Индустриални устройства за съхранение на енергия
В старите времена електрическата енергия, получена в водноелектрическите централи, веднага се доставяше на потребителите: лампи светеха, двигателите работеха. Днес обаче, когато възможностите за производство на електроенергия се разшириха значително, сериозно беше повдигнат въпросът за ефективни начини за съхранение на генерирана енергия по много начини, включително различни възобновяеми източници.
Както знаете, през деня човечеството изразходва много повече енергия, отколкото през нощта. Часовете на пикови натоварвания в градовете попадат в строго определени сутрешни и вечерни часове, докато генериращите инсталации (особено слънчеви, вятърни и т.н.) генерират определена средна мощност, която варира значително в различно време на деня и в зависимост от метеорологичните условия.
При такива обстоятелства не е лошо електроцентралите да имат някакъв вид резервно съхранение на електроенергия, което да може да осигури необходимата мощност по всяко време на деня. Нека да разгледаме някои от най -добрите технологии за решаване на този проблем.
Съхранение на хидравлична енергия
Най -старият метод, който не е загубил своята актуалност и до днес. Два големи резервоара за вода са разположени един над друг. Водата в горния резервоар, като всеки обект, издигнат на височина, има по -висока потенциална енергия от водата в долния резервоар.
Когато консумацията на електроенергия от електроцентралата е ниска, по това време водата се изпомпва в горния резервоар чрез помпи. По време на пиковите часове, когато станцията е принудена да подава висока мощност към мрежата, водата от горния резервоар се насочва през турбината на хидрогенератора, като по този начин генерира повишена мощност.
В Германия се разработват проекти от този вид хидроакумулатори за последващото им издигане на местата на стари въглищни мини, както и на дъното на океана в сферични складови помещения, специално създадени за тази цел.
Съхранение на енергия под формата на сгъстен въздух
Подобно на сгъстена пружина, сгъстеният въздух, инжектиран в цилиндър, е в състояние да съхранява енергия в потенциална форма. Технологията се излюпва от инженерите дълго време, но не беше внедрена поради високата си цена. Но вече много високи нива на енергийна концентрация са постижими по време на адиабатно компресиране на газ със специални компресори.
Идеята е следната: при нормална работа помпа изпомпва въздух в резервоара, а при пикови натоварвания сгъстен въздух се освобождава от резервоара под налягане и върти турбината на генератора. В света има няколко подобни системи, един от най -големите разработчици на които е канадската компания Hydrostar.
Разтопена сол като термичен акумулатор
Слънчеви панели Не е единственият инструмент за преобразуване на лъчистата енергия на слънцето. Слънчевата инфрачервена радиация, когато е правилно концентрирана, може да нагрява и топи сол и дори метал.
Ето как работят слънчевите кули, където много отражатели насочват слънчевата енергия към резервоар за сол, монтиран на върха на кула, издигната в центъра на станцията. Разтопената сол след това отделя топлина на водата, която се превръща в пара, която превръща турбината на генератора.
Така че, преди да се превърне в електричество, топлината първо се съхранява в термичен акумулатор на базата на разтопена сол.Тази технология е внедрена например в Обединените арабски емирства. Georgia Tech разработи още по -ефективно устройство за термично съхранение на разтопен метал.
Химически батерии
Литиеви батерии за вятърни електроцентрали — това е същата технология като батериите за смартфони и лаптопи, само че ще има хиляди такива „батерии“ в хранилището за електроцентрала. Технологията не е нова, днес се използва в САЩ. Неотдавнашен пример за такава 4 MWh централа е наскоро построената от Tesla в Австралия. Станцията е способна да достави максимална мощност от 100 MW на товара.
Течащи химически акумулатори
Ако в конвенционалните батерии електродите не се движат, то в течащите батерии заредените течности действат като електроди. Две течности се движат през горивна клетка с мембрана, в която се осъществява йонно взаимодействие на течни електроди и в клетката се генерират електрически заряди с различни знаци, без да се смесват течностите. Стационарни електроди са монтирани в клетката, за да доставят натоварената по този начин електрическа енергия към товара.
Така че, в рамките на проекта саламура4power в Германия, се планира да се монтират под земята резервоари с електролити (ванадий, солена вода, хлор или цинков разтвор), а в местните пещери ще бъде издигната проточна батерия от 700 MWh. Основната цел на проекта е да балансира разпределението на възобновяемата енергия през целия ден, за да се избегнат прекъсвания на електрозахранването, причинени от липса на вятър или облачно време.
Динамично съхранение на супер маховик
Принципът се основава на първо преобразуване на електричество — под формата на кинетична енергия на въртене на супер маховика, и, ако е необходимо, обратно в електрическа енергия (маховикът завърта генератора).
Първоначално маховикът се ускорява от двигател с ниска мощност, докато консумацията на натоварване е пикова, а когато натоварването стане пиково, енергията, съхранявана от маховика, може да бъде доставена с многократно по-голяма мощност. Тази технология не е намерила широко промишлено приложение, но се счита за обещаваща за използване в мощни източници на непрекъсваемо захранване.