Nhà máy tích điện, việc sử dụng pin để lưu trữ năng lượng điện
Một trong những cách hiệu quả và hứa hẹn nhất để lưu trữ năng lượng điện, xét về mật độ lưu trữ, là sử dụng các nhà máy lưu trữ dựa trên pin, cho phép lưu trữ năng lượng ở dạng hóa học.
Các nhà máy điện pin đặc biệt hữu ích khi cần cung cấp năng lượng cực đại ngắn hạn phụ trợ, do đó ngăn ngừa mất điện khẩn cấp cho người tiêu dùng.
Do đó, các nhà máy điện pin, theo nguyên tắc hoạt động của chúng, có nhiều đặc điểm chung với các nguồn năng lượng liên tục thông thường, tuy nhiên, khác nhau ở kích thước lớn hơn của cấu trúc. Một căn phòng riêng biệt được dành để chứa pin của trạm, tương tự như một nhà kho lớn hoặc một số thùng chứa.
Như trong công nghệ cung cấp điện liên tục, có một tính năng đặc trưng ở đây là năng lượng điện hóa được lưu trữ trong pin chỉ có thể được sử dụng dưới dạng dòng điện một chiều.
Nhưng vì các mạng thông thường yêu cầu dòng điện xoay chiều để thu được, nên cần phải thực hiện một quá trình chuyển đổi bổ sung năng lượng được lưu trữ trong pin. Đó là lý do tại sao dòng điện cao áp phù hợp hơn nhiều truyền năng lượng đi xa, thu được bằng cách sử dụng bộ biến tần thyristor mạnh mẽ, là một phần nhất thiết của các nhà máy điện.
Loại pin được sử dụng trong một hệ thống lắp đặt cụ thể được xác định bởi chi phí, yêu cầu về hiệu suất (năng lượng dự trữ, nguồn điện khả dụng) và tuổi thọ dự kiến. Vào những năm 1980, chỉ có thể tìm thấy pin chì-axit trong các nhà máy điện lưu trữ. Vào những năm 1990 và đầu những năm 2000, pin niken-cadmium và natri-lưu huỳnh đã xuất hiện.
Ngày nay, do giá pin lithium-ion giảm (do sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp ô tô), lithium-ion chủ yếu được sử dụng. Hệ thống pin chảy qua đã xuất hiện ở một số nơi. Tuy nhiên, vẫn có thể tìm thấy dung dịch axit chì trong một số tòa nhà bình dân.
Lợi thế của các nhà máy điện pin so với các nhà máy điện bơm là rõ ràng. Không có bộ phận chuyển động liên tục, thực tế không có nguồn tiếng ồn. Vài chục mili giây là đủ để khởi động một nhà máy điện pin, sau đó nó có thể hoạt động hết công suất ngay lập tức.
Ưu điểm này cho phép các nhà máy pin dễ dàng chịu được tải trọng tối đa mà thiết bị thậm chí không coi là thứ gì đó quan trọng, vì vậy một trạm như vậy có thể hoạt động tối đa trong nhiều giờ.
Không cần phải nói, các trạm pin dễ dàng đối phó với nhiệm vụ giảm dao động điện áp do tải cực đại trên mạng gây ra. Nhờ có chúng, các thành phố và toàn bộ khu vực có thể được bảo vệ khỏi tình trạng mất điện do tắc đường.
Điều tương tự cũng áp dụng cho hoạt động của các nhà máy điện pin liên quan đến các nguồn năng lượng tự trị có thể tái tạo, ngày nay nó là cả một ngành công nghiệp.
Năng lượng tái tạo [sản xuất năng lượng tái tạo (năng lượng tái tạo)] — Lĩnh vực kinh tế, khoa học và công nghệ bao gồm việc sản xuất, truyền tải, biến đổi, tích lũy và tiêu thụ năng lượng điện, nhiệt và cơ học thu được bằng cách sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo.
tôi có pin các loại có những ưu điểm và nhược điểm. Một số (natri-lưu huỳnh) hoạt động tốt ở chế độ không đổi, chẳng hạn như kết hợp với các nguồn năng lượng tự trị, nhưng dễ bị ăn mòn và lão hóa, ngay cả khi chúng không được sử dụng. Những người khác bị hao mòn đơn giản do số lượng lớn các chu kỳ phóng điện nhanh chóng.
Một số loại pin yêu cầu bảo trì thường xuyên (pin axit-chì phải được sạc lại bằng nước), thoát khí để tránh nổ, v.v.
Pin lithium-ion kín hiện đại hơn có thể hoạt động trong thời gian dài mà không cần bảo dưỡng, tình trạng của chúng được theo dõi bằng thiết bị điện tử và nếu cần, báo hiệu sự cần thiết phải thay thế pin.
Một ví dụ hiện đại là một trong những nhà máy điện lớn nhất thế giới — Dự trữ năng lượng Hornsdale, hoạt động cùng với Nhà máy điện gió Hornsdale. Tesla đã chế tạo nó vào cuối năm 2017.
Đầu năm 2018, trong khi Nam Úc bị thiệt hại kinh tế, nhà ga đã mang về cho chủ sở hữu gần một triệu đô la để cung cấp điện cho lưới điện với giá 14.000 đô la Úc mỗi megawatt giờ. Nhà máy có khả năng cung cấp liên tục 30 MW trong 3 giờ và 70 MW trong 10 phút.
100 MW là tổng công suất thiết kế của nhà máy điện. Toàn bộ công suất pin của trạm, 129 MWh, bao gồm vài triệu tế bào lithium-ion Samsung 21700 (3000-5000 mAh).
Hệ thống duy trì đáng tin cậy lưới điện của người tiêu dùng điện ở trạng thái ổn định ngay cả trong trường hợp tốc độ gió cực thấp. Năm 2020, công suất nhà máy được nâng lên 194 MWh, công suất thiết kế là 150 MW.
Một ví dụ về công nghệ cũ là nhà máy điện pin ở Chino, California, từ năm 1988 đến năm 1997. Nhà máy bao gồm 8.256 pin chì-axit đặt trong hai sảnh.
Cấu trúc phục vụ như một khớp biến dạng tĩnh công suất phản kháng và bảo vệ người tiêu dùng khỏi bị mất điện trong thời gian mất điện. Công suất cực đại của nó là 14 MW với tổng dung lượng pin là 40 MWh.
Xem thêm:
Các loại thiết bị lưu trữ năng lượng công nghiệp phổ biến nhất
Các thiết bị tích trữ động năng hoạt động và có tác dụng như thế nào đối với ngành điện?