1. ESS гэж юу вэ? Эрчим хүч хадгалах системийн тойм
Эрчим хүчний хадгалалт гэдэг нь энергийг байгальд илүү найдвартай оршиж болох хэлбэрт хувиргаж, дараа нь шаардлагатай үед нь ашиглах боломжтой байдлаар хадгалах үйл явц юм. Эрчим хүчийг бий болгож, өөрчилж, зөөж, ашиглаж байх үед нийлүүлэлт ба эрэлтийн хооронд хэмжээ, хэлбэр, тархалт, хугацааны хувьд ихэвчлэн ялгаа гардаг. Эрчим хүч хадгалах, ялгаруулахын тулд энерги хадгалах технологийг ашигласнаар эдгээр ялгааг тэнцүүлж болно. Энэ нь эрчим хүчний хангамж ба эрэлтийг илүү тэнцүү болгож, эрчим хүчний үр ашгийг нэмэгдүүлэх болно. Механик энерги, дулааны энерги, химийн энерги, цацрагийн (гэрлийн) энерги, цахилгаан соронзон энерги, цөмийн энерги болон бусад төрлийн энергийг өөр өөр бүлэгт хувааж болно. Цацрагийн энергиэс гадна бусад бүх төрлийн энергийг стандарт хэлбэрээр хадгалж болно. Жишээлбэл, механик энергийг кинетик эсвэл потенциал энерги, цахилгаан энергийг өдөөгдсөн талбайн энерги эсвэл электростатик талбайн энерги, дулааны энергийг далд дулаан эсвэл мэдрэмтгий дулаан хэлбэрээр хадгалж болох бөгөөд цөмийн энерги нь энерги хадгалах цэвэр хэлбэр юм. Эрчим хүч хадгалах янз бүрийн аргуудын дунд шахуургын хадгалалт, шахсан агаарын хадгалалт, маховикийн хадгалалт, батерейны хадгалалт, дулааны хадгалалт, устөрөгчийн хадгалалт орно.
Одоогийн байдлаар батерейг бичил сүлжээнд эрчим хүч хадгалахад илүү түгээмэл ашиглаж байна, учир нь тэдгээр нь ажлын туршлага ихтэй, боловсорсон бүтээгдэхүүн юм. Батерейны эрчим хүч хадгалах системд хэд хэдэн хэсэг байдаг бөгөөд үүнд голчлон эрчим хүч хадгалах батерейны багц, батерейны удирдлагын систем (BMS), шаталсан трансформатор, эрчим хүч хадгалах хоёр чиглэлтэй хөрвүүлэгч төхөөрөмж (PCS), эрчим хүч хадгалах хяналтын систем болон бусад зарим эд ангиуд багтдаг. Сүлжээ тасарсан үед эрчим хүч хадгалах системийг сүлжээнд холбогдсон байдлаас сүлжээгүйгээр ажиллах горимд шилжүүлж болно. Дараа нь энэ нь бичил сүлжээний системийн нөөц тэжээлийн эх үүсвэр болж, сүлжээнд холбогдоогүй үед хүчдэл болон гүйдлийг тогтвортой байлгадаг.
2. Эрчим хүч хадгалах батерей сонгох
2.1 Хар тугалган нүүрстөрөгчтэй батерей
Хар тугалга-нүүрстөрөгчийн батерей нь ердийн хар тугалганы хүчлийн батерейны сөрөг электрод дээр багтаамжтай чанар бүхий нүүрстөрөгчийн материалыг нэмж хийсэн шинэ төрлийн энерги хадгалах төхөөрөмж юм. Үүнийг "дотоод болон" эсвэл "дотоод холимог" аргаар хийж болно. Хар тугалга-нүүрстөрөгчийн батерей нь ердийн хар тугалганы хүчлийн батерей болон супер конденсатортой адил юм. Эдгээр нь ердийн хар тугалганы хүчлийн батерейг олон талаар илүү сайн ажиллуулж чаддаг бөгөөд эдгээр нь тэдгээрийн шинжлэх ухааны зарим ашиг тус юм:
1. өндөр цэнэглэгч үржүүлэгч;
2. мөчлөгийн ашиглалтын хугацаа нь ердийн хар тугалганы хүчлийн батерейнаас 4-5 дахин их;
3. аюулгүй байдал сайн;
4. Өндөр нөхөн төлжилтийн ашиглалт (97% хүртэл), бусад химийн батерейгаас хамаагүй өндөр; түүхий эд ихтэй, хямд өртөгтэй, ердийн хар тугалганы хүчлийн батерейнаас 1.5 дахин үнэтэй; мөн ердийн хар тугалганы хүчлийн батерейны өртөг нь эдгээр батерейнаас ойролцоогоор 1.5 дахин үнэтэй. Ердийн хар тугалганы хүчлийн батерейгаас 1.5 дахин хүчтэй.
