Enerji depolama - Energy storage

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Galler'deki Ffestiniog Pompalı Depolama Planına bağlı Llyn Stwlan barajı . Alttaki elektrik santralinde, birkaç saat boyunca toplam 360 MW elektrik üretebilen dört su türbini vardır; bu, yapay enerji depolama ve dönüştürme örneğidir.

Enerji depolama , enerji talebi ile enerji üretimi arasındaki dengesizlikleri azaltmak için daha sonra kullanılmak üzere bir seferde üretilen enerjinin yakalanmasıdır . Enerji depolayan cihazlara genellikle akü veya batarya denir . Enerji, radyasyon, kimyasal , yerçekimi potansiyeli , elektrik potansiyeli , elektrik, yüksek sıcaklık, gizli ısı ve kinetik dahil olmak üzere birçok biçimde gelir . Enerji depolaması, enerjinin depolanması zor olan formlardan daha rahat veya ekonomik olarak depolanabilir formlara dönüştürülmesini içerir.

Bazı teknolojiler kısa vadeli enerji depolama sağlarken diğerleri çok daha uzun süre dayanabilir. Toplu enerji depolaması şu anda hem geleneksel hem de pompalanan hidroelektrik barajların hakimiyetindedir. Şebeke enerji depolama , bir elektrik şebekesi içinde büyük ölçekte enerji depolamak için kullanılan bir yöntem koleksiyonudur.

Enerji depolamanın yaygın örnekleri, bir cep telefonunu çalıştırmak için elektriğe kolayca dönüştürülebilen kimyasal enerjiyi depolayan şarj edilebilir pil , enerjiyi yerçekimi potansiyeli enerjisi olarak bir rezervuarda depolayan hidroelektrik baraj ve daha ucuza donmuş buz depolayan buz depolama tanklarıdır. En yüksek gündüz soğutma talebini karşılamak için gece enerji. Kömür ve benzin gibi fosil yakıtlar , daha sonra ölen organizmalar tarafından güneş ışığından elde edilen eski enerjiyi depolar, gömülür ve zamanla bu yakıtlara dönüştürülür. Gıda (fosil yakıtlarla aynı işlemle yapılır), kimyasal formda depolanan bir enerji türüdür .

Tarih

20. yüzyılda, elektrik enerjisi büyük ölçüde fosil yakıt yakılarak üretiliyordu. Daha az güç gerektiğinde, daha az yakıt yakılıyordu. Mekanik bir enerji depolama yöntemi olan hidroelektrik , en yaygın olarak benimsenen mekanik enerji depolamadır ve yüzyıllardır kullanılmaktadır. Büyük hidroelektrik barajları , yüz yıldan uzun süredir enerji depolama alanları olmuştur. Hava kirliliği, enerji ithalatı ve küresel ısınma ile ilgili endişeler, güneş ve rüzgar enerjisi gibi yenilenebilir enerjinin büyümesine neden oldu. Rüzgar enerjisi kontrolsüzdür ve ek güce ihtiyaç duyulmayan bir zamanda üretiliyor olabilir. Güneş enerjisi bulut örtüsüne göre değişir ve en iyi ihtimalle yalnızca gündüz saatlerinde kullanılabilirken, talep genellikle gün batımından sonra zirve yapar ( bkz. Ördek eğrisi ). Yenilenebilir enerji endüstrisi genel enerji tüketiminin daha büyük bir bölümünü oluşturmaya başladıkça , bu kesintili kaynaklardan güç depolamaya olan ilgi artmaktadır .

Şebeke dışı elektrik kullanımı 20. yüzyılda niş bir pazardı, ancak 21. yüzyılda genişledi. Taşınabilir cihazlar tüm dünyada kullanılmaktadır. Güneş panelleri artık dünya çapında kırsal ortamlarda yaygındır. Elektriğe erişim artık sadece teknik açıdan değil, ekonomik ve finansal uygulanabilirlik meselesidir. Elektrikli araçlar yavaş yavaş içten motorlu araçların yerini alıyor. Bununla birlikte, yakıt yakmadan uzun mesafeli taşımacılığa güç sağlamak gelişme aşamasındadır.

Yöntemler

Anahat

Aşağıdaki liste, çeşitli enerji depolama türlerini içerir:

Mekanik

Enerji, pompalı depolama yöntemleri kullanılarak veya katı maddeyi daha yüksek yerlere ( yerçekimi pilleri ) taşıyarak daha yüksek bir rakıma pompalanan suda depolanabilir . Diğer ticari mekanik yöntemler, elektrik enerjisini iç enerjiye veya kinetik enerjiye dönüştüren ve ardından elektrik talebi zirve yaptığında tekrar geri dönen hava ve volanların sıkıştırılmasını içerir .

Hidroelektrik

Rezervuarlı hidroelektrik barajlar , talebin yoğun olduğu zamanlarda elektrik sağlamak için çalıştırılabilir. Su, talebin düşük olduğu dönemlerde rezervuarda depolanır ve talebin yüksek olduğu zamanlarda serbest bırakılır. Net etki, pompalı depolamaya benzer, ancak pompalama kaybı yoktur.

Bir hidroelektrik baraj, diğer üretim birimlerinden doğrudan enerji depolamazken, diğer kaynaklardan fazla elektrik geldiği dönemlerde çıktıyı düşürerek eşdeğer davranır. Bu modda barajlar, enerji depolamanın en verimli biçimlerinden biridir, çünkü yalnızca üretiminin zamanlaması değişir. Hidroelektrik türbinlerin birkaç dakikalık bir başlatma süresi vardır.

Pompalanan hidro

Kompleks Sir Adam Beck Yaratma de Niagara Falls, Kanada büyük içerir, pompalı depolama hidroelektrik rezervuarı pik talep dönemlerinde elektrik ilave 174 MW sağlamaktır.

Dünya çapında, pompalı depolamalı hidroelektrik (PSH), mevcut en büyük kapasiteli aktif şebeke enerjisi depolama biçimidir ve Mart 2012 itibarıyla Elektrik Enerjisi Araştırma Enstitüsü (EPRI), PSH'nin toplu depolama kapasitesinin% 99'undan fazlasını oluşturduğunu bildirmektedir. dünya çapında yaklaşık 127.000 MW'ı temsil etmektedir . PSH enerji verimliliği ,% 87'ye varan taleplerle pratikte% 70 ile% 80 arasında değişmektedir.

Düşük elektrik talebinin olduğu zamanlarda, fazla üretim kapasitesi, suyu daha düşük bir kaynaktan daha yüksek bir rezervuara pompalamak için kullanılır. Talep arttığında, su bir türbin aracılığıyla daha düşük bir rezervuara (veya su yoluna veya su kütlesine) geri salınır ve elektrik üretir. Tersinir türbin-jeneratör tertibatları hem pompa hem de türbin görevi görür (genellikle bir Francis türbin tasarımı). Neredeyse tüm tesisler iki su kütlesi arasındaki yükseklik farkını kullanır. Saf pompalı depolama tesisleri suyu rezervuarlar arasında kaydırırken, "geri pompalama" yaklaşımı, pompalı depolama ve doğal akış kullanan geleneksel hidroelektrik santrallerinin bir kombinasyonudur .

