1. Што такое ESS? Агляд сістэмы захоўвання энергіі
Захоўванне энергіі — гэта працэс пераўтварэння энергіі ў форму, якая можа больш надзейна існаваць у прыродзе, а затым яе захоўванне такім чынам, каб яна была даступнай, калі яна патрэбна. Пры стварэнні, змяненні, перамяшчэнні і выкарыстанні энергія часта існуюць адрозненні паміж прапановай і попытам з пункту гледжання колькасці, формы, распаўсюджвання і часу. Выкарыстанне тэхналогіі захоўвання энергіі для захоўвання і вызвалення энергіі можа зраўняць гэтыя адрозненні. Гэта зробіць прапанову і попыт на энергію больш роўнымі і павысіць энергаэфектыўнасць. Механічная энергія, цеплавая энергія, хімічная энергія, радыяцыйная (светлавая) энергія, электрамагнітная энергія, ядзерная энергія і іншыя віды энергіі можна падзяліць на розныя групы. Акрамя прамяністай энергіі, усе іншыя віды энергіі можна захоўваць у стандартных формах. Напрыклад, механічная энергія можа захоўвацца ў выглядзе кінетычнай або патэнцыяльнай энергіі, электрычная энергія можа захоўвацца ў выглядзе энергіі індукаванага поля або энергіі электрастатычнага поля, цеплавая энергія можа захоўвацца ў выглядзе схаванай цеплыні або адчувальнай цеплыні, а ядзерная энергія — гэта чыстая форма захоўвання энергіі. Сярод розных спосабаў захоўвання энергіі — перапампоўваемае захоўванне, захоўванне сціснутага паветра, захоўванне на махавіку, захоўванне ў акумулятарах, цеплавое захоўванне і захоўванне вадароду.
У цяперашні час акумулятары часцей выкарыстоўваюцца для захоўвання энергіі ў мікрасетках, таму што гэта састарэлыя вырабы з вялікім вопытам працы. Сістэма акумулявання энергіі акумулятараў складаецца з некалькіх частак, у асноўным з акумулятарнага блока акумулятара энергіі, сістэмы кіравання акумулятарам (BMS), павышальнага трансфарматара, двухнакіраванага пераўтваральніка энергіі (PCS), сістэмы адсочвання акумулявання энергіі і некаторых іншых частак. Калі сетка выходзіць з ладу, сістэма акумулявання энергіі можа пераключыцца з падключэння да сеткі на працу без сеткі. Тады яна выступае ў якасці рэзервовай крыніцы харчавання для ўсёй мікрасеткавай сістэмы, падтрымліваючы стабільнасць напружання і току, калі яна не падключана да сеткі.
2. Выбар акумулятара энергіі
2.1 Акумулятар са свінцова-вугальнымі батарэямі
Свінцова-вугляродны акумулятар — гэта новы тып прылады для захоўвання энергіі, якая вырабляецца шляхам дадання вугляродных матэрыялаў з ёмістнымі ўласцівасцямі да адмоўнага электрода звычайнага свінцова-кіслотнага акумулятара. Гэта можна зрабіць як «унутрана і», так і «ўнутрана змяшана». Свінцова-вугляродныя акумулятары падобныя як на звычайныя свінцова-кіслотныя акумулятары, так і на суперкандэнсатары. Яны могуць значна палепшыць працу звычайных свінцова-кіслотных акумулятараў у многіх адносінах, і вось некаторыя з іх навуковых пераваг:
1. высокі множнік зарадкі;
2. тэрмін службы ў 4-5 разоў даўжэйшы, чым у звычайных свінцова-кіслотных акумулятараў;
3. добрая бяспека;
4. высокі каэфіцыент выкарыстання рэгенерацыі (да 97%), значна вышэйшы, чым у іншых хімічных акумулятараў; шмат сыравіны, нізкі кошт, у 1,5 раза вышэйшы, чым у звычайных свінцова-кіслотных акумулятараў; прычым кошт звычайных свінцова-кіслотных акумулятараў прыкладна ў 1,5 раза вышэйшы, чым у гэтых акумулятараў. У 1,5 раза мацнейшы, чым звычайны свінцова-кіслотны акумулятар.
Прадукцыйнасць свінцова-вугляродных акумулятараў значна палепшылася ў параўнанні з традыцыйнымі свінцова-кіслотнымі акумулятарамі. Аднак да гэтага часу незразумела, якую ролю адыгрывае ключавы вугляродны матэрыял у паляпшэнні прадукцыйнасці свінцова-вугляродных акумулятараў. Даданне вугляродных матэрыялаў можа мець негатыўныя наступствы, такія як выпадзенне вадароду адмоўным электродам і страта вады акумулятарам, таму гэта праблема, якую неабходна вырашыць.
2.2 Літыевая батарэя
У працэсе зарадкі і разрадкі літый-іённыя акумулятары выкарыстоўваюць хімічныя рэчывы, якія змяшчаюць літый, у якасці дадатнага анода. У літый-іённых акумулятарах няма металічнага літыя.
Літый-іённыя акумулятары маюць станоўчы электрод, выраблены з літыйзмяшчальных злучэнняў, такіх як кобальтат літыя (LiCoO2), манганат літыя (LiMn2O4), фасфат жалеза літыя (LiFePO4) і іншых двух- або трохкампанентных матэрыялаў. Адмоўны электрод выраблены з прамежкавых літый-вугляродных злучэнняў, такіх як графіт, мяккі вуглярод, цвёрды вуглярод і тытанат літыя.
Літый-іённыя акумулятары маюць дзве выдатныя перавагі: высокая шчыльнасць захоўвання энергіі і шчыльнасць магутнасці. Сярод іншых пераваг — высокая эфектыўнасць, шырокі спектр выкарыстання, вялікая ўвага, хуткі навуковы прагрэс і вялікія магчымасці для росту. ① Паколькі выкарыстоўваюцца хімічныя электраліты, існуюць вялікія рызыкі для бяспекі; бяспека павінна быць лепшай.
2.3 Выбар акумулятара энергіі
Разгледзім адрозненні паміж гэтымі двума тыпамі акумулятараў энергіі з пункту гледжання таго, наколькі глыбока яны могуць разраджацца, дыяпазону тэмператур, у якім яны могуць працаваць, і тэрміну службы.
У прыведзенай вышэй табліцы паказана, што свінцова-вугляродныя акумулятары маюць кароткі тэрмін службы і вылучаюць вадарод, які небяспечны. Літый-жалеза-фасфатныя акумулятары, наадварот, могуць працаваць у розных тэмпературах і мець высокі тэрмін службы, эфектыўнасць перадачы энергіі і шчыльнасць энергіі.
Па гэтай прычыне літый-фасфатныя акумулятары з'яўляюцца найлепшым выбарам для большасці праектаў па захоўванні энергіі.
