Какви са трите вида съхранение на енергия?

Съхранение на физическа енергия

Съхранението на физическата енергия използва физическите свойства на материята за постигане на съхранение и освобождаване на енергия. Сред тях изпомпеното съхранение е често срещан и широко използван метод. Той преобразува електрическата енергия в гравитационна потенциална енергия и я съхранява, като изпомпва вода от долния резервоар към горния резервоар по време на периода на натоварване с ниска мощност; По време на пиковия период на консумация на енергия водата в горния резервоар се връща в долния резервоар, за да задвижва турбината за генериране на електричество. Този метод има голям капацитет за съхранение на енергия и сравнително зряла технология. Той може да съхранява и доставя голямо количество електроенергия стабилно за дълго време и играе важна роля в регулирането на пиковата електрическа мрежа и регулирането на честотата. Въпреки това, неговото строителство изисква специфични географски условия, като подходящ терен за разлика в котата и достатъчни източници на вода, а периодът на строителство е дълъг и първоначалните разходи за инвестиции са високи.

В допълнение към изпомпваното съхранение, има и сгъстено съхранение на енергия на въздуха. Той използва излишното електричество, за да компресира въздух и да го съхранява в специфични пространства, като подземни камери за съхранение на газ, когато консумацията на електроенергия е ниска; Когато консумацията на електроенергия е висока, въздухът с високо налягане се отделя за задвижване на газови турбини за генериране на електричество. Съхранението на енергията на компресирания въздух също има голяма скала за съхранение на енергия и дълъг живот на системата, но също така е изправена пред проблеми като високи изисквания за пещерите за съхранение на газ и ефективността на преобразуване на енергия, които трябва да бъдат подобрени. В допълнение, Energy Sorge на Flywheel използва високоскоростен въртящ се маховик, за да съхранява кинетична енергия. Скоростта на маховика се увеличава, когато енергията се въвежда, а скоростта намалява, когато енергията се извежда, за да задвижва двигателя за генериране на електричество. Съхранението на Energy на маховика има бърза скорост на зареждане и изхвърляне и кратко време за реакция. Той е подходящ за случаи, които изискват често зареждане и изхвърляне, като непрекъснато системи за захранване (UPS), но времето за съхранение на енергия е сравнително кратко и енергийната плътност е ограничена.

Съхранение на химическа енергия

Химическата енергия за съхранение разчита на химични реакции за съхраняване и освобождаване на енергия. Литиево-йонните батерии са един от най-популярните методи за съхранение на химическа енергия в момента. Процесът на литиеви йони, интеркалиращи и деинтеркализиране между положителните и отрицателните електроди, осъзнава съхранението и освобождаването на електрическата енергия. Литиево-йонните батерии имат предимствата на високата енергийна плътност, ниската скорост на саморазреда и дългия експлоатационен живот. Те се използват широко в електрически превозни средства, преносими електронни устройства и разпределени системи за съхранение на енергия. Въпреки това, високата му цена и неравномерното разпределение и ограниченият характер на литиевите ресурси могат да наложат определени ограничения за мащабни приложения в бъдеще. Съществуват и предизвикателства за безопасността, като например рискът от пожар и експлозия, причинени от термично бягство.

Оловно-кисели батерии са традиционна батерия за съхранение на химическа енергия с дълга история на приложение. Той използва оловен и оловен диоксид като електроди и разтвор на сярна киселина като електролит за съхранение и освобождаване на електрическа енергия чрез химични реакции. Технологията на батерията на олово-киселина е зряла, евтина и силно надеждна. Често се използва в автомобилни стартиращи захранвания, резервни захранвания и някои сценарии за съхранение на енергия, които не изискват висока енергийна плътност. Въпреки това, ниската му енергийна плътност, живота на краткия цикъл и голямото тегло ограничават приложението му в някои нововъзникващи полета до известна степен. В допълнение, се развиват и нови технологии за съхранение на химическа енергия като батерии на натриев сулфур и батерии. Батериите на натриев сулфур имат характеристиките на висока енергийна плътност и висока ефективност, но работната температура е висока, а изискванията за изолация и защита на безопасността на системата са строги; Поточните батерии съхраняват енергия чрез редокс реакцията на йони с различни валентни състояния в електролита. Капацитетът и мощността му могат да бъдат проектирани независимо, а системата е много гъвкава, но текущата цена е висока и технологията все още се подобрява.

Електромагнитно съхранение на енергия

Електромагнитното съхранение на енергия включва главно суперкондензаторно съхранение на енергия и свръхпроводящо съхранение на енергия. Суперкондензаторите използват двуслоен капацитет или псевдокапация на Faraday, образувани между електроди и електролити за съхраняване на заряда, като по този начин реализират съхранението на енергия. Той има предимствата на високата плътност на мощността, изключително бързото зареждане и скоростта на изхвърляне и живота на дългия цикъл. Той може да осигури или абсорбира голямо количество електрическа енергия за миг и има добри перспективи за приложение в системата за възстановяване на енергия на електрически превозни средства и динамична компенсация на електроенергийните системи. Въпреки това, енергийната плътност на суперкондензаторите е сравнително ниска, съхраняваната енергия е ограничена, а цената също е висока, което ограничава приложението му в областта на мащабно и дългосрочно съхранение на енергия.

Свръхпроводящото съхранение на енергия използва характеристиките на нулева устойчивост на свръхпроводящи материали в свръхпроводящо състояние, за да съхранява електрическа енергия под формата на енергия на магнитното поле. Суперпроводящата система за съхранение на енергия има изключително бърза скорост на реакция и може да реализира превключване на зареждане и изхвърляне в рамките на милисекунди, което е от голямо значение за подобряване на стабилността и надеждността на захранващата система. Въпреки това, свръхпроводящата технология за съхранение на енергия понастоящем е изправена пред проблеми като висока цена на свръхпроводящи материали, сложни хладилни системи и висока консумация на енергия, което значително пречи на мащабното му търговско приложение.

Тези три вида съхранение на енергия имат свои предимства и играят незаменима роля в различните сценарии за прилагане на енергия. С непрекъснатото развитие и иновации на технологиите технологията за съхранение на енергия ще продължи да се подобрява, допринасяйки за изграждането на по -чиста, по -ефективна и стабилна енергийна система, насърчавайки процеса на глобална енергийна трансформация и ни дава повече избор и възможности за реагиране на Енергийни предизвикателства.