Sıkıştırılmış hava

Bir basınçlı hava lokomotif 1928 ve 1961 arasında bir mayın içinde kullandı.

Basınçlı hava enerji depolama (CAES), daha sonraki elektrik üretimi için havayı sıkıştırmak için fazla enerjiyi kullanır. Küçük ölçekli sistemler, maden lokomotiflerinin itici gücü gibi uygulamalarda uzun süredir kullanılmaktadır. Basınçlı hava, tuz kubbesi gibi bir yer altı rezervuarında depolanır .

Basınçlı hava enerji depolama (CAES) tesisleri, üretim dalgalanması ve yük arasındaki boşluğu doldurabilir. CAES depolaması, talebi karşılamak için etkin bir şekilde hazır enerji sağlayarak tüketicilerin enerji ihtiyaçlarını karşılar. Rüzgar ve güneş enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynakları çeşitlilik gösterir. Bu nedenle, çok az güç sağladıkları zamanlarda, enerji talebini karşılamak için diğer enerji türleriyle desteklenmeleri gerekir. Basınçlı hava enerji depolama tesisleri, aşırı enerji üretimi zamanlarında yenilenebilir enerji kaynaklarının fazla enerji çıktısını alabilir. Depolanan bu enerji, daha sonra elektrik talebinin arttığı veya enerji kaynağı kullanılabilirliğinin azaldığı bir zamanda kullanılabilir.

Sıkıştırma ait hava ısı oluşturur; sıkıştırmadan sonra hava daha sıcaktır. Genleşme ısı gerektirir. Fazladan ısı eklenmezse, hava genleşmeden sonra çok daha soğuk olacaktır. Sıkıştırma sırasında oluşan ısı depolanabilir ve genişletme sırasında kullanılabilirse, verimlilik önemli ölçüde artar. Bir CAES sistemi ısıyla üç şekilde başa çıkabilir. Hava depolaması adyabatik , diyabatik veya izotermal olabilir . Diğer bir yaklaşım, araçlara güç sağlamak için basınçlı hava kullanır.

Volan

Tipik bir volanın ana bileşenleri.
Bir Flybrid Kinetik Enerji Geri Kazanım Sistemi volanı . Formula 1 yarış arabalarında kullanılmak üzere üretilmiş olup , frenleme sırasında yakalanan kinetik enerjiyi geri kazanmak ve yeniden kullanmak için kullanılır.

Volan enerji depolama (FES), bir rotorun (bir volan ) çok yüksek bir hıza çıkarılmasıyla çalışır ve enerjiyi dönme enerjisi olarak tutar . Enerji eklendiğinde, volanın dönme hızı artar ve enerji çıkarıldığında, enerjinin korunumu nedeniyle hız düşer .

Çoğu FES sistemi, volanı hızlandırmak ve yavaşlatmak için elektrik kullanır, ancak doğrudan mekanik enerji kullanan cihazlar değerlendirilmektedir.

FES sistemleri, vakum muhafazasında dakikada 20.000'den 50.000 devire (rpm) kadar hızlarda dönen ve manyetik yataklarla askıya alınan , yüksek mukavemetli karbon fiber kompozitlerden yapılmış rotorlara sahiptir . Bu tür volanlar birkaç dakika içinde maksimum hıza ("şarj") ulaşabilir. Volan sistemi, bir kombinasyon elektrik motoruna / jeneratörüne bağlıdır .

FES sistemleri nispeten uzun yaşam sürelerine sahip (az veya hiç bakım on yıllar boyunca sürebilirler, volanlar için işlem tam çevrim ömrünü 10 aşan arasında değişir 5 ila 10 kadar, 7 kullanım, döngü), yüksek spesifik enerji (100-130 W-h / kg veya 360–500 kJ / kg) ve güç yoğunluğu .

Katı kütle yerçekimi

Katı kütlelerin yüksekliğinin değiştirilmesi, bir elektrik motoru / jeneratör tarafından çalıştırılan bir yükseltme sistemi aracılığıyla enerjiyi depolayabilir veya serbest bırakabilir. Çalışmalar, enerjinin 1 saniye kadar kısa bir sürede salınmaya başlayabileceğini ve bu da yöntemi, yük artışlarını dengelemek için elektrik şebekesine yararlı bir tamamlayıcı besleme haline getirdiğini gösteriyor.

Verimlilik, depolanan enerjinin% 85 geri kazanımı kadar yüksek olabilir.

Bu, kütleleri eski dikey maden şaftlarının içine yerleştirerek veya enerjiyi depolamak için ağır ağırlıkların vinçle kaldırıldığı ve onu serbest bırakmak için kontrollü bir inişe izin verilen özel olarak inşa edilmiş kulelere yerleştirilerek sağlanabilir . 2020'de İskoçya'nın Edinburgh şehrinde prototip bir dikey mağaza inşa ediliyor

Potansiyel enerji depolama veya yerçekimi enerjisi depolama, California Bağımsız Sistem Operatörü ile birlikte 2013 yılında aktif geliştirme aşamasındaydı . Elektrikli lokomotiflerle sürülen toprakla doldurulmuş hazneli vagonların alçaktan yükseğe doğru hareketini inceledi .

Önerilen diğer yöntemler şunları içerir: -

  • beton ağırlıkları yukarı ve aşağı hareket ettirmek için raylar ve vinçler kullanmak;
  • Altlarına asılmış katı kütleleri kaldırmak ve indirmek için vinçleri destekleyen yüksek irtifa güneş enerjili balon platformları kullanmak,
  • Deniz yüzeyi ile deniz tabanı arasındaki 4 km'lik (13.000 ft) yükseklik farkından yararlanmak için bir okyanus mavnasıyla desteklenen vinçler kullanmak,
Yakınındaki THEISS gelen birikimi kule ısıtılması Bölge Krems an der Donau içinde Aşağı Avusturya 2 GWs bir termal kapasiteli

Termal

Termal enerji depolama (TES), ısının geçici olarak depolanması veya uzaklaştırılmasıdır.

Duyulur ısı termal

Duyulur ısı depolaması, enerjiyi depolamak için bir malzemedeki hissedilebilir ısıdan yararlanır .

Mevsimsel termal enerji depolama (STES), ısı veya soğuğun atık enerjiden veya doğal kaynaklardan toplandıktan aylar sonra kullanılmasına izin verir. Malzeme, kapalı akiferlerde, kum veya kristalin anakaya gibi jeolojik alt tabakalarda, çakıl ve suyla dolu astarlı çukurlarda veya su dolu madenlerde depolanabilir. Mevsimsel termal enerji depolama (STES) projelerinin genellikle dört ila altı yıl içinde geri ödemeleri olur. Buna bir örnek, Kanada'daki Drake Landing Solar Community'dir ; bunun için yıl boyunca ısının% 97'si garaj çatılarındaki güneş-termal kolektörler tarafından sağlanır ve bunu sağlayan teknoloji bir sondaj termal enerji deposudur (BTES). Danimarka'nın Braedstrup şehrinde, topluluğun güneş enerjisi bölgesel ısıtma sistemi de 65 ° C (149 ° F) sıcaklıkta STES kullanıyor. Dağıtım için sıcaklığı 80 ° C'ye (176 ° F) yükseltmek için yalnızca ulusal şebekede fazla rüzgar gücü olduğunda çalıştırılan bir ısı pompası kullanılır. Fazla rüzgarla üretilen elektrik mevcut olmadığında, gazla çalışan bir kazan kullanılır. Braedstrup'un ısısının yüzde yirmisi güneş enerjisidir.

