1. Ce este ESS? O privire asupra sistemului de stocare a energiei
Stocarea energiei este procesul de transformare a energiei într-o formă care poate exista în natură mai fiabil și apoi păstrarea acesteia într-un mod care o face disponibilă atunci când este nevoie. Atunci când energia este creată, schimbată, mutată și utilizată, există adesea diferențe între cerere și ofertă în ceea ce privește cantitatea, forma, răspândirea și timpul. Utilizarea tehnologiei de stocare a energiei pentru stocarea și eliberarea energiei poate uniformiza aceste diferențe. Acest lucru va face ca oferta și cererea de energie să fie mai egale și va crește eficiența energetică. Energia mecanică, energia termică, energia chimică, energia radiației (luminii), energia electromagnetică, energia nucleară și alte tipuri de energie pot fi grupate în diferite grupuri. Pe lângă energia radiantă, toate celelalte tipuri de energie pot fi stocate în forme standard. De exemplu, energia mecanică poate fi stocată ca energie cinetică sau potențială, energia electrică poate fi stocată ca energie de câmp indus sau energie de câmp electrostatic, energia termică poate fi stocată ca căldură latentă sau căldură sensibilă, iar energia nucleară este o formă pură de stocare a energiei. Printre diferitele modalități de stocare a energiei se numără stocarea prin pompare, stocarea cu aer comprimat, stocarea în volantă, stocarea în baterii, stocarea termică și stocarea hidrogenului.
În prezent, bateriile sunt utilizate mai frecvent pentru stocarea energiei în microrețele, deoarece sunt produse mature cu multă experiență în funcționare. Există mai multe componente într-un sistem de stocare a energiei în baterii, inclusiv în principal pachetul de baterii de stocare a energiei, sistemul de gestionare a bateriei (BMS), transformatorul elevator, dispozitivul de conversie bidirecțională pentru stocarea energiei (PCS), sistemul de urmărire a stocării energiei și alte componente. Când rețeaua electrică se întrerupe, sistemul de stocare a energiei poate fi comutat de la conectare la rețea la funcționare fără rețea. Apoi acționează ca o sursă de alimentare de rezervă pentru întregul sistem de microrețea, menținând tensiunea și curentul stabile atunci când nu este conectat la rețea.
2. Alegerea unei baterii de stocare a energiei
2.1 Baterie cu plumb-carbon
Bateria plumb-carbon este un nou tip de dispozitiv de stocare a energiei, realizat prin adăugarea de materiale din carbon cu calități capacitive la electrodul negativ al unei baterii plumb-acid obișnuite. Acest lucru se poate face fie „intern și”, fie „amestecat intern”. Bateriile plumb-carbon sunt similare atât cu bateriile plumb-acid obișnuite, cât și cu supercondensatoarele. Ele pot face ca bateriile plumb-acid obișnuite să funcționeze mult mai bine în multe feluri, iar acestea sunt câteva dintre beneficiile lor științifice:
1. multiplicator de încărcare ridicat;
2. durata de viață a ciclului de viață este de 4-5 ori mai mare decât cea a bateriilor obișnuite cu plumb;
3. siguranță bună;
4. utilizare ridicată a regenerării (până la 97%), mult mai mare decât cea a altor baterii chimice; multe materii prime, cost redus, de 1,5 ori mai mare decât cel al bateriilor obișnuite cu plumb; iar costul bateriilor obișnuite cu plumb este de aproximativ 1,5 ori mai mare decât al acestor baterii. De 1,5 ori mai puternice decât o baterie obișnuită cu plumb.
Performanța bateriilor plumb-carbon s-a îmbunătățit considerabil în comparație cu bateriile tradiționale cu plumb-acid. Cu toate acestea, încă nu este clar ce rol joacă materialul cheie din carbon în îmbunătățirea performanței bateriilor plumb-carbon. Adăugarea de materiale din carbon poate avea efecte negative, cum ar fi precipitarea hidrogenului de către electrodul negativ și pierderea de apă de către baterie, așadar aceasta este o problemă care trebuie abordată.
Baterie litiu 2.2
În procesul de încărcare și descărcare, bateriile litiu-ion utilizează substanțe chimice care conțin litiu ca anod pozitiv. Bateriile litiu-ion nu conțin litiu metalic.
Bateriile litiu-ion au un electrod pozitiv fabricat din compuși care conțin litiu, cum ar fi cobaltatul de litiu (LiCoO2), manganatul de litiu (LiMn2O4), fosfatul de litiu-fier (LiFePO4) și alte materiale din două sau trei componente. Electrodul negativ este fabricat din compuși intermediari litiu-carbon, cum ar fi grafit, carbon moale, carbon dur și titanat de litiu.
Bateriile litiu-ion au două avantaje remarcabile, unul este densitatea mare de stocare a energiei, iar celălalt este densitatea de putere. Alte beneficii includ eficiență ridicată, o gamă largă de utilizări, multă atenție, progres științific rapid și mult spațiu de dezvoltare. ① Deoarece se utilizează electroliți chimici, există riscuri mari de siguranță; siguranța trebuie îmbunătățită.
2.3 Alegerea unei baterii de stocare a energiei
O privire asupra diferențelor dintre aceste două tipuri de baterii de stocare a energiei în ceea ce privește cât de adânc pot fi descărcate, intervalul de temperatură în care pot funcționa și durata lor de viață.
Tabelul de mai sus arată că bateriile cu plumb-carbon au o durată de viață scurtă și eliberează hidrogen, ceea ce este periculos. Bateriile cu litiu-fier fosfat, pe de altă parte, pot funcționa într-o gamă de temperaturi și au o durată de viață ridicată, o eficiență ridicată a transferului de energie și o densitate energetică ridicată.
Din acest motiv, bateriile de stocare cu litiu-fier fosfat sunt cea mai bună alegere pentru majoritatea proiectelor de stocare a energiei.
