Energiyani saqlash tizimining yangi tendentsiyalari ESS texnologiyasi

Dunyoga mashhur sanoat nazorati mahsulotlarini ishlab chiqaruvchisi - Qo'shma Shtatlardagi C3CONTROLS o'zining texnik oq qog'ozida ESS energiya saqlash tizimining bugungi kundagi yangi texnologiya tendentsiyalarini tahlil qildi, quyida ko'chirma keltirilgan.

Xom shakldagi elektr energiyasini har qanday miqyosda saqlash mumkin emas, lekin energiya saqlash tizimi (ESS) yordamida uni saqlash mumkin bo'lgan boshqa energiya turlariga aylantirish mumkin. Bu energiya shakllari kerak bo'lganda yana elektr energiyasiga aylantirilishi mumkin.

Energiyani saqlash tizimlari yanada mustahkam energiya infratuzilmasini yaratish va kommunal xizmatlar va iste'molchilar uchun xarajatlarni tejash maqsadida elektr ta'minotini boshqarishda keng ko'lamli texnologik yondashuvlarni taklif etadi. Hozirgi energiya saqlash tizimi texnologiyalari orasida akkumulyatorlar, volanlar, siqilgan havo, nasosli gidroenergetika va boshqalar mavjud. Bugungi kunda ushbu tizimlarning barchasi to'plashi mumkin bo'lgan umumiy energiyada hali ham cheklangan, ammo tadqiqotlar ushbu texnologiyalarni jadal takomillashtirishda davom etmoqda.

AQSh elektr tarmog'i elektr ta'minoti va iste'molchi talabi o'rtasidagi nozik muvozanat asosida qurilgan. Elektr ta'minoti va taklifidagi tebranishlarni muvozanatlashda yordam berishning samarali usuli - bu yuqori ishlab chiqarish va past talab davrida elektr energiyasini saqlash va keyin uni ishlab chiqarishning pastligi yoki yuqori talab davrida elektr tarmog'iga qaytarishdir.

Bu erda biz elektr energiyasini saqlash barchamizga ishonchlilik, iqtisodiy va ekologik manfaatlarni qanday ta'minlashi mumkinligini muhokama qilamiz. Joylashtirish darajasiga qarab, elektr energiyasini saqlash AQSh tarmog'ining yanada samarali ishlashiga yordam berishi, talabning eng yuqori davrlarida uzilishlar ehtimolini kamaytirishi va qayta tiklanadigan manbalardan ko'proq foydalanish imkonini berishi mumkin. rasm

Elektr energiyasini saqlashga talab ortib bormoqda

Elektr energiyasi kashf etilganidan beri ko'plab tadqiqotchilar va olimlar talab bo'yicha foydalanish uchun energiyani saqlashning samarali usullarini izlashmoqda. So'nggi 100 yil ichida energiya saqlash sanoati o'zgaruvchan elektr talablari va texnologik yutuqlarga javoban o'sdi va innovatsiyalar qildi.

Bugungi kunda Qo'shma Shtatlardagi iste'molchilar kuniga 24 soat elektr energiyasidan foydalanadilar. Biz uyg'oq bo'lamizmi yoki uxlab qolamizmi, elektr energiyasiga bo'lgan ehtiyojimiz doimiy. Amerikalik iste'molchilar bizning asboblarimiz, jihozlarimiz, asboblarimiz, mashinalarimiz, transport vositalarimiz va kechayu kunduz foydalanadigan barcha narsalarimizni quvvatlantirish uchun zarur bo'lgan energiyani olish qanchalik oson ekanligini oddiy deb bilishadi.

Biroq, elektr transport vositalarining hozirgi tez ommalashishi, masalan, tarmoqqa ko'proq bosim o'tkazdi va ko'proq quvvat talabini qondirish kerak. Bundan tashqari, texnologik taraqqiyot va qayta tiklanadigan energiya bozoridagi o'sish (masalan, quyosh, shamol va boshqalar) tarmoqqa sezilarli ta'sir ko'rsatgan holda energiya saqlash talabining muhim omili bo'ldi.