Gizli ısı termal (LHTES)

Gizli ısı termal enerji depolama sistemleri, ısıyı bir malzemeye veya malzemeden fazını değiştirmek için aktararak çalışır. Bir faz değişimi, eritme, katılaştırma, buharlaştırma veya sıvılaştırmadır. Böyle bir malzemeye faz değişim malzemesi (PCM) denir . LHTES'lerde kullanılan malzemeler genellikle yüksek bir gizli ısıya sahiptir, bu nedenle belirli sıcaklıklarında faz değişimi, hissedilebilir ısıdan çok daha fazla büyük miktarda enerji emer.

Bir buhar akümülatörü , faz değişiminin sıvı ve gaz arasında olduğu ve suyun gizli buharlaşma ısısını kullandığı bir LHTES türüdür . Buz depolama klima sistemleri, suyu buza dondurarak soğuğu depolamak için yoğun olmayan elektrik kullanır. Buzda depolanan soğuk, eritme işlemi sırasında serbest kalır ve yoğun saatlerde soğutma için kullanılabilir.

Kriyojenik termal enerji depolama

Ana makaleye bakın Kriyojenik enerji depolama

Hava, elektrik kullanılarak soğutularak sıvılaştırılabilir ve mevcut teknolojilerle kriyojen olarak depolanabilir. Sıvı hava daha sonra bir türbin yoluyla genişletilebilir ve enerji elektrik olarak geri kazanılabilir. Sistem, 2012 yılında Birleşik Krallık'taki bir pilot tesiste gösterildi. 2019'da Highview, önerilen tesisin beş ila sekiz saat enerji depolayabilmesi için Kuzey İngiltere ve Kuzey Vermont'ta 50 MW'lık bir santral inşa etmeyi planladığını duyurdu. 250-400 MWh depolama kapasitesi.

Carnot aküsü

Carnot bataryası ana makalesine bakın

Elektrik enerjisi rezistif ısıtma veya ısı pompaları ile ısı depolamada depolanabilir ve depolanan ısı Rankine çevrimi veya Brayton çevrimi ile tekrar elektriğe dönüştürülebilir . Bu teknoloji, mevcut kömürlü termik santralleri fosil yakıtsız üretim sistemlerine dönüştürmek için incelenmiştir. Kömürle çalışan kazanların yerini, değişken yenilenebilir enerji kaynaklarından gelen fazla elektrikle yüklenen yüksek sıcaklıkta ısı depolaması alıyor. 2020 yılında Alman Havacılık ve Uzay Merkezi , 1.000 MWh depolama kapasitesine sahip dünyanın ilk büyük ölçekli Carnot pil sistemini inşa etmeye başladı.

Elektrokimyasal

Şarj edilebilir pil

Bir veri merkezinde kesintisiz güç kaynağı olarak kullanılan şarj edilebilir bir pil bankası

Yeniden şarj edilebilir bir pil, bir veya daha fazla elektrokimyasal hücre içerir . Elektrokimyasal reaksiyonları elektriksel olarak tersine çevrilebildiği için 'ikincil hücre' olarak bilinir . Şarj edilebilir piller, düğme hücrelerden megawatt şebeke sistemlerine kadar birçok şekil ve boyutta gelir .

Şarj edilebilir piller, şarj edilemeyen (tek kullanımlık) pillere göre daha düşük toplam kullanım maliyetine ve çevresel etkiye sahiptir. Bazı şarj edilebilir pil türleri, tek kullanımlık malzemelerle aynı form faktörlerinde mevcuttur. Şarj edilebilir piller daha yüksek başlangıç ​​maliyetine sahiptir, ancak çok ucuza yeniden şarj edilebilir ve birçok kez kullanılabilir.

Yaygın olarak kullanılan şarj edilebilir pil kimyaları şunları içerir:

  • Kurşun-asit batarya : Kurşun asit bataryalar, elektrikli depolama ürünleri arasında en büyük pazar payına sahiptir. Tek bir hücre, şarj edildiğinde yaklaşık 2V üretir. Yüklü halde metalik kurşun negatif elektrot ve kurşun sülfat pozitif elektrot seyreltik batırılır sülfürik asit (H 2 SO 4 ) elektrolit . Boşaltma işleminde, elektrolit suya indirgenirken negatif elektrotta kurşun sülfat oluştuğundan elektronlar hücre dışına itilir.
  • Kurşun-asit akü teknolojisi kapsamlı bir şekilde geliştirilmiştir. Bakım, minimum işçilik gerektirir ve maliyeti düşüktür. Pilin mevcut enerji kapasitesi, kısa bir ömür ve düşük enerji yoğunluğu ile sonuçlanan hızlı bir boşalmaya tabidir.
Akış pili

Bir akış pili , hücreyi şarj etmek veya deşarj etmek için iyonların değiştirildiği bir zar üzerinden bir çözelti geçirerek çalışır. Hücre voltajı , Nernst denklemi ile kimyasal olarak belirlenir ve pratik uygulamalarda 1,0 V ila 2,2 V aralığındadır. Depolama kapasitesi, çözeltinin hacmine bağlıdır. Bir akış pili teknik olarak hem bir yakıt hücresine hem de bir elektrokimyasal akümülatör hücresine benzer . Ticari uygulamalar, yedek şebeke gücü gibi uzun yarım döngülü depolama içindir.

Süper kapasitör

Expo 2010 Şangay Çin sırasında hizmet veren, hızlı şarj edilen bir istasyon-otobüs durağında, süper kapasitörlerle çalışan bir elektrik kapasite filosundan biri . Otobüs üzerinde asılı duran şarj rayları görülebilir.

Elektrikli çift katmanlı kapasitörler (EDLC) veya ultra kapasitörler olarak da adlandırılan süper kapasitörler , geleneksel katı dielektriklere sahip olmayan bir elektrokimyasal kapasitör ailesidir . Kapasitans , iki depolama prensibi, çift katmanlı kapasitans ve sahte kapasite ile belirlenir .

Süper kapasitörler, geleneksel kapasitörler ile şarj edilebilir piller arasındaki boşluğu doldurur . Kapasitörler arasında birim hacim veya kütle ( enerji yoğunluğu ) başına en fazla enerjiyi depolarlar . 10.000 farad / 1.2 Volt'a kadar, elektrolitik kapasitörlerin 10.000 katına kadar desteklerler , ancak birim zaman başına ( güç yoğunluğu ) yarısından daha az güç iletir veya kabul ederler .

Süper kapasitörler, pillerin yaklaşık% 10'u kadar spesifik enerji ve enerji yoğunluklarına sahipken, güç yoğunlukları genellikle 10 ila 100 kat daha fazladır. Bu, çok daha kısa şarj / deşarj döngüleri ile sonuçlanır. Ayrıca, pillerden çok daha fazla şarj-deşarj döngüsüne tolerans gösterirler.

