Melyek a három típusú energiatárolás?

Fizikai energiatárolás

A fizikai energiatárolás az anyag fizikai tulajdonságait használja az energiatárolás és a felszabadulás eléréséhez. Közülük a szivattyúzott tároló egy általános és széles körben alkalmazott módszer. Az elektromos energiát gravitációs potenciális energiává alakítja, és tárolja azt azáltal, hogy a vizet az alsó tartályból a felső tartályba az alacsony energiaterhelési periódus alatt; A csúcsteljesítmény -fogyasztási időszak alatt a felső tartályban lévő víz visszatér az alsó tartályba, hogy a turbina villamos energiát termeljen. Ennek a módszernek nagy energiatárolási kapacitása és viszonylag érett technológiája van. Nagy mennyiségű villamos energiát képes hosszú ideig tárolni és biztosítani, és fontos szerepet játszik az energiahálózat csúcsszabályozásában és a frekvenciaszabályozásban. Építésének azonban speciális földrajzi feltételeket igényel, például megfelelő magassági különbség a terepen és a megfelelő vízforrásokhoz, és az építési időszak hosszú, és a kezdeti beruházási költségek magas.

A szivattyúzott tároló mellett sűrített légenergia -tárolás is található. Felesleges villamos energiát használ a levegő sűrítésére és az egyes terekben, például a föld alatti gáztároló kamrákban történő tárolására, ha alacsony a villamosenergia -fogyasztás; Ha a villamosenergia-fogyasztás magas, akkor nagynyomású levegőt szabadítanak fel a gázturbinák vezetésére, hogy villamosenergia-előállítást biztosítsanak. A sűrített légenergia -tárolásnak nagy energiatárolási skálája és hosszú rendszer élettartama is van, de olyan problémákkal is szembesül, mint például a gáztároló barlangok magas követelményei és az energia -átalakítás hatékonysága, amelyet javítani kell. Ezenkívül a lendkerék energiatárolása nagysebességű forgó lendkeréket használ a kinetikus energia tárolására. A lendkerék sebessége növekszik, ha az energia bemeneti, és a sebesség csökken, ha az energia kimeneti, hogy a motor meghajtja a villamos energiát. A lendkerék energiatárolása gyors töltési és kisülési sebességgel és rövid válaszidővel rendelkezik. Ez olyan alkalmakra alkalmas, amelyek gyakori töltést és kibocsátást igényelnek, például szünetmentes tápegység (UPS) rendszerek, de az energiatárolási idő viszonylag rövid, és az energia sűrűsége korlátozott.

Vegyi energiatárolás

A kémiai energiatárolás az energia tárolására és felszabadítására irányuló kémiai reakciókra támaszkodik. A lítium-ion akkumulátorok jelenleg az egyik legnépszerűbb kémiai energiatároló módszer. A lítium -ionok folyamata a pozitív és a negatív elektródok között interkalál és deintercializálódik az elektromos energia tárolására és felszabadulására. A lítium-ion akkumulátorok előnyei vannak a nagy energia sűrűségének, az alacsony önmagában történő kiürülési sebességnek és a hosszú élettartamnak. Ezeket széles körben használják elektromos járművekben, hordozható elektronikus eszközökben és elosztott energiatároló rendszerekben. Magas költségei, valamint a lítium-erőforrások egyenetlen eloszlása ​​és korlátozott jellege bizonyos korlátozásokat vezethet a jövőben a nagyszabású alkalmazásokra. Vannak olyan biztonsági kihívások is, mint például a termikus kiszabadulás által okozott tűz és robbanás kockázata.

Az ólom-sav akkumulátorok egy hagyományos kémiai energiatároló akkumulátor, amelynek hosszú története van. Vezető és ólom -dioxidot használ elektródokként és kénsav -oldatként elektrolitként az elektromos energia tárolására és felszabadítására kémiai reakciók révén. Az ólom-sav akkumulátor-technológia érett, olcsó és nagyon megbízható. Gyakran használják a gépjármű -indító tápegységekben, a tartalék tápegységekben és néhány energiatároló forgatókönyvben, amelyek nem igényelnek nagy energia sűrűséget. Az alacsony energia sűrűsége, a rövid ciklusú élettartam és a nagy súly bizonyos mértékben korlátozza alkalmazását bizonyos területeken. Ezenkívül új kémiai energiatárolási technológiák, például nátrium-szulfur akkumulátorok és áramlási akkumulátorok is kialakulnak. A nátrium-szulfur akkumulátorok nagy energiájú sűrűséggel és nagy hatékonysággal rendelkeznek, de a működési hőmérséklet magas, és a rendszer szigetelési és biztonsági védelmi követelményei szigorúak; Az áramlási akkumulátorok az energiát tárolják az elektrolit különböző valencia állapotainak ionjainak redox reakcióján keresztül. Kapacitása és teljesítménye függetlenül megtervezhető, és a rendszer nagyon rugalmas, de a jelenlegi költségek magas, és a technológiát még tovább javítják.

Elektromágneses energiatárolás

Az elektromágneses energiatárolás elsősorban a szuperkondenzátor energiatárolását és a szupravezető energiatárolást tartalmazza. A szuperkapacitorok a kettős rétegű kapacitást vagy az elektródák és az elektrolitok között képződött Faraday pseudocapacitance-t használják a töltés tárolására, ezáltal megvalósítva az energiatárolást. Ennek előnyei vannak a nagy teljesítmény sűrűségének, a rendkívül gyors töltési és ürítési sebességnek, valamint a hosszú ciklusos élettartamnak. Ez egy pillanat alatt nagy mennyiségű elektromos energiát tud biztosítani vagy elnyelni, és jó alkalmazási kilátásokkal rendelkezik az elektromos járművek energia -visszanyerési rendszerében és az energiarendszerek dinamikus kompenzációjában. A szuperkondenzátorok energia sűrűsége azonban viszonylag alacsony, a tárolt energia korlátozott, és a költségek is magas, ami korlátozza annak alkalmazását a nagyszabású és a hosszú távú energiatárolás területén.

A szupravezető energiatárolás a szupravezető anyagok nulla ellenállási tulajdonságait használja a szupravezető állapotban, hogy az elektromos energiát mágneses mező energia formájában tárolja. A szupravezető energiatároló rendszernek rendkívül gyors reakciósebessége van, és felismeri a töltés és a kisülések bekapcsolását milliszekundumon belül, ami nagy jelentőséggel bír az energiarendszer stabilitásának és megbízhatóságának javításában. A szupravezető energiatároló technológiával azonban olyan problémákkal néznek szembe, mint például a szupravezető anyagok magas költségei, az összetett hűtőrendszerek és a magas energiafogyasztás, ami nagymértékben akadályozza a nagyszabású kereskedelmi alkalmazást.

E három típusú energiatárolásnak megvan a maga előnye, és pótolhatatlan szerepet játszik a különböző energiafelhasználási forgatókönyvekben. A technológia folyamatos fejlesztésével és innovációjával az energiatárolási technológia tovább javul, hozzájárulva egy tisztább, hatékonyabb és stabilabb energiarendszer felépítéséhez, elősegíti a globális energia -átalakulás folyamatát, és további választási lehetőségeket és lehetőségeket kínál nekünk a reagáláshoz. Energia kihívások.