1. ESS дегеніміз не? Энергия сақтау жүйесіне шолу
Энергияны сақтау - бұл энергияны табиғатта сенімдірек өмір сүре алатын түрге айналдыру және содан кейін оны қажет болған кезде қолжетімді ететіндей етіп сақтау процесі. Энергия жасалып, өзгертіліп, жылжытылып және пайдаланылып жатқанда, ұсыныс пен сұраныс арасында мөлшері, пішіні, таралуы және уақыты бойынша жиі айырмашылықтар болады. Энергияны сақтау және босату үшін энергияны сақтау технологиясын пайдалану бұл айырмашылықтарды теңестіре алады. Бұл энергиямен қамтамасыз ету мен сұранысты теңестіреді және энергия тиімділігін арттырады. Механикалық энергия, жылу энергиясы, химиялық энергия, сәулелену (жарық) энергиясы, электромагниттік энергия, ядролық энергия және басқа да энергия түрлерін әртүрлі топтарға бөлуге болады. Сәулелік энергиядан басқа, энергияның барлық басқа түрлерін стандартты формаларда сақтауға болады. Мысалы, механикалық энергия кинетикалық немесе потенциалдық энергия ретінде, электр энергиясы индукцияланған өріс энергиясы немесе электростатикалық өріс энергиясы ретінде, жылу энергиясы жасырын жылу немесе сезімтал жылу ретінде сақталуы мүмкін, ал ядролық энергия энергияны сақтаудың таза түрі болып табылады. Энергияны сақтаудың әртүрлі тәсілдерінің қатарына айдалатын сақтау, сығылған ауаны сақтау, маховикті сақтау, батареяны сақтау, жылу сақтау және сутегін сақтау жатады.
Қазіргі уақытта батареялар микроторларда энергияны сақтау үшін жиі қолданылады, себебі олар жұмыс тәжірибесі мол жетілген тауарлар. Батарея энергиясын сақтау жүйесінде бірнеше бөлік бар, олардың ішінде негізінен энергия сақтау батареясы, батареяны басқару жүйесі (BMS), күшейткіш трансформатор, энергия сақтаудың екі бағытты түрлендіргіш құрылғысы (PCS), энергия сақтауды бақылау жүйесі және басқа да кейбір бөліктер бар. Электр желісі істен шыққан кезде, энергия сақтау жүйесін электр желісіне қосылған күйден электр желісіз жұмыс істеуге ауыстыруға болады. Содан кейін ол бүкіл микротор жүйесі үшін резервтік қуат көзі ретінде әрекет етеді, электр желісіне қосылмаған кезде кернеу мен токты тұрақты ұстайды.
2. Энергия сақтау батареясын таңдау
2.1 Қорғасын көміртегі бар батарея
Қорғасын-көміртекті аккумулятор - кәдімгі қорғасын-қышқылды аккумулятордың теріс электродына сыйымдылық қасиеттері бар көміртекті материалдарды қосу арқылы жасалған жаңа энергия сақтау құрылғысы. Мұны «ішкі және» немесе «ішкі араластыру» арқылы жасауға болады. Қорғасын-көміртекті аккумуляторлар кәдімгі қорғасын-қышқылды аккумуляторлар мен суперконденсаторлар сияқты. Олар кәдімгі қорғасын-қышқылды аккумуляторлардың жұмысын көп жағынан жақсарта алады, және олардың кейбір ғылыми артықшылықтары:
1. жоғары зарядтау көбейткіші;
2. циклдің қызмет ету мерзімі кәдімгі қорғасын-қышқылды аккумуляторларға қарағанда 4-5 есе көп;
3. жақсы қауіпсіздік;
4. жоғары регенерациялық пайдалану (97%-ға дейін), басқа химиялық батареяларға қарағанда әлдеқайда жоғары; көп шикізат, төмен баға, кәдімгі қорғасын-қышқылды батареяларға қарағанда 1,5 есе; ал кәдімгі қорғасын-қышқылды батареялардың құны осы батареяларға қарағанда шамамен 1,5 есе жоғары. Кәдімгі қорғасын-қышқылды батареяға қарағанда 1,5 есе күшті.
Қорғасын-көміртекті батареялардың өнімділігі дәстүрлі қорғасын-қышқылды батареялармен салыстырғанда айтарлықтай жақсарды. Дегенмен, негізгі көміртекті материалдың қорғасын-көміртекті батареялардың өнімділігін жақсартуда қандай рөл атқаратыны әлі белгісіз. Көміртекті материалдарды қосу теріс электродтың сутегін тұндыру және батареяның суды жоғалтуы сияқты теріс әсерлерге әкелуі мүмкін, сондықтан бұл шешілуі керек мәселе.
2.2 Литий батареясы
Литий-ионды аккумуляторларды зарядтау және разрядтау процесінде оң анод ретінде литий бар химиялық заттарды пайдаланады. Литий-ионды аккумуляторларда литий металлы жоқ.
Литий-ионды аккумуляторларда литий кобальтаты (LiCoO2), литий марганецы (LiMn2O4), литий темір фосфаты (LiFePO4) және басқа да екі немесе үш бөліктен тұратын материалдар сияқты литий құрамды қосылыстардан жасалған оң электрод бар. Теріс электрод графит, жұмсақ көміртек, қатты көміртек және литий титанаты сияқты литий-көміртекті қабатаралық қосылыстардан жасалған.
Литий-ионды батареялардың екі ерекше артықшылығы бар, бірі - энергияны сақтау тығыздығының жоғарылығы, екіншісі - қуат тығыздығы. Басқа артықшылықтарына жоғары тиімділік, кең ауқымды қолдану, көп көңіл бөлу, жылдам ғылыми прогресс және өсуге көп орын кіреді. 1 Химиялық электролиттер қолданылатындықтан, үлкен қауіпсіздік тәуекелдері бар; қауіпсіздікті жақсарту қажет.
2.3 Энергия сақтау батареясын таңдау
Энергия сақтау батареяларының осы екі түрінің арасындағы айырмашылықтарды олардың қаншалықты терең разрядталуы, жұмыс істей алатын температура диапазоны және қызмет ету мерзімі тұрғысынан қарастырыңыз.
Жоғарыдағы кесте қорғасын-көміртекті батареялардың қысқа циклді қызмет ету мерзіміне ие екенін және қауіпті сутегін бөліп шығаратынын көрсетеді. Ал литий-темір фосфатты батареялар әртүрлі температура диапазонында жұмыс істей алады және жоғары циклді қызмет ету мерзіміне, энергия беру тиімділігіне және энергия тығыздығына ие.
Осы себепті, литий темір фосфаты аккумуляторлары энергия сақтау жобаларының көпшілігі үшін ең жақсы таңдау болып табылады.