Süper kapasitörlerin aşağıdakiler dahil birçok uygulaması vardır:

  • Statik rasgele erişimli bellekte (SRAM) bellek yedeklemesi için düşük besleme akımı
  • Arabalar, otobüsler, trenler, vinçler ve asansörler için güç, frenlemeden enerji geri kazanımı, kısa vadeli enerji depolama ve patlama modu güç dağıtımı dahil

Kimyasal

Gaza güç

Gaza güç , elektriğin hidrojen veya metan gibi gaz halindeki bir yakıta dönüştürülmesidir . Üç ticari yöntemler azaltmak için elektrik kullanan su içine hidrojen ve oksijen vasıtasıyla elektroliz .

İlk yöntemde hidrojen, doğalgaz şebekesine enjekte edilir veya nakliye için kullanılır. İkinci yöntem, Sabatier reaksiyonu veya biyolojik metanasyon gibi bir metanasyon reaksiyonu kullanarak metan üretmek için hidrojeni karbon dioksit ile birleştirerek % 8 ekstra enerji dönüşüm kaybına neden olmaktır. Metan daha sonra doğal gaz şebekesine beslenebilir. Üçüncü yöntem , biyogazın kalitesini yükseltmek için biyogaz yükseltici elektrolizörden gelen hidrojen ile karıştırıldıktan sonra bir odun gazı jeneratörünün veya bir biyogaz tesisinin çıkış gazını kullanır .

Hidrojen

Hidrojen elementi bir tür depolanmış enerji olabilir. Hidrojen, bir hidrojen yakıt hücresi aracılığıyla elektrik üretebilir .

Şebeke talebinin% 20'sinin altındaki penetrasyonlarda, yenilenebilir enerjiler ekonomiyi ciddi şekilde değiştirmez; ancak toplam talebin yaklaşık% 20'sinin ötesinde, harici depolama önemli hale geliyor. Bu kaynaklar iyonik hidrojen yapmak için kullanılırsa, serbestçe genişletilebilirler. Ramea, Newfoundland ve Labrador'un uzak topluluklarında rüzgar türbinleri ve hidrojen jeneratörlerini kullanan 5 yıllık topluluk temelli bir pilot program 2007'de başladı . Benzer bir proje 2004 yılında küçük bir Norveç adası olan Utsira'da başladı .

Hidrojen depolama döngüsünde yer alan enerji kayıpları , suyun elektrolizinden , hidrojenin sıvılaştırılmasından veya sıkıştırılmasından ve elektriğe dönüştürülmesinden kaynaklanır.

Bir kilogram hidrojen üretmek için yaklaşık 50 kWh (180 MJ) güneş enerjisi gereklidir, bu nedenle elektriğin maliyeti çok önemlidir. Amerika Birleşik Devletleri'nde yaygın bir yoğun olmayan yüksek voltajlı hat oranı olan 0,03 ABD Doları / kWh'de, hidrojen elektrik için kilogram başına 1,50 ABD Doları, benzin için 1,50 ABD Doları / galon'a eşittir . Diğer maliyetler arasında elektroliz tesisi , hidrojen kompresörleri veya sıvılaştırma , depolama ve nakliye yer alır .

Hidrojen, alüminyumun doğal olarak oluşan alüminyum oksit bariyerini sıyırıp suya sokarak da alüminyumdan ve sudan üretilebilir . Bu yöntem faydalıdır çünkü geri dönüştürülmüş alüminyum kutular hidrojen üretmek için kullanılabilir, ancak bu seçeneği kullanmak için sistemler ticari olarak geliştirilmemiştir ve elektroliz sistemlerinden çok daha karmaşıktır. Oksit tabakasını soymak için yaygın yöntemler, sodyum hidroksit gibi kostik katalizörleri ve galyum , cıva ve diğer metallerle alaşımları içerir.

Yeraltı hidrojen depolama uygulamadır hidrojen depolama içinde oyuklar , bir tuz dağındaki ve tükenmiş petrol ve gaz. Büyük miktarlarda gaz halindeki hidrojen, Imperial Chemical Industries tarafından uzun yıllar boyunca herhangi bir zorluk olmadan mağaralarda depolanmıştır . Avrupa Hyunder projesi 2013 yılında, yer altı hidrojeni kullanılarak rüzgar ve güneş enerjisinin depolanmasının 85 oyuk gerektireceğini belirtti.

Powerpaste , suyla reaksiyona girdiğinde hidrojeni serbest bırakan magnezyum ve hidrojen bazlı bir sıvı jeldir . Fraunhofer-Gesellschaft'ın Fraunhofer Üretim Teknolojisi ve İleri Malzemeler Enstitüsü ( IFAM ) tarafından icat edildi , patentlendi ve geliştiriliyor . Powerpaste, 350 ° C'de ve atmosfer basıncının beş ila altı katında gerçekleştirilen bir işlemde magnezyum hidrit oluşturmak için magnezyum tozunu hidrojenle birleştirerek yapılır . Daha sonra bitmiş ürünü yapmak için bir ester ve bir metal tuzu eklenir. Fraunhofer, 2021 yılında üretime başlaması planlanan ve yılda 4 ton Powerpaste üretecek bir üretim tesisi kurduklarını belirtiyor. Fraunhofer, buluşlarının ABD ve AB'de patentini aldı . Fraunhofer, Powerpaste'in hidrojen enerjisini benzer boyuttaki bir lityum pilin enerji yoğunluğunun 10 katında depolayabildiğini ve otomotiv durumları için güvenli ve kullanışlı olduğunu iddia ediyor .

Metan

Metan moleküler formülü CH olan en basit hidrokarbon 4 . Metan, hidrojenden daha kolay depolanır ve taşınır. Depolama ve yakma altyapısı (boru hatları, gazometreler , enerji santralleri) olgunlaşmıştır.

Sentetik doğal gaz ( sentez gazı veya SNG), hidrojen ve oksijenle başlayarak çok adımlı bir süreçte oluşturulabilir. Hidrojen daha sonra bir Sabatier işleminde karbondioksit ile reaksiyona sokularak metan ve su üretilir. Metan depolanabilir ve daha sonra elektrik üretiminde kullanılabilir. Ortaya çıkan su geri dönüştürülerek su ihtiyacı azaltılır. Elektroliz aşamasında oksijen, metanın yanması için bitişik bir elektrik santralinde saf oksijen ortamında depolanır ve nitrojen oksitleri ortadan kaldırılır .

Metan yanması karbondioksit (CO 2 ) ve su üretir . Sabatier sürecini hızlandırmak için karbondioksit geri dönüştürülebilir ve daha fazla elektroliz için su geri dönüştürülebilir. Metan üretimi, depolanması ve yakılması reaksiyon ürünlerini geri dönüştürür.

CO 2 , karbon tutma ve depolamadaki gibi bir maliyet değil, bir enerji depolama vektörünün bir bileşeni olarak ekonomik değere sahiptir .

Sıvıya güç

Sıvıya güç, hidrojenin metanol veya amonyak gibi sıvılara dönüştürülmesi dışında gaza benzerdir . Bunların kullanımı gazlardan daha kolaydır ve hidrojenden daha az güvenlik önlemi gerektirir. Uçak dahil ulaşım için kullanılabileceği gibi endüstriyel amaçlarla veya enerji sektöründe de kullanılabilirler.