Energiyani saqlash texnologiyasi

Elektr energetikasi tarmog'ining asosiy xususiyati shundaki, ishlab chiqarilishi mumkin bo'lgan elektr quvvati darajasi qisqa vaqtlar uchun belgilanadi. Buning o'rniga, elektr energiyasiga bo'lgan talab kun davomida o'zgarib turadi. Elektr energiyasini zarur bo'lganda mavjud bo'lishi uchun saqlash uchun texnologiyalarni ishlab chiqish elektr energiyasini taqsimlashda katta o'zgarishlarni anglatadi.

Energiyani saqlash tizimi

Energiyani saqlash tizimlari (ESS) talab eng yuqori bo'lgan vaqtda iste'molchilarni energiya bilan ta'minlash uchun zarur bo'lgan elektr energiyasi darajasini boshqarish uchun mo'ljallangan - natijada qayta tiklanadigan energiyadan foydalanishni yumshatishga va uni tarqatish tizimiga osonroq kiritishga yordam beradi.

ESS, shuningdek, ishlab chiqarish va yuk o'rtasidagi barqaror muvozanatga erishish uchun mikrogridni muvozanatlashga yordam beradi. Energiyani saqlash tizimi chastotani tartibga solishni ta'minlashi mumkin - butun tizimning chastotasini 60 Gts da ushlab turish juda muhimdir. Bu tarmoq yuki va ishlab chiqarilgan quvvat o'rtasidagi muvozanatni saqlaydi. Bundan tashqari, ESSni joylashtirish yuqori texnologiyali sanoat ob'ektlari uchun yanada ishonchli elektr ta'minotini ham ta'minlashi mumkin. Energiyani saqlash va energiya elektronikasi energetika sektorini o'zgartirish uchun dalda beruvchi va'da beradi.

Yuqori kuchlanishli elektr energiyasi

Kalitlar, kontrollerlar va invertorlar kabi yuqori voltli elektr energiyasi uzoq masofalarga uzatishni qo'llab-quvvatlash uchun quvvatni tez va aniq boshqaradi. Ushbu yuqori kuchlanishli qurilmalar tizimning yanada samarali ishlashiga va buzilishlarga tezroq javob berishga imkon beradi. Ko'rib chiqilayotgan yana bir muhim muammo - bozorni qabul qilishni tezlashtirish uchun energiya saqlash texnologiyasi va quvvat elektronikasi narxini pasaytirish.

DOE energiyani saqlash dasturi

AQSh Energetika Departamentining Elektr energetika boshqarmasi (OE) tomonidan tashkil etilgan Energiyani saqlash dasturi (ESP) turli energiya saqlash texnologiyalari bo'yicha tadqiqot va ishlanmalar olib boradi. Ushbu keng texnologiya bazasiga batareyalar (an'anaviy va ilg'or), elektrokimyoviy kondansatörler, volanlar, quvvat elektronikasi, boshqaruv tizimlari va saqlashni optimallashtirish va o'lchamlarini o'lchash uchun dasturiy vositalar kiradi. ESP sanoat hamkorlari bilan yaqindan hamkorlik qiladi - uning ko'pgina loyihalari yuqori narxga ega.

Energiyani saqlash dasturi (ESP) kommunal xizmatlar va davlat energetika bo'limlariga bir necha megavattgacha bo'lgan yirik omborlarni loyihalash, xarid qilish, o'rnatish va ishga tushirishda hamkorlik qilish imkoniyatini taklif qiladi. Shuningdek, u saqlash texnologiyalarining texnik va iqtisodiy ko'rsatkichlari bo'yicha tahliliy tadqiqotlarni, shuningdek energiya saqlash tizimining tarkibiy qismlari va operatsion tizimlarini texnik baholashni qo'llab-quvvatlaydi.

Kengaytirilgan energiyani saqlash energetika sanoati va uning turar-joy mijozlariga, shuningdek, sanoat ishlab chiqarish kompaniyalari va tijorat korxonalariga ko'p foyda keltirishi mumkin. Bu imtiyozlar energiya sifati va iste'molchilarga elektr energiyasini ishonchli yetkazib berish hamda uzatish va tarqatish tizimlarining barqarorligi va ishonchliligini oshirishni o'z ichiga oladi.

Energiyani saqlash dasturi (ESP) kommunal xizmatlarni qimmatli yangilanishlarni kechiktirish yoki yo'q qilish uchun mavjud uskunalarni qayta jihozlashga undaydi - mavjudligini yaxshilash va taqsimlangan quvvatning bozor qiymatini oshirish. ESPlar kommunal xizmatlar va etkazib beruvchilarga qayta tiklanadigan energiya ishlab chiqarishning yuqori qiymati va yuqori quvvat va uzatish to'lovlarini kechiktirish orqali arzonroq xarajatlar bilan ta'minlaydi.

