1. Какво е ESS? Преглед на системата за съхранение на енергия
Съхранението на енергия е процес на превръщане на енергията във форма, която може да съществува в природата по-надеждно, и след това съхранението ѝ по начин, който я прави достъпна, когато е необходима. Когато енергията се създава, променя, премества и използва, често има разлики между търсенето и предлагането по отношение на количество, форма, разпространение и време. Използването на технология за съхранение на енергия за съхранение и освобождаване на енергия може да изравни тези разлики. Това ще направи търсенето и предлагането на енергия по-равномерно и ще повиши енергийната ефективност. Механичната енергия, топлинната енергия, химическата енергия, радиационната (светлинова) енергия, електромагнитната енергия, ядрената енергия и други видове енергия могат да бъдат групирани в различни групи. В допълнение към лъчистата енергия, всички други видове енергия могат да се съхраняват в стандартни форми. Например, механичната енергия може да се съхранява като кинетична или потенциална енергия, електрическата енергия може да се съхранява като енергия на индуцирано поле или енергия на електростатично поле, топлинната енергия може да се съхранява като латентна топлина или осезаема топлина, а ядрената енергия е чиста форма на съхранение на енергия. Сред различните начини за съхранение на енергия са помпено съхранение, съхранение на сгъстен въздух, съхранение на маховик, съхранение на батерии, термично съхранение и съхранение на водород.
В момента батериите се използват по-често за съхранение на енергия в микромрежи, защото са зрели устройства с богат практически опит. Системата за съхранение на енергия в батерии се състои от няколко части, включително основно батерийния пакет за съхранение на енергия, системата за управление на батерията (BMS), повишаващия трансформатор, двупосочното преобразувателно устройство за съхранение на енергия (PCS), системата за проследяване на съхранението на енергия и някои други части. Когато мрежата се повреди, системата за съхранение на енергия може да се превключи от свързаност към мрежата към работа без мрежата. След това тя действа като резервен източник на захранване за цялата микромрежова система, поддържайки стабилни напрежението и тока, когато не е свързана към мрежата.
2. Избор на батерия за съхранение на енергия
2.1 Батерия с оловно-въглеродни батерии
Оловно-въглеродната батерия е нов вид устройство за съхранение на енергия, направено чрез добавяне на въглеродни материали с капацитивни качества към отрицателния електрод на обикновена оловно-киселинна батерия. Това може да се направи или „вътрешно и“, или „вътрешно смесено“. Оловно-въглеродните батерии са като обикновените оловно-киселинни батерии и суперкондензаторите. Те могат да направят обикновените оловно-киселинни батерии да работят много по-добре по много начини и ето някои от техните научни предимства:
1. висок множител на зареждане;
2. животът на циклите е 4-5 пъти по-дълъг от този на обикновените оловно-киселинни батерии;
3. добра безопасност;
4. високо използване на регенерацията (до 97%), много по-високо от това на други химически батерии; много суровини, ниска цена, 1,5 пъти по-висока от тази на обикновените оловно-киселинни батерии; а цената на обикновените оловно-киселинни батерии е около 1,5 пъти по-висока от тази на тези батерии. 1,5 пъти по-здрави от обикновени оловно-киселинни батерии.
Производителността на оловно-въглеродните батерии се е подобрила значително в сравнение с традиционните оловно-киселинни батерии. Все още обаче не е ясно каква роля играе ключовият въглероден материал за подобряване на производителността на оловно-въглеродните батерии. Добавянето на въглеродни материали може да има отрицателни ефекти, като например утаяване на водород от отрицателния електрод и загуба на вода от батерията, така че това е проблем, който трябва да бъде решен.
2.2 Литиева батерия
В процеса на зареждане и разреждане, литиево-йонните батерии използват химикали, които съдържат литий като положителен анод. В литиево-йонните батерии няма литиев метал.
Литиево-йонните батерии имат положителен електрод, изработен от литий-съдържащи съединения, като литиев кобалтат (LiCoO2), литиев манганат (LiMn2O4), литиев железен фосфат (LiFePO4) и други двукомпонентни или трикомпонентни материали. Отрицателният електрод е изработен от литиево-въглеродни междинни съединения, като графит, мек въглерод, твърд въглерод и литиев титанат.
Литиево-йонните батерии имат две изключителни предимства, едното е висока плътност на съхранение на енергия, а другото е плътност на мощността. Други предимства включват висока ефективност, широк спектър от приложения, много внимание, бърз научен прогрес и много възможности за растеж. ① Тъй като се използват химически електролити, съществуват големи рискове за безопасността; безопасността трябва да бъде подобрена.
2.3 Избор на батерия за съхранение на енергия
Разглеждаме разликите между тези два вида батерии за съхранение на енергия по отношение на това колко дълбоко могат да се разредят, температурния диапазон, в който могат да работят, и цикъла им на зареждане/разреждане.
Таблицата по-горе показва, че оловно-въглеродните батерии имат кратък цикъл на зареждане и отделят водород, което е опасно. Литиево-железно-фосфатните батерии, от друга страна, могат да работят в диапазон от температури и имат висок цикъл на зареждане, ефективност на енергиен трансфер и енергийна плътност.
Поради тази причина, литиево-железно-фосфатните батерии са най-добрият избор за повечето проекти за съхранение на енергия.
