1. Ի՞նչ է ESS-ը։ Էներգիայի կուտակման համակարգի ակնարկ
Էներգիայի կուտակումը էներգիան բնության մեջ ավելի հուսալիորեն գոյություն ունեցող ձևի փոխակերպելու և այն պահպանելու գործընթաց է, որը այն հասանելի է դարձնում անհրաժեշտության դեպքում: Երբ էներգիա է ստեղծվում, փոխվում, տեղափոխվում և օգտագործվում, հաճախ առաջարկի և պահանջարկի միջև տարբերություններ կան քանակի, ձևի, տարածման և ժամանակի առումով: Էներգիայի կուտակման տեխնոլոգիայի օգտագործումը էներգիան կուտակելու և ազատելու համար կարող է հավասարեցնել այդ տարբերությունները: Սա էներգիայի մատակարարումն ու պահանջարկը կդարձնի ավելի հավասար և կբարձրացնի էներգաարդյունավետությունը: Մեխանիկական էներգիան, ջերմային էներգիան, քիմիական էներգիան, ճառագայթային (լույսի) էներգիան, էլեկտրամագնիսական էներգիան, միջուկային էներգիան և էներգիայի այլ տեսակներ կարելի է բաժանել տարբեր խմբերի: Բացի ճառագայթային էներգիայից, էներգիայի մյուս բոլոր տեսակները կարող են պահպանվել ստանդարտ ձևերով: Օրինակ, մեխանիկական էներգիան կարող է պահպանվել որպես կինետիկ կամ պոտենցիալ էներգիա, էլեկտրական էներգիան կարող է պահպանվել որպես ինդուկցված դաշտի էներգիա կամ էլեկտրաստատիկ դաշտի էներգիա, ջերմային էներգիան կարող է պահպանվել որպես թաքնված ջերմություն կամ զգայական ջերմություն, իսկ միջուկային էներգիան էներգիայի պահպանման մաքուր ձև է: Էներգիան կուտակելու տարբեր եղանակներից են պոմպային կուտակումը, սեղմված օդի կուտակումը, ճանճանիվային կուտակումը, մարտկոցային կուտակումը, ջերմային կուտակումը և ջրածնի կուտակումը:
Այս պահին մարտկոցներն ավելի հաճախ են օգտագործվում միկրոցանցերում էներգիա կուտակելու համար, քանի որ դրանք հասուն ապրանքներ են՝ մեծ աշխատանքային փորձով: Մարտկոցի էներգիայի կուտակման համակարգը բաղկացած է մի քանի մասից, որոնք հիմնականում ներառում են էներգիայի կուտակման մարտկոցային բլոկը, մարտկոցի կառավարման համակարգը (BMS), աստիճանական տրանսֆորմատորը, էներգիայի կուտակման երկկողմանի փոխարկիչ սարքը (PCS), էներգիայի կուտակման հետևման համակարգը և մի շարք այլ մասեր: Երբ ցանցը անջատվում է, էներգիայի կուտակման համակարգը կարող է ցանցին միացված լինելուց անցնել ցանցից դուրս աշխատելուն: Այնուհետև այն գործում է որպես ամբողջ միկրոցանցային համակարգի պահեստային էներգիայի աղբյուր՝ պահպանելով լարման և հոսանքի կայունությունը, երբ այն միացված չէ ցանցին:
2. Էներգախնայող մարտկոցի ընտրություն
2.1 կապար-ածխածնային մարտկոց
Կապար-ածխածնային մարտկոցը էներգիայի կուտակման նոր տեսակ է, որը պատրաստվում է սովորական կապար-թթվային մարտկոցի բացասական էլեկտրոդին կոնդենսատորային հատկություններով ածխածնային նյութեր ավելացնելով: Սա կարող է արվել կամ «ներքին և» կամ «ներքին խառնմամբ»: Կապար-ածխածնային մարտկոցները նման են և՛ սովորական կապար-թթվային մարտկոցներին, և՛ գերկոնդենսատորներին: Դրանք կարող են սովորական կապար-թթվային մարտկոցները շատ ավելի լավ աշխատեցնել բազմաթիվ ձևերով, և սրանք դրանց գիտական առավելություններից մի քանիսն են.
