключения или экстремальной погоды.
Это снижает счета, переключая использование на более дешевые времена дня.
Это также повышает возобновляемый доступ, позволяя людям использовать солнечную энергию ночью.

· Резервное копирование во время перебоев

· Снижение счетов через умное изменение нагрузки

· Более высокая устойчивость сообщества с микросетками

Экологические и экономические выгоды

Хранение заменяет загрязняющие загрязняющие растения, используемые только в жаркие дни.
Сокращая использование ископаемого топлива, он снижает выбросы парниковых газов.
Он также управляет новой отраслями, создавая рабочие места в производстве аккумулятора.

Торжковальная емкость для хранения энергии

Хранение энергии быстро выросло за последнее десятилетие.
Только в США было более 24 гигаватт хранения к 2020 году.
Большая часть этой мощности поступила из накачанных гидросаводов, построенных много лет назад.

Быстрый рост хранения литий-ионов

Литий-ионные батареи теперь способствуют расширению как в коммунальном, так и в жилом масштабе.
Они дешевле, более эффективны и проще в установке, чем более старые системы.
В период с 2015 по 2019 год расходы на крупномасштабные батареи упали на 72%.
Установки продолжают расти, когда электромобили продвигают технологии вперед.

Расширение мирового рынка

Во всем мире спрос на системы хранения быстро поднимается.
Хранение проектов Irena будет расти с 4,67 TWH в 2017 году до 15,7 ТВЧ в 2030 году.
Статиста показывает, что рынок США только превзошел 1,6 миллиарда долларов в 2020 году.
К 2025 году ожидается, что он достигнет 8,2 млрд. Долл. США, поддерживаемых новыми политиками.

· Азия ведет в производство литий-ионов.

· Европа расширяет проекты по течению батареи и теплового хранения.

· Северная Америка фокусируется на крупных банках аккумулятора.

Будущее хранения энергии

Хранение энергии быстро развивается, формируя то, как мы используем чистую энергию.
Он выходит за рамки коротких всплесков власти, стремясь к более длинным, умным системам.

Длительное хранение (10–100 часов)

Новые технологии целевые дни хранения, а не только часы.
Они сохраняют возобновляемые электроэнергии, доступную во время расширенного спроса.
Системы с 10–100 часов сброса проходят тестирование по всему миру.

Ключевые преимущества:

· Надежная резервная копия во время штормов или сбоев сетки

· Лучшая интеграция солнечной и ветра

· Гибкость для коммунальных услуг и отраслей промышленности

Сезонный потенциал хранения

Сезонные системы хранят энергию в течение нескольких недель или даже месяцев.
Они могут сэкономить дополнительную солнечную энергию Summer для зимнего использования.
Проблемы остаются в стоимости и эффективности, но потенциал высок.

Усилия в области исследований и разработок правительства и промышленности

Правительства финансируют исследования по более длительным и недорогим системам.
Такие программы, как ARPA-E, поддерживают прорывы в хранении в масштабе сетки.
Промышленность инвестирует в передовые батареи, сжатый воздух и водород.

· Программы DOE в США сосредоточены на 10–100 часах хранения.

· Европа финансирует сезонные водородные проекты.

· Азия ускоряет сетку литий и проточную батарею.

Циркулярная экономика: батареи и переработка второго жизни

Мы должны перерабатывать старые батареи и дать им вторую жизнь.
Используемые батареи EV могут питать дома или небольшие сетки.
Утилизация уменьшает спрос на сырье и снижает затраты на экологические расходы.

· Батареи второго жизни вырезают отходы.

· Восстановление материала поддерживает новое производство.

· Круглые модели усиливают цели устойчивого развития.

Заключение

Включая возобновляемую интеграцию, хранилище энергии уменьшает потраченную впустую солнечную энергию и ветровую энергию. Это также сокращает загрязнение от растений ископаемого топлива и укрепляет надежность сетки. Для домов и сообществ, он снижает счета за электроэнергию и обеспечивает резервную копию во время отключений.

Путь к Net Zero требует более умных, длительных технологий хранения. Инвестирование в хранилище энергии сегодня обеспечивает более чистый воздух, более сильные сообщества и стабильную энергетическую систему завтра.

Часто задаваемые вопросы

В: Что такое система хранения энергии батареи (BESS)?

A: Бесс хранит электричество в батареях, а затем выпускает его позже. Он поддерживает дома, предприятия и коммунальные сетки.

В: Как долго длится система хранения энергии аккумулятора?

A: Большинство блоков BESS длятся 5–15 лет, в зависимости от размера, использования и технического обслуживания.

В: Может ли хранилище энергии работать с солнечными батареями?

A: Да, хранение захватывает дневную солнечную энергию и поставляет ее ночью, обеспечивая непрерывную мощность.

В: безопасно ли хранение энергии для домов и предприятий?

О: Современные системы разработаны с расширенными функциями безопасности, что делает их надежными и безопасными.

В: Каковы основные проблемы хранения энергии сегодня?

О: Высокие авансовые затраты, ограниченная эффективность и зависимость от редких материалов остаются проблемами.

В: Может ли хранение энергии заменить растения ископаемого топлива?

A: Он может заменить ископаемые топливные растения 'Peaker ', уменьшая загрязнение и поддерживающие более чистые сетки.

В: Как хранилище энергии помогает снизить затраты на электроэнергию?

A: Это позволяет пиковое бритье и смещение нагрузки, снижая счета, используя более дешевую хранимую энергию.