Biyoyakıtlar

Biyodizel , bitkisel yağ , alkol yakıtları veya biyokütle gibi çeşitli biyoyakıtlar fosil yakıtların yerini alabilir . Çeşitli kimyasal işlemler, kömür, doğal gaz, bitki ve hayvan biyokütlesi ve organik atıklardaki karbon ve hidrojeni, mevcut hidrokarbon yakıtlarının yerine geçmeye uygun kısa hidrokarbonlara dönüştürebilir. Örnekler Fischer – Tropsch dizel, metanol , dimetil eter ve sentez gazıdır . Bu dizel kaynağı, ham petrole erişimin sınırlı olduğu Almanya'daki II.Dünya Savaşı'nda yoğun bir şekilde kullanıldı . Güney Afrika, benzer nedenlerle ülkenin dizelinin çoğunu kömürden üretiyor. 35 ABD $ / varil üzerindeki uzun vadeli petrol fiyatı, bu kadar büyük ölçekli sentetik sıvı yakıtları ekonomik hale getirebilir.

Alüminyum

Alüminyum , bir dizi araştırmacı tarafından bir enerji deposu olarak önerilmiştir. Bu elektrokimyasal eşdeğer (8.04 Ah / cm3) (2.06 Ah / cm3) lityumun göre yaklaşık dört kat daha büyüktür. Hidrojen üretmek için su ile reaksiyona sokularak alüminyumdan enerji elde edilebilir . Bununla birlikte, önce toz haline getirme, kostik maddelerle kimyasal reaksiyonlar veya alaşımlar gerektiren bir işlem olan doğal oksit tabakasından sıyrılmalıdır . Hidrojen oluşturmak için reaksiyonun yan ürünü , Hall – Héroult prosesi ile alüminyuma geri dönüştürülebilen ve reaksiyonu teorik olarak yenilenebilir hale getiren alüminyum oksittir . Hall-Heroult Süreci güneş veya rüzgar enerjisi kullanılarak çalıştırılırsa, üretilen enerjiyi doğrudan güneş elektrolizinden daha yüksek verimlilikte depolamak için alüminyum kullanılabilir.

Bor, silikon ve çinko

Bor , silikon ve çinko , enerji depolama çözümleri olarak önerilmiştir.

Diğer kimyasal

Organik bileşik norbornadien  , ışığa maruz kaldığında kuadrisiklana dönüşür ve güneş enerjisini kimyasal bağların enerjisi olarak depolar. İsveç'te moleküler güneş termal sistemi olarak çalışan bir sistem geliştirilmiştir.

Elektrik yöntemleri

Kondansatör

Bu mylar film, yağla doldurulmuş kapasitör, bir boya lazeri çalıştırmak için gereken yüksek güç (70 megawatt) ve çok yüksek hızlı (1.2 mikrosaniye) deşarj sağlamak için çok düşük endüktansa ve düşük dirence sahiptir .

Bir kapasitör (başlangıçta 'kondansatör' olarak bilinir), enerjiyi elektrostatik olarak depolamak için kullanılan pasif iki terminalli bir elektrik bileşenidir . Pratik kapasitörler çok çeşitlidir, ancak tümü bir dielektrik (yani yalıtkan ) ile ayrılmış en az iki elektrik iletkeni (plaka ) içerir. Bir kapasitör, şarj devresiyle bağlantısı kesildiğinde elektrik enerjisini depolayabilir, böylece geçici bir pil gibi veya diğer şarj edilebilir enerji depolama sistemi türleri gibi kullanılabilir . Kapasitörler, piller değişirken güç kaynağını korumak için elektronik cihazlarda yaygın olarak kullanılır. (Bu, geçici bellekteki bilgi kaybını önler.) Geleneksel kapasitörler kilogram başına 360 joule'den daha az sağlarken, geleneksel bir alkalin pilin yoğunluğu 590 kJ / kg'dır.

Kondansatörler saklamak enerjiyi bir in elektrostatik alanda kendi plakalar arasında. İletkenler arasındaki potansiyel bir fark göz önüne alındığında (örneğin, bir bataryaya bir kapasitör takıldığında), dielektrik boyunca bir elektrik alanı gelişerek pozitif yükün (+ Q) bir plakada toplanmasına ve negatif yükün (-Q) toplanmasına neden olur. diğer tabak. Kapasitöre yeterli bir süre boyunca pil takılırsa, kapasitörden akım geçemez. Bununla birlikte, kapasitörün uçları boyunca hızlanan veya alternatif bir voltaj uygulanırsa, bir yer değiştirme akımı akabilir. Kapasitör plakalarının yanı sıra, yük ayrıca bir dielektrik katmanda depolanabilir.

Kapasitans, iletkenler arasında daha dar bir ayrım verildiğinde ve iletkenler daha geniş bir yüzey alanına sahip olduğunda daha büyüktür. Uygulamada, plakalar arasındaki dielektrik, az miktarda kaçak akım yayar ve kırılma gerilimi olarak bilinen bir elektrik alan gücü sınırına sahiptir . Bununla birlikte, bir yüksek voltaj arızasından sonra bir dielektriğin geri kazanılmasının etkisi, yeni nesil kendi kendini onaran kapasitörler için umut vaat ediyor. İletkenler ve kablolar , istenmeyen endüktans ve direnç ortaya çıkarır .

Araştırma, dijital kuantum piller için nano ölçekli kapasitörlerin kuantum etkilerini değerlendiriyor .

Süper iletken manyetikler

Süperiletken manyetik enerji depolama (SMES) sistemleri, enerjiyi süper iletken kritik sıcaklığının altındaki bir sıcaklığa soğutulmuş bir süper iletken bobindeki doğru akımın oluşturduğu manyetik bir alanda depolar . Tipik bir KOBİ sistemi, bir süper iletken bobin , güç koşullandırma sistemi ve buzdolabı içerir. Süper iletken bobin şarj edildikten sonra akım azalmaz ve manyetik enerji süresiz olarak depolanabilir.

Depolanan enerji, bobini deşarj ederek şebekeye bırakılabilir. İlişkili invertör / doğrultucu, her yönde yaklaşık% 2-3 oranında enerji kaybına neden olur. KOBİ'ler , enerji depolama sürecinde diğer enerji depolama yöntemlerine kıyasla en az elektrik kaybına uğrar . KOBİ sistemleri,% 95'in üzerinde gidiş-dönüş verimliliği sunar.

Soğutmanın enerji gereksinimleri ve süper iletken telin maliyeti nedeniyle , SMES, güç kalitesinin iyileştirilmesi gibi kısa süreli depolama için kullanılmaktadır . Şebeke dengelemede de uygulamaları vardır.

Başvurular

Değirmenler

Sanayi devriminden önceki klasik uygulama, tahıl işlemek veya makinelere güç sağlamak için su değirmenlerini sürmek için su yollarının kontrol edilmesiydi. Gerektiğinde suyu (ve içerdiği potansiyel enerjiyi ) depolamak ve serbest bırakmak için karmaşık rezervuar ve baraj sistemleri inşa edildi .