Хар тугалга-нүүрстөрөгчийн батерейны гүйцэтгэл нь уламжлалт хар тугалганы хүчлийн батерейтай харьцуулахад мэдэгдэхүйц сайжирсан. Гэсэн хэдий ч гол нүүрстөрөгчийн материал нь хар тугалга-нүүрстөрөгчийн батерейны гүйцэтгэлийг сайжруулахад ямар үүрэг гүйцэтгэдэг нь тодорхойгүй хэвээр байна. Нүүрстөрөгчийн материал нэмэх нь сөрөг электрод нь устөрөгчийг тунадасжуулах, батерей нь ус алдах зэрэг сөрөг нөлөө үзүүлдэг тул энэ асуудлыг шийдвэрлэх шаардлагатай байна.
2.2 Лити батерей
Лити-ион батерейг цэнэглэх болон цэнэггүйжүүлэх процесст эерэг анод болгон лити агуулсан химийн бодисыг ашигладаг. Лити-ион батерейд литийн металл байдаггүй.
Лити-ион батерейнууд нь лити кобальтат (LiCoO2), лити манганат (LiMn2O4), лити төмрийн фосфат (LiFePO4) болон бусад хоёр буюу гурван хэсгээс бүрдсэн лити агуулсан нэгдлүүдээс бүрдсэн эерэг электродтой байдаг. Сөрөг электрод нь бал чулуу, зөөлөн нүүрстөрөгч, хатуу нүүрстөрөгч, литийн титанат зэрэг лити-нүүрстөрөгчийн давхаргын нэгдлүүдээс бүрддэг.
Лити-ион батерей нь хоёр онцгой давуу талтай бөгөөд нэг нь эрчим хүчний өндөр нягтрал, нөгөө нь эрчим хүчний нягтрал юм. Бусад давуу талууд нь өндөр үр ашиг, өргөн хүрээний хэрэглээ, маш их анхаарал, шинжлэх ухааны хурдацтай хөгжил, өсөлтийн өргөн боломж зэрэг орно. 1 Химийн электролит ашигладаг тул аюулгүй байдлын томоохон эрсдэлүүд байдаг; аюулгүй байдлыг сайжруулах шаардлагатай.
2.3 Эрчим хүч хадгалах батерей сонгох
Эдгээр хоёр төрлийн эрчим хүч хадгалах батерейны хоорондох ялгааг хэр гүн цэнэггүй болох, ажиллах температурын хязгаар, ашиглалтын хугацаа зэргээр нь авч үзье.
Дээрх хүснэгтэд хар тугалга-нүүрстөрөгчийн батерейнууд богино мөчлөгийн ашиглалтын хугацаатай бөгөөд устөрөгч ялгаруулдаг нь аюултай болохыг харуулж байна. Нөгөөтэйгүүр, литийн төмрийн фосфатын батерейнууд нь янз бүрийн температурын хүрээнд ажиллах боломжтой бөгөөд өндөр мөчлөгийн ашиглалтын хугацаа, эрчим хүчний дамжуулалтын үр ашиг, эрчим хүчний нягтралтай байдаг.
Ийм учраас литийн төмрийн фосфатын хадгалах батерей нь ихэнх эрчим хүч хадгалах төслүүдийн хувьд хамгийн сайн сонголт юм.