ESP shuningdek, oqim batareyalari uchun ilg'or elektrolitlar, past haroratli natriy batareyalar va yaxshilangan elektrokimyoviy ko'rsatkichlarga ega nanostrukturali elektrodlarni ishlab chiqish orqali energiya saqlash zichligini oshirish ustida ishlamoqda. Quvvat elektronikasi sohasida silikon karbid va galliy nitridi kabi yangi yuqori kuchlanishli, yuqori quvvatli, yuqori chastotali va keng tarmoqli materiallar bo'yicha tadqiqotlar rivojlanmoqda. Bundan tashqari, quvvat zichligi va unumdorligini sezilarli darajada oshirish uchun ilg'or magnitlar, yuqori voltli kondansatörler, qadoqlash va ilg'or boshqaruv vositalaridan foydalanadigan ilg'or quvvat konversiya tizimlari bo'yicha tadqiqotlar davom etmoqda.

Energiya sayyorasi

Energy Earthshots Initiative AQSh Energetika vazirligining keyingi o'n yil ichida yanada kengroq, arzon va ishonchli toza energiya yechimlari bo'yicha yutuqni tezlashtirishga qaratilgan yana bir tashabbusidir. Energy Earthshots tashabbusiga erishish AQShga iqlim inqirozini hal qilish, toza energiya iqtisodiyotini rivojlantirish va 2050 yilga kelib uglerod chiqindilarini aniq nolga tezroq o'tish yo'lidagi eng qiyin to'siqlarni bartaraf etishga yordam beradi.

DOE - Uzoq muddatli energiyani saqlash uchun yer suratlari

Long Duration Storage Energy Earthshots (LDSEE) o'n yil ichida 10 soatdan ortiq davom etadigan tizimlar uchun tarmoq miqyosidagi energiyani saqlash xarajatlarini 90 foizga kamaytirish maqsadini qo'ydi. Energiyani saqlash tarmoqning to'liq dekarbonizatsiyasini tezlashtirish imkoniyatiga ega.

Qayta tiklanadigan energiya ishlab chiqarishning bugungi darajasini qo'llab-quvvatlash uchun hozirda qisqa muddatli saqlash o'rnatilmoqda. Tarmoqqa qayta tiklanadigan energiya tobora ko'payib borar ekan, uzoqroq saqlash texnologiyalari talab qilinadi. Arzonroq va samaraliroq saqlash energiya ishlab chiqarishning iloji bo'lmaganda yoki talabdan past bo'lganda foydalanish uchun qayta tiklanadigan toza energiyani olish va saqlashni yanada maqsadga muvofiq qiladi.

Masalan, kun davomida ishlab chiqariladigan quyosh energiyasi kabi qayta tiklanadigan energiyadan talab oshganda tunda yoki talab kam bo'lgan davrda ishlab chiqarilgan atom energiyasidan talab ortganda foydalanish mumkin. LDSS barcha turdagi texnologiyalarni - elektrokimyoviy, mexanik, termal, kimyoviy tashuvchilarni yoki tarmoqning moslashuvchanligi uchun talab qilinadigan muddat va xarajat maqsadlarini qondirish potentsialiga ega bo'lgan har qanday kombinatsiyani ko'rib chiqadi.

mablag'lar

Bir nechta DOE idoralari energiyani saqlash bo'yicha tadbirlarni amalga oshiradi va Prezidentning 2022-moliya byudjeti so'rovi energiyani saqlash Grand Challenge bo'limi orqali kuzatilgan ushbu tadbirlar uchun jami 1,16 milliard dollarni o'z ichiga oladi. Grant mablag'lari kutilayotganda, DOE DOE'ning Energy Storage Grand Challenges yo'l xaritasiga muvofiq LDSS maqsadlariga erishishga yordam berish uchun moliyalashtirish imkoniyatlari va boshqa tadbirlarni kutmoqda.

