1. ESS คืออะไร? มาดูระบบจัดเก็บพลังงานกัน
การกักเก็บพลังงานคือกระบวนการเปลี่ยนพลังงานให้เป็นรูปแบบที่สามารถคงอยู่ได้ในธรรมชาติอย่างน่าเชื่อถือมากขึ้น แล้วเก็บรักษาไว้ในลักษณะที่พร้อมใช้งานเมื่อต้องการ เมื่อมีการสร้าง เปลี่ยนแปลง เคลื่อนย้าย และใช้พลังงาน มักมีความแตกต่างระหว่างอุปทานและอุปสงค์ในแง่ของปริมาณ รูปทรง การกระจาย และเวลา การใช้เทคโนโลยีการกักเก็บพลังงานเพื่อกักเก็บและปล่อยพลังงานสามารถลดความแตกต่างเหล่านี้ได้ ซึ่งจะทำให้อุปทานและอุปสงค์พลังงานมีความสมดุลมากขึ้นและเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน พลังงานกล พลังงานความร้อน พลังงานเคมี พลังงานรังสี (แสง) พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า พลังงานนิวเคลียร์ และพลังงานประเภทอื่นๆ สามารถจัดกลุ่มได้ นอกจากพลังงานรังสีแล้ว พลังงานประเภทอื่นๆ ทั้งหมดสามารถกักเก็บในรูปแบบมาตรฐานได้ ตัวอย่างเช่น พลังงานกลสามารถกักเก็บได้ในรูปของพลังงานจลน์หรือพลังงานศักยภาพ พลังงานไฟฟ้าสามารถกักเก็บได้ในรูปของพลังงานสนามเหนี่ยวนำหรือพลังงานสนามไฟฟ้าสถิต พลังงานความร้อนสามารถกักเก็บได้ในรูปของความร้อนแฝงหรือความร้อนสัมผัส และพลังงานนิวเคลียร์เป็นรูปแบบการกักเก็บพลังงานที่บริสุทธิ์ วิธีการกักเก็บพลังงานที่แตกต่างกัน ได้แก่ การกักเก็บด้วยปั๊ม การกักเก็บด้วยอากาศอัด การกักเก็บด้วยล้อหมุน การกักเก็บด้วยแบตเตอรี่ การกักเก็บด้วยความร้อน และการกักเก็บด้วยไฮโดรเจน
ในปัจจุบัน แบตเตอรี่ถูกนำมาใช้เก็บพลังงานในระบบไมโครกริดอย่างแพร่หลาย เนื่องจากเป็นสินค้าที่มีความเสถียรและมีประสบการณ์การใช้งานมาอย่างยาวนาน ระบบเก็บพลังงานแบตเตอรี่ประกอบด้วยส่วนประกอบหลักหลายส่วน ได้แก่ ชุดแบตเตอรี่ ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) หม้อแปลงไฟฟ้าแบบเพิ่มแรงดัน อุปกรณ์แปลงกระแสไฟฟ้าแบบสองทิศทาง (PCS) ระบบติดตามพลังงาน และส่วนประกอบอื่นๆ เมื่อไฟฟ้าจากโครงข่ายหลักดับ ระบบเก็บพลังงานสามารถเปลี่ยนจากการเชื่อมต่อกับโครงข่ายหลักไปเป็นการทำงานโดยไม่เชื่อมต่อกับโครงข่ายหลักได้ โดยจะทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานสำรองสำหรับระบบไมโครกริดทั้งหมด รักษาแรงดันและกระแสไฟฟ้าให้คงที่เมื่อไม่ได้เชื่อมต่อกับโครงข่ายหลัก
2. การเลือกแบตเตอรี่เก็บพลังงาน
2.1 แบตเตอรี่ตะกั่วคาร์บอน
แบตเตอรี่ตะกั่ว-คาร์บอนเป็นอุปกรณ์เก็บพลังงานชนิดใหม่ที่สร้างขึ้นโดยการเติมวัสดุคาร์บอนที่มีคุณสมบัติในการเก็บประจุลงในขั้วลบของแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดทั่วไป ซึ่งสามารถทำได้ทั้งแบบ "ผสมภายใน" หรือ "ผสมภายใน" แบตเตอรี่ตะกั่ว-คาร์บอนมีคุณสมบัติคล้ายคลึงกับทั้งแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดทั่วไปและซูเปอร์คาปาซิเตอร์ สามารถทำให้แบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดทั่วไปทำงานได้ดีขึ้นในหลายด้าน และนี่คือประโยชน์ทางวิทยาศาสตร์บางประการ:
1. ตัวคูณการชาร์จสูง;
