Thiết bị lưu trữ năng lượng công nghiệp
Ngày xưa, năng lượng điện thu được trong các nhà máy thủy điện được chuyển ngay đến người tiêu dùng: đèn thắp sáng, động cơ chạy. Tuy nhiên, ngày nay, khi khả năng phát điện đã mở rộng đáng kể, câu hỏi về các cách hiệu quả để lưu trữ năng lượng được tạo ra đã được đặt ra một cách nghiêm túc theo nhiều cách, bao gồm cả các nguồn tái tạo khác nhau.
Như bạn đã biết, vào ban ngày nhân loại tiêu tốn nhiều năng lượng hơn vào ban đêm. Giờ phụ tải cao điểm ở các thành phố rơi vào các giờ sáng và tối được xác định nghiêm ngặt, trong khi các nhà máy phát điện (đặc biệt là năng lượng mặt trời, gió, v.v.) tạo ra một công suất trung bình nhất định thay đổi đáng kể vào các thời điểm khác nhau trong ngày và tùy thuộc vào điều kiện thời tiết.
Trong những trường hợp như vậy, việc các nhà máy điện có một số loại lưu trữ điện dự phòng có thể cung cấp năng lượng cần thiết vào bất kỳ thời điểm nào trong ngày là một ý tưởng không tồi. Chúng ta hãy xem xét một số công nghệ tốt nhất để giải quyết vấn đề này.
lưu trữ năng lượng thủy lực
Phương pháp lâu đời nhất vẫn không mất đi sự liên quan cho đến ngày nay. Hai bể chứa nước lớn được đặt chồng lên nhau. Nước ở bể trên, giống như bất kỳ vật nào được nâng lên cao, có thế năng cao hơn nước ở bể dưới.
Khi công suất tiêu thụ của nhà máy điện thấp, lúc đó nước được máy bơm bơm lên hồ chứa phía trên. Vào giờ cao điểm, khi nhà máy buộc phải phát công suất lớn lên lưới, nước từ bể trên sẽ được chuyển hướng thông qua tuabin của máy phát điện hydro, do đó tạo ra sức mạnh tăng lên.
Ở Đức, các dự án loại bình tích áp thủy điện này đang được phát triển để lắp đặt sau này tại các địa điểm của các mỏ than cũ, cũng như dưới đáy đại dương trong các nhà kho hình cầu được tạo ra đặc biệt cho mục đích này.
Lưu trữ năng lượng dưới dạng khí nén
Giống như lò xo bị nén, khí nén được bơm vào xi lanh có khả năng tích trữ năng lượng ở dạng thế năng. Công nghệ này đã được các kỹ sư ấp ủ trong một thời gian dài, nhưng không được triển khai do chi phí cao. Nhưng mức độ tập trung năng lượng rất cao có thể đạt được trong quá trình nén khí đoạn nhiệt với máy nén đặc biệt.
Ý tưởng là thế này: trong quá trình hoạt động bình thường, một máy bơm sẽ bơm không khí vào bể và trong thời gian tải cao nhất, khí nén được giải phóng khỏi bể dưới áp suất và làm quay tuabin của máy phát điện. Có một số hệ thống tương tự trên thế giới, một trong những nhà phát triển lớn nhất trong số đó là công ty Hydrostar của Canada.
Muối nóng chảy làm chất tích nhiệt
Tấm năng lượng mặt trời Nó không phải là công cụ duy nhất để chuyển đổi năng lượng bức xạ của mặt trời.Bức xạ hồng ngoại mặt trời, khi được tập trung đúng cách, có thể làm nóng và làm tan chảy muối và thậm chí cả kim loại.
Đây là cách các tháp năng lượng mặt trời hoạt động, nơi có nhiều tấm phản xạ hướng năng lượng mặt trời đến một bể chứa muối gắn trên đỉnh của một tòa tháp được dựng lên ở trung tâm của nhà ga. Muối nóng chảy sau đó giải phóng nhiệt cho nước, biến thành hơi nước làm quay tuabin của máy phát điện.
Vì vậy, trước khi biến thành điện năng, nhiệt đầu tiên được lưu trữ trong một bộ tích nhiệt dựa trên muối nóng chảy, chẳng hạn như công nghệ này đã được triển khai ở Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất. Georgia Tech đã phát triển một thiết bị thậm chí còn hiệu quả hơn để lưu trữ nhiệt kim loại nóng chảy.
pin hóa học
Pin lithium cho nhà máy điện gió — đây là công nghệ tương tự như pin cho điện thoại thông minh và máy tính xách tay, chỉ có điều sẽ có hàng nghìn "pin" như vậy trong kho lưu trữ cho nhà máy điện. Công nghệ này không mới, nó được sử dụng ở Mỹ ngày nay. Một ví dụ gần đây về nhà máy 4 MWh như vậy là nhà máy do Tesla xây dựng gần đây ở Úc. Trạm có khả năng cung cấp công suất tối đa cho phụ tải là 100 MW.
Rò rỉ bình ắc quy hóa chất
Nếu trong pin thông thường, các điện cực không di chuyển, thì trong pin dòng chảy, chất lỏng tích điện đóng vai trò là điện cực. Hai chất lỏng di chuyển qua một pin nhiên liệu dạng màng, trong đó diễn ra tương tác ion của các điện cực chất lỏng và các điện tích khác dấu được tạo ra trong pin mà không trộn lẫn các chất lỏng. Các điện cực cố định được gắn trong tế bào để cung cấp năng lượng điện được tải như vậy cho tải.
Vì vậy, như một phần của dự án điện nước muối ở Đức, người ta đã lên kế hoạch lắp đặt các bể chứa chất điện giải (vanadi, nước muối, clo hoặc dung dịch kẽm) dưới lòng đất và một pin lưu lượng 700 MWh sẽ được dựng lên trong các hang động địa phương. Mục tiêu chính của dự án là cân bằng việc phân phối năng lượng tái tạo trong suốt cả ngày để tránh mất điện do thiếu gió hoặc thời tiết nhiều mây.
Lưu trữ năng động siêu bánh đà
Nguyên tắc này dựa trên việc chuyển đổi điện đầu tiên — dưới dạng động năng quay của siêu bánh đàvà, nếu cần, trở lại thành năng lượng điện (bánh đà quay máy phát điện).
Ban đầu, bánh đà được tăng tốc bởi một động cơ công suất thấp cho đến khi mức tiêu thụ tải đạt cực đại và khi tải đạt cực đại, năng lượng được lưu trữ bởi bánh đà có thể được cung cấp với công suất lớn hơn nhiều lần. Công nghệ này chưa tìm thấy ứng dụng công nghiệp rộng rãi, nhưng được coi là có triển vọng để sử dụng trong các nguồn năng lượng liên tục mạnh mẽ.