Sof nol uglerod chiqindilari maqsadiga erishish

Yerni uzoq muddatli saqlash (LDSS) maqsadlari 2035 yilgacha tarmoq va 2050 yilgacha butun iqtisodiyot uchun uglerod emissiyasini nolga tenglashtirish uchun kalit hisoblanadi. Energiyani saqlash energiya tizimi ustidan mahalliy nazoratni kuchaytirishi va tajribaga ega bo‘lgan jamoalar uchun barqarorlikni yaratishi mumkin. tez-tez elektr uzilishlari yoki tarmoqqa kirish imkoni bo'lmasligi mumkin. LDSS xarajat maqsadlariga erishish uchun texnologiya va ishlab chiqarishni rivojlantirish Qo'shma Shtatlarda yangi xotira mahsulotlarini ishlab chiqarish sektorini ham yo'lga qo'yadi.

Quyosh va shamol texnologiyalari narxi tez pasayib borayotganligi sababli, kelajakda o'zgaruvchan qayta tiklanadigan energiya ulushi ortib borishi odatiy holga aylanadi. Elektr transport vositalaridan foydalanish transport sektorini karbonsizlantirish bo'yicha sa'y-harakatlarni tezlashtirmoqda.

Energetika sektori uzluksiz ishlab chiqarishni ta'minlagan holda, o'zgaruvchan energiya ta'minotini ta'minlash zarurati erishish mumkin bo'lgan maqsaddir. Quyosh, shamol va boshqa qayta tiklanadigan manbalar kabi qayta tiklanadigan energiyani yakuniy foydalanish sohalariga integratsiya qilish bo'yicha sa'y-harakatlar sezilarli salohiyatni va chuqur dekarbonizatsiyaga erishish uchun elektr energiyasini saqlashning muhim ahamiyatini ko'rsatdi.

Tez takomillashib borayotgan batareyalar va boshqa texnologiyalarga asoslangan elektr energiyasini saqlash tizimning ko'proq moslashuvchanligini ta'minlaydi, chunki o'zgaruvchan qayta tiklanadigan energiya ulushi o'sishda davom etmoqda. Elektr energiyasini saqlash elektr transporti ustunlik qiladigan transport sektorini faollashtirishi, samarali 24-soatlik tarmoqdan tashqari quyoshli uy tizimlarini yoqishi va 100 foiz qayta tiklanadigan mikrotarmoqlarni qo‘llab-quvvatlashi mumkin.

xalqaro prognoz

Qayta tiklanadigan energiya manbalari xalqaro agentligi (IRENA) Elektr energiyasini saqlash va qayta tiklanadigan energiya: xarajatlar va bozorlar hisobotida statsionar ilovalarda elektr energiyasini saqlash texnologiyalarining joriy narxi va samaradorligini, shuningdek, ularning xarajatlarini kamaytirish va ish faoliyatini yaxshilash imkoniyatlarini tahlil qiladi. 2030 yilgacha 2030 yilgacha.

Hisobot xulosasiga ko'ra, 2030 yilga borib elektr energiyasini saqlashning umumiy quvvati energiya jihatidan uch baravar oshishi mumkin. Qayta tiklanadigan energiya manbalarining tez o'zlashtirilishi bilan bu 15 yildan kamroq vaqt ichida qayta tiklanadigan energiya manbalarining global energiya tarkibidagi ulushini ikki baravar oshirish uchun etarli bo'lishi kerak. Batareya quvvatini saqlash hajmi 17- barobar oshishi va batareyani saqlash texnologiyasi narxi 66 foizga tushishi mumkin.

Ushbu tadqiqot shuni ko'rsatadiki, batareyani saqlash tizimlari joylashtirish va xarajatlarni kamaytirish uchun katta imkoniyatlarga ega. Jami o'rnatilgan xarajatlar 2030 yilga borib 50 foizdan 60 foizga tushishi mumkin, akkumulyator narxi esa yanada pasayadi. Bularning barchasi ishlab chiqarish quvvatlarini optimallashtirish, shuningdek, kompozitsiyani yaxshilash va materiallardan foydalanishni kamaytirish bilan bog'liq.

Energiyani saqlash tizimi texnologiyasi

Energiyani saqlash tizimlari (ESS) yanada mustahkam energiya infratuzilmasini yaratish va kommunal xizmatlar va iste'molchilar uchun xarajatlarni tejash uchun elektr ta'minotini boshqarish uchun keng ko'lamli texnologik yondashuvlarni taklif etadi. Hozirgi kunda butun dunyoda qo'llanilayotgan turli yondashuvlar quyida muhokama qilinadi.