1. Mi az ESS? Pillantás az energiatároló rendszerre
Az energiatárolás az a folyamat, amelynek során az energiát olyan formába alakítják, amely megbízhatóbban létezik a természetben, majd olyan módon tárolják, hogy szükség esetén rendelkezésre álljon. Amikor energiát állítanak elő, változtatnak, mozgatnak és használnak, gyakran eltérések vannak a kínálat és a kereslet között mennyiség, alak, eloszlás és idő tekintetében. Az energiatárolási technológia használata az energia tárolására és felszabadítására kiegyenlítheti ezeket a különbségeket. Ez egyenlőbbé teszi az energiakínálatot és -keresletet, és növeli az energiahatékonyságot. A mechanikai energia, a hőenergia, a kémiai energia, a sugárzási (fény) energia, az elektromágneses energia, a nukleáris energia és más energiatípusok különböző csoportokba sorolhatók. A sugárzó energia mellett minden más energiatípus is tárolható szabványos formában. Például a mechanikai energia tárolható kinetikus vagy potenciális energiaként, az elektromos energia tárolható indukált térenergiaként vagy elektrosztatikus térenergiaként, a hőenergia látens hőként vagy érzékelhető hőként, az atomenergia pedig az energiatárolás tiszta formája. Az energiatárolás különböző módjai közé tartozik a szivattyúzott energiatárolás, a sűrített levegős tárolás, a lendkerék-tárolás, az akkumulátoros tárolás, a hőtárolás és a hidrogéntárolás.
Jelenleg az akkumulátorokat gyakrabban használják energiatárolásra mikrohálózatokban, mivel ezek kiforrott, sok tapasztalattal rendelkező termékek. Az akkumulátoros energiatároló rendszerek számos részből állnak, beleértve az energiatároló akkumulátorcsomagot, az akkumulátorkezelő rendszert (BMS), a feszültségnövelő transzformátort, az energiatároló kétirányú átalakító eszközt (PCS), az energiatároló-követő rendszert és néhány egyéb alkatrészt. Amikor a hálózat kiesik, az energiatároló rendszer átkapcsolható a hálózatra csatlakoztatott állapotból a hálózat nélküli működésre. Ezután tartalék áramforrásként működik a teljes mikrohálózati rendszer számára, stabilan tartva a feszültséget és az áramot, amikor nincs csatlakoztatva a hálózathoz.
2. Energiatároló akkumulátor kiválasztása
2.1 Ólom-karbon akkumulátor
Az ólom-szén akkumulátor egy újfajta energiatároló eszköz, amelyet úgy állítanak elő, hogy kapacitív tulajdonságokkal rendelkező szén anyagokat adnak a hagyományos ólom-sav akkumulátor negatív elektródájához. Ez történhet "belsőleg és" vagy "belsőleg keverve". Az ólom-szén akkumulátorok hasonlítanak mind a hagyományos ólom-sav akkumulátorokhoz, mind a szuperkondenzátorokhoz. Sok szempontból sokkal jobbá tehetik a hagyományos ólom-sav akkumulátorok működését, és ezek a tudományos előnyeik:
1. magas töltési szorzó;
2. a ciklusidő 4-5-ször hosszabb, mint a hagyományos ólomakkumulátoroké;
3. jó biztonság;
4. magas regenerációs kihasználtság (akár 97%), sokkal magasabb, mint más kémiai akkumulátoroké; sok nyersanyag, alacsony költség, 1,5-szerese a hagyományos ólomakkumulátorokénak; és a hagyományos ólomakkumulátorok költsége körülbelül 1,5-szerese ezeknek az akkumulátoroknak. 1,5-szer erősebb, mint egy hagyományos ólomakkumulátor.
Az ólom-szén akkumulátorok teljesítménye jelentősen javult a hagyományos ólom-savas akkumulátorokhoz képest. Azonban még mindig nem világos, hogy a kulcsfontosságú szénanyag milyen szerepet játszik az ólom-szén akkumulátorok teljesítményének javításában. A szénanyagok hozzáadása negatív hatásokkal járhat, például a negatív elektróda hidrogént csaphat ki, és az akkumulátor vízveszteséget okozhat, ezért ez egy olyan probléma, amellyel foglalkozni kell.
2.2 Lítium akkumulátor
A lítium-ion akkumulátorok töltése és kisütése során lítiumot tartalmazó vegyszereket használnak pozitív anódként. A lítium-ion akkumulátorokban nincs lítiumfém.
A lítium-ion akkumulátorok pozitív elektródája lítiumot tartalmazó vegyületekből, például lítium-kobaltátból (LiCoO2), lítium-manganátból (LiMn2O4), lítium-vas-foszfátból (LiFePO4) és más két- vagy háromkomponensű anyagokból áll. A negatív elektróda lítium-szén közbenső rétegből, például grafitból, lágy szénből, kemény szénből és lítium-titanátból készül.
A lítium-ion akkumulátoroknak két kiemelkedő előnyük van: az egyik a nagy energiatárolási sűrűség, a másik a teljesítménysűrűség. További előnyök közé tartozik a magas hatásfok, a széleskörű felhasználási lehetőségek, a nagy figyelem, a gyors tudományos fejlődés és a nagy növekedési lehetőség. ① Mivel kémiai elektrolitokat használnak, nagy biztonsági kockázatokkal járnak; a biztonságot javítani kell.
2.3 Energiatároló akkumulátor kiválasztása
Tekintsük át a kétféle energiatároló akkumulátor közötti különbségeket a lemerítési mélység, a működési hőmérséklet-tartomány és az élettartam tekintetében.
A fenti táblázat azt mutatja, hogy az ólom-szén akkumulátorok rövid ciklusélettartammal rendelkeznek és hidrogént bocsátanak ki, ami veszélyes. A lítium-vas-foszfát akkumulátorok ezzel szemben széles hőmérsékleti tartományban működnek, és magas ciklusélettartammal, energiaátviteli hatékonysággal és energiasűrűséggel rendelkeznek.
Emiatt a lítium-vas-foszfát akkumulátorok a legjobb választás a legtöbb energiatárolási projekthez.
