1. Zer da ESS? Energia biltegiratzeko sistemari begirada bat
Energia biltegiratzea energia naturan fidagarriago egon daitekeen forma batean eraldatzeko prozesua da, eta gero behar denean eskuragarri egon dadin mantentzea. Energia sortzen, aldatzen, mugitzen eta erabiltzen denean, askotan eskaintzaren eta eskariaren artean aldeak daude kantitateari, formari, hedapenari eta denborari dagokionez. Energia biltegiratzeko teknologia erabiltzeak energia gordetzeko eta askatzeko desberdintasun horiek berdindu ditzake. Horrek energiaren eskaintza eta eskaria berdinagoak bihurtuko ditu eta energia-eraginkortasuna handituko du. Energia mekanikoa, bero-energia, energia kimikoa, erradiazio-energia (argi-energia), energia elektromagnetikoa, energia nuklearra eta beste energia mota batzuk talde desberdinetan sailka daitezke. Energia erradiatzaileaz gain, beste energia mota guztiak ere forma estandarretan biltegira daitezke. Adibidez, energia mekanikoa energia zinetiko edo potentzial gisa biltegira daiteke, energia elektrikoa eremu induzituko energia edo eremu elektrostatikoko energia gisa biltegira daiteke, energia termikoa bero latente edo bero sentikor gisa biltegira daiteke, eta energia nuklearra energia biltegiratzeko forma purua da. Energia biltegiratzeko modu desberdinen artean daude ponpaketa-biltegiratzea, aire konprimituaren biltegiratzea, bolantearen biltegiratzea, bateriaren biltegiratzea, biltegiratze termikoa eta hidrogenoaren biltegiratzea.
Momentuz, bateriak gehiago erabiltzen dira mikrosareetan energia biltegiratzeko, esperientzia handiko produktu helduak direlako. Baterien energia biltegiratzeko sistemak hainbat atal ditu, batez ere energia biltegiratzeko bateria paketea, bateria kudeatzeko sistema (BMS), transformadore igotzailea, energia biltegiratzeko bi norabideko bihurgailu gailua (PCS), energia biltegiratzeko jarraipen sistema eta beste atal batzuk. Sarea erortzen denean, energia biltegiratzeko sistema sare elektrikora konektatuta egotetik sarerik gabe funtzionatzera alda daiteke. Ondoren, mikrosare sistema osoarentzako babeskopia-energia iturri gisa jokatzen du, tentsioa eta korrontea egonkor mantenduz sarera konektatuta ez dagoenean.
2. Energia biltegiratzeko bateria bat aukeratzea
2.1 Berun-karbonozko bateria
Berun-karbono bateria energia biltegiratzeko gailu mota berri bat da, berun-azido bateria arrunt baten elektrodo negatiboari gaitasun kapazitiboak dituzten karbono materialak gehituz egina. Hau "barne eta" edo "barne nahastuta" egin daiteke. Berun-karbono bateriak berun-azido bateria arruntak eta superkondentsadoreak bezalakoak dira. Berun-azido bateria arruntak askoz hobeto funtzionaraztea eragin dezakete hainbat modutan, eta hauek dira haien onura zientifiko batzuk:
1. karga-biderkatzaile handia;
2. ziklo-bizitza ohiko berun-azido baterienaren 4-5 aldiz luzeagoa da;
3. segurtasun ona;
4. birsorkuntza-erabilera handia (% 97ra arte), beste bateria kimikoena baino askoz handiagoa; lehengai ugari, kostu baxua, ohiko berun-azido baterien 1,5 aldiz; eta ohiko berun-azido baterien kostua bateria hauen 1,5 aldiz handiagoa da gutxi gorabehera. Ohiko berun-azido bateria bat baino 1,5 aldiz indartsuagoa.
Berun-karbono baterien errendimendua asko hobetu da berun-azido baterien aldean. Hala ere, oraindik ez dago argi zer eginkizun duen karbono material nagusiak berun-karbono baterien errendimendua hobetzeko. Karbono materialak gehitzeak ondorio negatiboak izan ditzake, hala nola elektrodo negatiboak hidrogenoa prezipitatzea eta bateriak ura galtzea, beraz, konpondu beharreko arazoa da hau.
2.2 Litiozko bateria
Kargatzeko eta deskargatzeko prozesuan, litio-ioizko bateriek litioa duten produktu kimikoak erabiltzen dituzte anodo positibo gisa. Ez dago litio metalik litio-ioizko baterietan.
Litio-ioizko bateriek litioa duten konposatuez egindako elektrodo positiboa dute, hala nola litio kobaltatoa (LiCoO2), litio manganatoa (LiMn2O4), litio burdin fosfatoa (LiFePO4) eta beste bi edo hiru osagaiko materialak. Elektrodo negatiboa litio-karbono geruza arteko konposatuez egina dago, hala nola grafitoa, karbono biguna, karbono gogorra eta litio titanatoa.
Litio-ioizko bateriek bi abantaila nabarmen dituzte: bata energia biltegiratzeko dentsitate handia da, eta bestea potentzia-dentsitatea. Beste abantaila batzuk hauek dira: eraginkortasun handia, erabilera-aukera zabala, arreta handia, aurrerapen zientifiko azkarra eta hazteko aukera zabala. ① Elektrolito kimikoak erabiltzen direnez, segurtasun-arrisku handiak daude; segurtasuna hobetu behar da.
2.3 Energia biltegiratzeko bateria bat aukeratzea
Bi energia biltegiratzeko bateria mota hauen arteko desberdintasunen azterketa, deskargatu daitezkeen sakonerari, funtziona dezaketen tenperatura-tarteari eta haien ziklo-bizitzari dagokionez.
Goiko taulak erakusten du berun-karbono bateriek ziklo-bizitza laburra dutela eta hidrogenoa askatzen dutela, eta hori arriskutsua dela. Litio-burdin fosfato bateriek, berriz, tenperatura-tarte batean funtziona dezakete eta ziklo-bizitza, energia-transferentziaren eraginkortasun eta energia-dentsitate handia dute.
Horregatik, litio burdin fosfatozko biltegiratze bateriak dira energia biltegiratzeko proiektu gehienetarako aukerarik onena.