Evler

Dağıtılmış yenilenebilir enerji üretiminin (özellikle fotovoltaiklerin) artan önemi ve binalardaki enerji tüketiminin önemli payı göz önüne alındığında, evde enerji depolamanın giderek daha yaygın hale gelmesi bekleniyor. Fotovoltaik ile donatılmış bir evde% 40'lık kendi kendine yeterliliği aşmak için enerji depolamaya ihtiyaç vardır. Birden fazla üretici, genellikle evde güneş veya rüzgar üretiminden gelen fazla enerjiyi tutmak için, enerji depolamak için şarj edilebilir pil sistemleri üretir. Günümüzde evde enerji depolaması için Li-ion piller, benzer maliyetleri ancak çok daha iyi performansları nedeniyle kurşun asitli pillere tercih edilmektedir.

Tesla Motors , Tesla Powerwall'un iki modelini üretir . Biri yedekleme uygulamaları için haftalık 10 kWh'lik bir çevrim sürümü, diğeri ise günlük çevrim uygulamaları için 7 kWh'lik bir versiyondur. 2016 yılında, Tesla Powerpack 2'nin sınırlı bir sürümü, elektrik fiyatları 30 sent / kWh'den yüksek olmadığı sürece , 12,5 sent / kWh (ABD ortalama şebeke fiyatı) değerinde elektrik depolamak için 398 ABD Doları (ABD) / kWh'ye mal oldu .

RoseWater Energy, "Enerji ve Depolama Sistemi" nin iki modeli olan HUB 120 ve SB20'yi üretir. Her iki sürüm de 28,8 kWh çıkış sağlayarak daha büyük evleri veya hafif ticari binaları çalıştırmasını ve özel kurulumları korumasını sağlar. Sistem, temiz bir 60 Hz Sinüs dalgası, sıfır aktarım süresi, endüstriyel düzeyde aşırı gerilim koruması, yenilenebilir enerji şebekesi geri satışı (isteğe bağlı) ve pil yedekleme dahil olmak üzere tek bir sistemde beş temel öğe sağlar.

Enphase Energy , ev kullanıcılarının elektriği depolamasına, izlemesine ve yönetmesine olanak tanıyan entegre bir sistemi duyurdu. Sistem 1,2 kWh enerji ve 275W / 500W güç çıkışı depolar.

Rüzgar veya güneş enerjisini termal enerji depolamasını kullanarak depolamak , daha az esnek olsa da, pillerden çok daha ucuzdur. 52 galonluk basit bir elektrikli su ısıtıcısı, sıcak su veya alan ısıtmayı desteklemek için kabaca 12 kWh enerji depolayabilir.

Net ölçümün mevcut olduğu alanlarda tamamen finansal amaçlar için , evde üretilen elektrik, depolama için pil kullanılmadan bir şebeke bağlantılı evirici aracılığıyla şebekeye satılabilir .

Şebeke elektrik ve güç istasyonları

Yenilenebilir enerji

Güneş battıktan sonra elektrik üretilebilmesi için verimli termal enerji depolaması sağlayan Tuz Tankları yapımı ve talebi karşılayacak şekilde çıktı programlanabilmektedir. 280 MW Solana Üretim İstasyonu , altı saatlik depolama sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Bu, tesisin bir yıl boyunca nominal kapasitesinin yaklaşık% 38'ini üretmesini sağlar.
150 MW Andasol güneş enerjisi istasyonu içinde İspanya'da bir olan parabolik oluk güneş termik santral ki enerji depolar erimiş tuz tankları güneşin olmadığı zaman üreten elektrik devam edebilmesi için.

Yenilenebilir enerjinin en büyük kaynağı ve en büyük deposu hidroelektrik barajlar tarafından sağlanmaktadır. Bir barajın arkasındaki büyük bir rezervuar, kuru ve yağışlı mevsimler arasında bir nehrin yıllık akışını ortalamaya yetecek kadar su depolayabilir. Çok büyük bir rezervuar, kuru ve ıslak yıllar arasında bir nehrin akışını ortalamak için yeterli su depolayabilir. Bir hidroelektrik barajı, kesintili kaynaklardan doğrudan enerji depolamazken, güneş veya rüzgar tarafından enerji üretildiğinde çıkışını düşürerek ve suyunu koruyarak şebekeyi dengeler. Rüzgar veya güneş enerjisi üretimi bölgenin hidroelektrik kapasitesini aşarsa, o zaman bir miktar ek enerji kaynağına ihtiyaç vardır.

Birçok yenilenebilir enerji kaynağı (özellikle güneş ve rüzgar) değişken enerji üretir . Depolama sistemleri, bunun neden olduğu arz ve talep arasındaki dengesizlikleri giderebilir. Elektrik üretilirken kullanılmalı veya hemen depolanabilir formlara dönüştürülmelidir.

Elektrik şebekesi depolamanın ana yöntemi, pompalı depolamalı hidroelektriktir . Norveç, Galler, Japonya ve ABD gibi dünyanın bölgeleri , elektrikle çalışan pompaları doldurmak için rezervuarlar için yükseltilmiş coğrafi özellikler kullandı. Su, ihtiyaç duyulduğunda jeneratörlerden geçerek düşen suyun yerçekimi potansiyelini elektriğe dönüştürür. Neredeyse tüm elektriğini hidroelektrikten alan Norveç'teki pompalı depolama şu anda 1,4 GW kapasiteye sahip, ancak toplam kurulu kapasite yaklaşık 32 GW ve bunun% 75'i düzenlenebilir olduğundan, önemli ölçüde genişletilebilir.

Üretmek elektrik hazneli pompalı içermesi depolama bazı formları hidroelektrik barajlar , yeniden şarj edilebilir pil , ısı depolama dahil olmak üzere bir erimiş tuz verimli depolamak ve ısı enerjisi çok büyük miktarlarda serbest bırakır, ve sıkıştırılmış hava, enerji depolama , volanlar , kriyojenik sistemler ve manyetik bobinleri süperiletken .

Fazla güç, doğalgaz şebekesinde stoklama ile metana ( sabatier işlemi ) dönüştürülebilir .

2011 yılında, Bonneville Güç İdaresi yılında Northwestern ABD geceleri veya yüksek rüzgarlar eşliğinde fırtınalı dönemlerinde üretilen aşırı rüzgar ve hidro güç emmek için deneysel bir program oluşturdu. Ev aletleri, merkezi kontrol altında özel alan ısıtıcılarında seramik tuğlaları yüzlerce derece ısıtarak ve modifiye sıcak su ısıtıcı tanklarının sıcaklığını artırarak fazla enerjiyi emer . Cihazlar şarj edildikten sonra gerektiğinde evde ısıtma ve sıcak su sağlar. Deneysel sistem, tüm geleneksel güç kaynaklarının kapatıldığı ölçüde yenilenebilir enerjiyi aşırı üreten şiddetli bir 2010 fırtınasının bir sonucu olarak veya bir nükleer enerji santrali durumunda, mümkün olan en düşük işletim seviyesine düşerek büyük bir miktar bırakarak oluşturuldu. alan neredeyse tamamen yenilenebilir enerji ile çalışıyor.