2. อายุการใช้งานยาวนานกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดทั่วไป 4-5 เท่า
3. ความปลอดภัยที่ดี;
4. อัตราการฟื้นฟูสูง (สูงถึง 97%) สูงกว่าแบตเตอรี่เคมีชนิดอื่นมาก มีวัตถุดิบจำนวนมาก ต้นทุนต่ำ ต่ำกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดทั่วไปถึง 1.5 เท่า และต้นทุนของแบตเตอรี่ตะกั่วกรดทั่วไปนั้นสูงกว่าแบตเตอรี่เหล่านี้ประมาณ 1.5 เท่า แข็งแรงกว่าแบตเตอรี่ตะกั่วกรดทั่วไปถึง 1.5 เท่า
ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ตะกั่ว-คาร์บอนดีขึ้นอย่างมากเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ตะกั่ว-กรดแบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม ยังไม่ชัดเจนว่าวัสดุคาร์บอนหลักมีบทบาทอย่างไรในการปรับปรุงประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ตะกั่ว-คาร์บอน การเพิ่มวัสดุคาร์บอนอาจส่งผลเสีย เช่น ขั้วลบเกิดการตกตะกอนของไฮโดรเจน และแบตเตอรี่สูญเสียน้ำ ดังนั้นจึงเป็นปัญหาที่ต้องได้รับการแก้ไข
2.2 แบตเตอรี่ลิเธียม
ในกระบวนการชาร์จและคายประจุ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนใช้สารเคมีที่มีลิเธียมเป็นขั้วบวก แต่แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไม่มีโลหะลิเธียมอยู่จริง
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีขั้วบวกที่ทำจากสารประกอบที่มีลิเธียมเป็นองค์ประกอบ เช่น ลิเธียมโคบอลเตต (LiCoO2), ลิเธียมแมงกาเนต (LiMn2O4), ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LiFePO4) และวัสดุอื่นๆ ที่มีส่วนประกอบสองหรือสามส่วน ส่วนขั้วลบทำจากสารประกอบลิเธียม-คาร์บอนแบบชั้นกลาง เช่น กราไฟต์ คาร์บอนอ่อน คาร์บอนแข็ง และลิเธียมไททาเนต
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีข้อดีที่โดดเด่นสองประการ ประการแรกคือความหนาแน่นในการเก็บพลังงานสูง ประการที่สองคือความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้า ข้อดีอื่นๆ ได้แก่ ประสิทธิภาพสูง การใช้งานที่หลากหลาย ได้รับความสนใจอย่างมาก ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์อย่างรวดเร็ว และมีศักยภาพในการเติบโตอีกมาก ① เนื่องจากมีการใช้อิเล็กโทรไลต์ทางเคมี จึงมีความเสี่ยงด้านความปลอดภัยสูง จำเป็นต้องปรับปรุงด้านความปลอดภัยให้ดียิ่งขึ้น
2.3 การเลือกแบตเตอรี่เก็บพลังงาน
บทความนี้จะเปรียบเทียบความแตกต่างระหว่างแบตเตอรี่เก็บพลังงานทั้งสองประเภทนี้ ในแง่ของระดับการคายประจุ ช่วงอุณหภูมิที่สามารถใช้งานได้ และอายุการใช้งาน
ตารางข้างต้นแสดงให้เห็นว่าแบตเตอรี่ตะกั่ว-คาร์บอนมีอายุการใช้งานสั้นและปล่อยก๊าซไฮโดรเจนซึ่งเป็นอันตราย ในทางกลับกัน แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตสามารถทำงานได้ในช่วงอุณหภูมิที่หลากหลาย มีอายุการใช้งานสูง ประสิทธิภาพการถ่ายโอนพลังงาน และความหนาแน่นของพลังงานสูง
ด้วยเหตุนี้ แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตจึงเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับโครงการจัดเก็บพลังงานส่วนใหญ่