1. բարձր լիցքավորման բազմապատկիչ;
2. աշխատանքային ցիկլը 4-5 անգամ ավելի երկար է, քան սովորական կապարաթթվային մարտկոցներինը։
3. լավ անվտանգություն;
4. բարձր վերականգնման օգտագործում (մինչև 97%), շատ ավելի բարձր, քան մյուս քիմիական մարտկոցներինը. շատ հումք, ցածր գին, 1.5 անգամ ավելի թանկ, քան սովորական կապարաթթվային մարտկոցներինը. և սովորական կապարաթթվային մարտկոցների արժեքը մոտ 1.5 անգամ ավելի թանկ է, քան այս մարտկոցներինը։ 1.5 անգամ ավելի ամուր, քան սովորական կապարաթթվային մարտկոցը։
Կապար-ածխածնային մարտկոցների աշխատանքը զգալիորեն բարելավվել է ավանդական կապար-թթվային մարտկոցների համեմատ: Այնուամենայնիվ, դեռևս պարզ չէ, թե ինչ դեր է խաղում հիմնական ածխածնային նյութը կապար-ածխածնային մարտկոցների աշխատանքի բարելավման գործում: Ածխածնային նյութերի ավելացումը կարող է բացասական հետևանքներ ունենալ, ինչպիսիք են՝ բացասական էլեկտրոդի կողմից ջրածնի նստեցումը և մարտկոցի կողմից ջրի կորուստը, ուստի սա այն խնդիրն է, որը պետք է լուծվի:
2.2 լիթիումային մարտկոց
Լիցքավորման և լիցքաթափման գործընթացում լիթիում-իոնային մարտկոցները որպես դրական անոդ օգտագործում են լիթիում պարունակող քիմիական նյութեր: Լիթիում-իոնային մարտկոցներում լիթիում մետաղ չկա:
Լիթիում-իոնային մարտկոցներն ունեն դրական էլեկտրոդ, որը պատրաստված է լիթիում պարունակող միացություններից, ինչպիսիք են լիթիումի կոբալտատը (LiCoO2), լիթիումի մանգանատը (LiMn2O4), լիթիումի երկաթի ֆոսֆատը (LiFePO4) և այլ երկ կամ եռաբաղադրիչ նյութերից: Բացասական էլեկտրոդը պատրաստված է լիթիում-ածխածնային միջշերտային միացություններից, ինչպիսիք են գրաֆիտը, փափուկ ածխածինը, կարծր ածխածինը և լիթիումի տիտանիատը:
Լիթիում-իոնային մարտկոցներն ունեն երկու ակնառու առավելություն՝ մեկը՝ էներգիայի կուտակման բարձր խտությունն է, մյուսը՝ հզորության խտությունը։ Այլ առավելություններից են բարձր արդյունավետությունը, օգտագործման լայն շրջանակը, մեծ ուշադրությունը, արագ գիտական առաջընթացը և աճի մեծ հնարավորությունը։ ① Քանի որ օգտագործվում են քիմիական էլեկտրոլիտներ, կան մեծ անվտանգության ռիսկեր. անվտանգությունը պետք է բարելավվի։
2.3 Էներգախնայող մարտկոցի ընտրություն
Այս երկու տեսակի էներգակուտակիչ մարտկոցների միջև եղած տարբերությունների ակնարկ՝ ըստ լիցքաթափման խորության, աշխատանքային ջերմաստիճանի միջակայքի և դրանց կյանքի տևողության։
Վերոնշյալ աղյուսակը ցույց է տալիս, որ կապար-ածխածնային մարտկոցներն ունեն կարճ ցիկլի կյանք և արտանետում են ջրածին, ինչը վտանգավոր է: Մյուս կողմից, լիթիում-երկաթի ֆոսֆատային մարտկոցները կարող են աշխատել ջերմաստիճանների տարբեր տիրույթում և ունենալ բարձր ցիկլի կյանք, էներգիայի փոխանցման արդյունավետություն և էներգիայի խտություն:
Այս պատճառով լիթիում-երկաթի ֆոսֆատային կուտակիչ մարտկոցները լավագույն ընտրությունն են էներգիայի կուտակման նախագծերի մեծ մասի համար։