Amerika Birleşik Devletleri'ndeki eski Solar Two projesinde ve İspanya'daki Solar Tres Power Tower'da kullanılan bir başka gelişmiş yöntem , güneşten yakalanan termal enerjiyi depolamak ve ardından onu dönüştürmek ve elektrik gücü olarak göndermek için erimiş tuz kullanıyor . Sistem, erimiş tuzu güneş tarafından ısıtılacak bir kuleden veya diğer özel kanallardan pompalar. Yalıtımlı tanklar çözümü depolar. Elektrik, türbinlere beslenen suyun buhara dönüştürülmesiyle üretilir .

21. yüzyılın başlarından beri piller, şebeke ölçeğinde yük dengeleme ve frekans düzenleme yeteneklerine uygulanmaktadır.

İçinde araçtan ızgara gerektiğinde depolama, enerji şebekesine takılı olan elektrikli araçlar ızgara içine pil elektrik enerjisi depolanmış sağlayabilir.

Klima

İklimlendirme için termal enerji depolama (TES) kullanılabilir . En yaygın olarak tek büyük binaları ve / veya daha küçük bina gruplarını soğutmak için kullanılır. Ticari iklimlendirme sistemleri, en yüksek elektrik yüklerine en büyük katkıda bulunanlardır. 2009 yılında 35'ten fazla ülkede 3.300'den fazla binada termal depolama kullanılmıştır. Geceleri malzemeyi soğutarak ve daha sıcak gündüz saatlerinde soğutmak için soğutulmuş malzemeyi kullanarak çalışır.

En popüler teknik, sudan daha az yer gerektiren ve yakıt hücreleri veya volanlardan daha ucuz olan buz depolamadır . Bu uygulamada, bir buz yığını oluşturmak için geceleri standart bir soğutucu çalışır. Su, normalde soğutucunun gündüz çıkışı olacak olan suyu soğutmak için gün boyunca yığın içinde dolaşır.

Kısmi bir depolama sistemi, chiller'leri günde yaklaşık 24 saat çalıştırarak sermaye yatırımını en aza indirir. Geceleri depolama için buz üretirler ve gün boyunca suyu soğuturlar. Eriyen buz boyunca dolaşan su, soğutulmuş su üretimini artırır. Böyle bir sistem günde 16 ila 18 saat buz yapar ve günde altı saat buz eritir. Soğutucular geleneksel, depolamasız bir tasarım için gereken boyutun sadece% 40 -% 50'si olabileceği için sermaye harcamaları azalır. Yarım günlük mevcut ısıyı depolamaya yetecek kadar depolama genellikle yeterlidir.

Tam bir depolama sistemi, yoğun yük saatlerinde chiller'ları kapatır. Böyle bir sistem daha büyük soğutucular ve daha büyük bir buz depolama sistemi gerektirdiğinden, sermaye maliyetleri daha yüksektir.

Bu buz, elektrik kullanım oranları daha düşük olduğunda üretilir. Yoğun olmayan soğutma sistemleri enerji maliyetlerini düşürebilir. ABD Yeşil Bina Konseyi , çevresel etkileri azaltılmış binaların tasarımını teşvik etmek için Enerji ve Çevre Tasarımında Liderlik (LEED) programını geliştirdi. Yoğun olmayan soğutma, LEED Sertifikasyonuna yardımcı olabilir.

Isıtma için termal depolama, soğutmaya göre daha az yaygındır. Termal depolamaya bir örnek, geceleri ısıtmak için kullanılacak güneş ısısını depolamaktır.

Gizli ısı, teknik faz değişim malzemelerinde (PCM'ler) de depolanabilir . Bunlar, oda sıcaklıklarını ılımlı hale getirmek için duvar ve tavan panellerinde kapsüllenebilir.

Ulaşım

Sıvı hidrokarbon yakıtlar , ulaşımda kullanım için en yaygın kullanılan enerji depolama biçimleridir ve bunu, Pilli Elektrikli Araçlar ve Hibrit Elektrikli Araçların artan kullanımı izlemektedir . Sera gazı üretimini önlemek için hidrojen gibi diğer enerji taşıyıcıları kullanılabilir.

Tramvaylar ve troleybüsler gibi toplu taşıma sistemleri elektrik gerektirir, ancak hareketlerindeki değişkenlikler nedeniyle, yenilenebilir enerji yoluyla sürekli bir elektrik temini zordur. Binaların çatılarına kurulan fotovoltaik sistemler, elektrik talebinin arttığı ve diğer enerji türlerine erişimin hemen sağlanamadığı dönemlerde toplu taşıma sistemlerine güç sağlamak için kullanılabilir. Ulaşım sistemindeki yaklaşan geçişler, elektrik güç kaynağının ilginç bir alternatif olarak araştırıldığı feribotları ve uçakları da içerir.

Elektronik

Kondansatörler, alternatif akımın geçmesine izin verirken doğru akımı bloke etmek için elektronik devrelerde yaygın olarak kullanılır . Gelen analog filtre ağlar, onlar çıktısını pürüzsüz güç kaynakları . Gelen rezonans devreleri kişilermişiz ayar radyolar özellikle etmek frekanslarda . Gelen elektrik güç aktarım sistemleri onlar gerilim ve güç akışını stabilize.

Kullanım durumları

Enerji Uluslararası Enerji Depolama Veritabanı Amerika Birleşik Devletleri Bölümü (IESDB) tarafından finanse edilen enerji depolama projeleri ve politikaları ücretsiz erişimli veritabanı Enerji Birleşik Devletleri Bölümü Elektrik ve Ofisi Sandia Ulusal Labs .

Kapasite

Depolama kapasitesi , bir enerji depolama cihazından veya sisteminden çıkarılan enerji miktarıdır; genellikle joule veya kilovat-saat ve bunların katları olarak ölçülür, santral isim plakası kapasitesinde elektrik üretim saati sayısı olarak verilebilir ; depolama birincil türdeyse (yani, termal veya pompalanmış su), çıktı yalnızca enerji santralinin gömülü depolama sistemi ile sağlanır.

Ekonomi

Enerji depolamanın ekonomisi kesinlikle talep edilen yedek hizmete bağlıdır ve birçok belirsizlik faktörü enerji depolamanın karlılığını etkiler. Bu nedenle, her depolama yöntemi teknik ve ekonomik olarak birkaç MWh'nin depolanması için uygun değildir ve enerji depolamanın optimum boyutu pazara ve konuma bağlıdır.

Dahası, ESS çeşitli risklerden etkilenir, örneğin:

1) Spesifik teknolojiyle ilgili tekno-ekonomik riskler;

2) Elektrik tedarik sistemini etkileyen faktörler olan piyasa riskleri;

3) Düzenleme ve politika riskleri.

Bu nedenle, yatırım değerlendirmesi için deterministik İndirgenmiş Nakit Akışına (DCF) dayalı geleneksel teknikler, bu riskleri ve belirsizlikleri ve yatırımcının bunlarla başa çıkma esnekliğini değerlendirmek için tam olarak yeterli değildir. Bu nedenle literatür, belirsiz bağlamlarda değerli bir yöntem olan Gerçek Opsiyon Analizi (ROA) ile risklerin ve belirsizliklerin değerinin değerlendirilmesini önermektedir.

