1. Què és l'ESS? Una ullada al sistema d'emmagatzematge d'energia
L'emmagatzematge d'energia és el procés de transformar l'energia en una forma que pugui existir a la natura de manera més fiable i després mantenir-la de manera que estigui disponible quan es necessiti. Quan es crea, es canvia, es mou i s'utilitza energia, sovint hi ha diferències entre l'oferta i la demanda pel que fa a la quantitat, la forma, la dispersió i el temps. L'ús de la tecnologia d'emmagatzematge d'energia per emmagatzemar i alliberar energia pot compensar aquestes diferències. Això farà que l'oferta i la demanda d'energia siguin més iguals i augmentarà l'eficiència energètica. L'energia mecànica, l'energia calorífica, l'energia química, l'energia de radiació (llum), l'energia electromagnètica, l'energia nuclear i altres tipus d'energia es poden classificar en diferents grups. A més de l'energia radiant, tots els altres tipus d'energia es poden emmagatzemar en formes estàndard. Per exemple, l'energia mecànica es pot emmagatzemar com a energia cinètica o potencial, l'energia elèctrica es pot emmagatzemar com a energia de camp induït o energia de camp electrostàtic, l'energia tèrmica es pot emmagatzemar com a calor latent o calor sensible, i l'energia nuclear és una forma pura d'emmagatzematge d'energia. Entre les diferents maneres d'emmagatzemar energia hi ha l'emmagatzematge per bombament, l'emmagatzematge d'aire comprimit, l'emmagatzematge de volant d'inèrcia, l'emmagatzematge de bateries, l'emmagatzematge tèrmic i l'emmagatzematge d'hidrogen.
Actualment, les bateries s'utilitzen més habitualment per emmagatzemar energia en microxarxes perquè són productes madurs amb molta experiència en funcionament. Hi ha diverses parts en el sistema d'emmagatzematge d'energia de bateries, principalment el paquet de bateries d'emmagatzematge d'energia, el sistema de gestió de bateries (BMS), el transformador elevador, el dispositiu convertidor bidireccional d'emmagatzematge d'energia (PCS), el sistema de seguiment d'emmagatzematge d'energia i algunes altres parts. Quan la xarxa falla, el sistema d'emmagatzematge d'energia pot passar de connectar-se a la xarxa a funcionar sense ella. Aleshores actua com a font d'alimentació de reserva per a tot el sistema de microxarxes, mantenint el voltatge i el corrent estables quan no està connectat a la xarxa.
2. Triar una bateria d'emmagatzematge d'energia
2.1 Bateria amb plom-carboni
La bateria de plom-carboni és un nou tipus de dispositiu d'emmagatzematge d'energia fabricat afegint materials de carboni amb qualitats capacitives a l'elèctrode negatiu d'una bateria de plom-àcid normal. Això es pot fer "internament i" o "barrejat internament". Les bateries de plom-carboni són com les bateries de plom-àcid normals i els supercondensadors. Poden fer que les bateries de plom-àcid normals funcionin molt millor de moltes maneres, i aquests són alguns dels seus beneficis científics:
1. multiplicador de càrrega elevat;
2. la vida útil del cicle és de 4 a 5 vegades superior a la de les bateries de plom-àcid normals;
3. bona seguretat;
4. alta utilització de regeneració (fins a un 97%), molt superior a la d'altres bateries químiques; moltes matèries primeres, baix cost, 1,5 vegades superior al de les bateries de plom-àcid normals; i el cost de les bateries de plom-àcid normals és aproximadament 1,5 vegades superior al d'aquestes bateries. 1,5 vegades més potent que una bateria de plom-àcid normal.
El rendiment de les bateries de plom-carboni ha millorat molt en comparació amb les bateries de plom-àcid tradicionals. Tanmateix, encara no està clar quin paper juga el material clau de carboni en la millora del rendiment de les bateries de plom-carboni. L'addició de materials de carboni pot tenir efectes negatius, com ara la precipitació d'hidrogen per part de l'elèctrode negatiu i la pèrdua d'aigua per part de la bateria, per la qual cosa aquest és un problema que cal abordar.
Bateria de liti 2.2
En el procés de càrrega i descàrrega, les bateries d'ions de liti utilitzen productes químics que contenen liti com a ànode positiu. Les bateries d'ions de liti no contenen liti metàl·lic.
Les bateries de liti-ió tenen un elèctrode positiu fet de compostos que contenen liti, com ara cobaltat de liti (LiCoO2), manganat de liti (LiMn2O4), fosfat de ferro i liti (LiFePO4) i altres materials de dues o tres parts. L'elèctrode negatiu està fet de compostos intercapa de liti-carboni, com ara grafit, carboni tou, carboni dur i titanat de liti.
Les bateries de liti-ió tenen dos avantatges destacats: un és l'alta densitat d'emmagatzematge d'energia i l'altre la densitat de potència. Altres beneficis inclouen una alta eficiència, una àmplia gamma d'usos, molta atenció, un ràpid progrés científic i molt marge de creixement. ① Com que s'utilitzen electròlits químics, hi ha grans riscos per a la seguretat; cal millorar la seguretat.
2.3 Triar una bateria d'emmagatzematge d'energia
Una anàlisi de les diferències entre aquests dos tipus de bateries d'emmagatzematge d'energia pel que fa a la profunditat amb què es poden descarregar, el rang de temperatura en què poden funcionar i la seva vida útil.
La taula anterior mostra que les bateries de plom-carboni tenen una vida útil curta i alliberen hidrogen, cosa que és perillosa. Les bateries de liti-ferrofosfat, en canvi, poden funcionar en un rang de temperatures i tenen una vida útil, una eficiència de transferència d'energia i una densitat d'energia elevades.
Per aquest motiu, les bateries d'emmagatzematge de fosfat de liti i ferro són la millor opció per a la majoria de projectes d'emmagatzematge d'energia.