Büyük ölçekli uygulamaların (pompalı hidro depolama ve basınçlı hava dahil) ekonomik değerlemesi, aşağıdakileri içeren faydaları dikkate alır: kısıntıdan kaçınma, şebeke tıkanıklığından kaçınma, fiyat arbitrajı ve karbonsuz enerji dağıtımı. Carnegie Mellon Elektrik Endüstrisi Merkezi tarafından yapılan bir teknik değerlendirmede , sermaye maliyeti kilovat-saat başına 30 ila 50 dolar arasındaysa, ekonomik hedefler piller kullanılarak karşılanabilirdi.

Depolamanın bir enerji verimliliği ölçüsü, bir teknoloji tarafından depolanabilen enerji miktarının o teknolojiyi inşa etmek için gereken enerji miktarına bölümü olan yatırılan enerjiye (ESOI) enerji depolamadır. ESOI ne kadar yüksekse, depolama teknolojisi enerjik olarak o kadar iyidir. Lityum iyon piller için bu yaklaşık 10'dur ve kurşun asitli piller için yaklaşık 2'dir. Pompalı hidroelektrik depolama gibi diğer depolama biçimleri genellikle 210 gibi daha yüksek ESOI'ye sahiptir.

Araştırma

Almanya

Alman Enerji Depolama Birliği'nin bir temsilcisine göre, 2013 yılında, Alman Federal hükümeti araştırma için 200 milyon Euro (yaklaşık 270 milyon ABD Doları) ve konut tipi çatı üstü güneş panellerinde pil depolamayı sübvanse etmek için 50 milyon Euro ayırdı.

Siemens AG , 2015 yılında Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoff'ta (ZSW, Baden-Württemberg Eyaletindeki Alman Güneş Enerjisi ve Hidrojen Araştırma Merkezi) açılacak bir üretim-araştırma tesisi , Stuttgart, Ulm ve Widderstall, yaklaşık 350 bilim insanı, araştırmacı, mühendis ve teknisyenden oluşuyor. Tesis, bilgisayarlı bir Denetleyici Kontrol ve Veri Toplama (SCADA) sistemi kullanarak yeni üretime yakın üretim malzemeleri ve süreçleri (NPMM & P) geliştiriyor . Daha yüksek kalite ve daha düşük maliyetle şarj edilebilir pil üretiminin yaygınlaşmasını sağlamayı amaçlamaktadır .

Amerika Birleşik Devletleri

2014 yılında enerji depolama teknolojilerini değerlendirmek için araştırma ve test merkezleri açıldı. Aralarında İleri Sistemleri Test Laboratuvarı idi Madison Wisconsin Üniversitesi içinde Wisconsin State pil üreticisi ile ortaklık, Johnson Controls . Laboratuvar, üniversitenin yeni açılan Wisconsin Enerji Enstitüsü'nün bir parçası olarak oluşturuldu . Amaçları arasında, şebeke takviyesi olarak kullanımları da dahil olmak üzere son teknoloji ve yeni nesil elektrikli araç akülerinin değerlendirilmesi yer alıyor .

New York Eyalet açıkladı onun New York Pil ve Enerji Depolama Teknolojisi (NY-İYİ) Test ve Ticarileştirme Merkezi Eastman Business Park içinde Rochester, New York onun neredeyse 1.700 m için 23 milyon $ bir maliyetle, 2 laboratuarda. Merkez , New York , Ithaca Cornell Üniversitesi ve Troy, New York'taki Rensselaer Polytechnic Enstitüsü arasındaki bir işbirliği olan Geleceğin Enerji Sistemleri Merkezi'ni içermektedir . NY-BEST, ticari kullanıma yönelik çeşitli enerji depolama biçimlerini test eder, doğrular ve bağımsız olarak onaylar.

27 Eylül 2017'de, Minnesota Senatörleri Al Franken ve New Mexico'dan Martin Heinrich , Amerika Birleşik Devletleri'nde enerji depolamayı teşvik etmek için 1 milyar dolardan fazla araştırma, teknik yardım ve hibe ayıracak olan Gelişmiş Şebeke Depolama Yasasını (AGSA) tanıttı.

Birleşik Krallık

Birleşik Krallık'ta, enerji depolama teknolojisi araştırma ve geliştirme koordinasyonuna yardımcı olmak amacıyla SUPERGEN Enerji Depolama Merkezini oluşturmak için Mayıs 2014'te yaklaşık 14 endüstri ve devlet kurumu yedi İngiliz üniversitesiyle ittifak kurdu.

Ayrıca bakınız

Referanslar

daha fazla okuma

Dergiler ve makaleler

  • Chen, Haisheng; Thang Ngoc Cong; Wei Yang; Chunqing Tan; Yongliang Li; Yulong Ding. Elektrik enerjisi depolama sistemindeki ilerleme: Eleştirel bir inceleme , Progress in Natural Science , 2 Temmuz 2008'de kabul edildi, Cilt. 19, 2009, s. 291–312, doi: 10.1016 / j.pnsc.2008.07.014. Kaynaklı Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı ve Çin Bilimler Akademisi . Elsevier ve Science in China Press tarafından yayınlandı. Özet: Sabit uygulamalar için elektrik enerjisi depolama teknolojilerinin bir incelemesi. 13 Mayıs 2014 tarihinde ac.els-cdn.com adresinden erişildi. (PDF)
  • Çorum, Lyn. Yeni Çekirdek Teknolojisi: Enerji depolama, akıllı şebeke evriminin bir parçasıdır , The Journal of Energy Efficiency and Reliability , 31 Aralık 2009. Tartışıyor: Anaheim Kamu Hizmetleri Departmanı, lityum iyon enerji depolama, iCel Sistemleri, Beacon Power, Elektrik Enerjisi Araştırma Enstitüsü (EPRI), ICEL, Kendi Kendine Üretme Teşvik Programı, ICE Enerjisi, vanadyum redoks akışı, lityum İyon, rejeneratif yakıt hücresi, ZBB, VRB, kurşun asit, CAES ve Termal Enerji Depolama. (PDF)
  • de Oliveira e Silva, G .; Hendrick, P. (2016). "Evlerde elektriğin kendi kendine yeterliliğini artırmak için fotovoltaiklerle birleştirilmiş kurşun-asit piller". Uygulamalı Enerji . 178 : 856–867. doi : 10.1016 / j.apenergy.2016.06.003 .
  • Whittingham, M. Stanley. Enerji Depolama Tarihi, Evrim ve Gelecek Durum , IEEE Tutanakları , Şubat 20, 2012, yayına 16 Nisan 2012 tarihini kabul yazması; mevcut versiyonun tarihi 10 Mayıs 2012, Proceedings of the IEEE , Cilt. 100, 13 Mayıs 2012, 0018–9219, s. 1518–1534, doi: 10.1109 / JPROC.2012.219017. 13 Mayıs 2014 ieeexplore.ieee.org adresinden alındı. Özet: Yeni pil teknolojileri dahil olmak üzere enerji depolamanın önemli yönleri ve depolama sistemlerinin elektronik cihazlar, ulaşım ve elektrik şebekesi gibi temel uygulama alanlarında önemi hakkında bir tartışma. (PDF)

Kitabın

Dış bağlantılar