مصانع البطاريات ، استخدام البطاريات لتخزين الطاقة الكهربائية
من أكثر الطرق فاعلية وواعدة لتخزين الطاقة الكهربائية ، من حيث كثافة تخزينها ، استخدام محطات التخزين القائمة على البطاريات ، والتي تسمح بتخزين الطاقة في شكل كيميائي.
تعتبر محطات الطاقة التي تعمل بالبطاريات مفيدة بشكل خاص عندما يكون من الضروري توفير طاقة ذروة إضافية قصيرة الأجل ، وبالتالي منع انقطاع التيار الكهربائي في حالات الطوارئ للمستهلكين.
وبالتالي ، فإن محطات توليد الطاقة بالبطاريات ، وفقًا لمبدأ تشغيلها ، لها العديد من الميزات المشتركة مع مصادر الطاقة المستمرة التقليدية ، ومع ذلك ، تختلف في الحجم الأكبر للهيكل. يتم تخصيص غرفة منفصلة لإيواء بطاريات المحطة ، على غرار المستودع الكبير أو عدة حاويات.
كما هو الحال في تكنولوجيا الإمداد بالطاقة غير المنقطعة ، هناك ميزة مميزة هنا ، والتي تتمثل في حقيقة أن الطاقة الكهروكيميائية المخزنة في البطاريات يمكن استخدامها حصريًا في شكل تيار مباشر.
ولكن نظرًا لأن الشبكات التقليدية تتطلب الحصول على تيار متناوب ، فمن الضروري إجراء تحويل إضافي للطاقة المخزنة في البطاريات. هذا هو السبب في أن تيار الجهد العالي أكثر ملاءمة لنقل الطاقة عبر مسافة، يتم الحصول عليها باستخدام محولات الثايرستور القوية ، والتي تعد بالضرورة جزءًا من محطات توليد الطاقة.
يتم تحديد نوع البطاريات المستخدمة في تثبيت معين حسب تكلفتها ومتطلبات الأداء (الطاقة المخزنة والطاقة المتاحة) وعمر الخدمة المتوقع. في الثمانينيات ، كان يمكن العثور على بطاريات الرصاص الحمضية فقط في محطات توليد الطاقة. في التسعينيات وأوائل القرن الحادي والعشرين ، ظهرت بطاريات النيكل والكادميوم والصوديوم الكبريت.
اليوم ، بسبب انخفاض أسعار بطاريات الليثيوم أيون (بسبب التطور السريع لصناعة السيارات) ، يتم استخدام الليثيوم أيون بشكل أساسي. ظهرت بالفعل أنظمة البطارية المتدفقة في بعض الأماكن. ومع ذلك ، لا يزال من الممكن العثور على حلول حمض الرصاص في بعض مباني الميزانية.
إن ميزة محطات توليد الطاقة التي تعمل بالبطاريات مقارنة بمحطات الطاقة التي يتم ضخها واضحة. لا توجد أجزاء متحركة باستمرار ، عمليا لا توجد مصادر ضوضاء. تكفي بضع عشرات من المللي ثانية لبدء محطة لتوليد الطاقة بالبطاريات ، وبعد ذلك يمكن أن تعمل على الفور بكامل طاقتها.
تتيح هذه الميزة لمصانع البطاريات أن تتحمل بسهولة الأحمال القصوى التي لا تعتبرها المعدات شيئًا بالغ الأهمية ، لذلك يمكن لمثل هذه المحطة أن تعمل بأقصى طاقتها لساعات.
وغني عن القول ، أن محطات البطاريات تتعامل بسهولة مع مهمة التخميد لتقلبات الجهد التي تسببها أحمال الذروة على الشبكة. بفضلهم ، يمكن حماية المدن والمناطق بأكملها من انقطاع التيار الكهربائي الناتج عن الاختناقات المرورية.
الأمر نفسه ينطبق على تشغيل محطات طاقة البطاريات فيما يتعلق بمصادر الطاقة المتجددة المستقلة ، وهي اليوم صناعة كاملة.
الطاقة المتجددة [إنتاج الطاقة المتجددة (الطاقة المتجددة)] - مجال الاقتصاد والعلوم والتكنولوجيا الذي يشمل إنتاج ونقل وتحويل وتراكم واستهلاك الطاقة الكهربائية والحرارية والميكانيكية التي يتم الحصول عليها باستخدام مصادر الطاقة المتجددة.
أملك البطاريات بأنواعها المختلفة هناك مزايا وعيوب. بعض (الصوديوم-الكبريت) يعمل بشكل جيد في الوضع الثابت ، على سبيل المثال بالاشتراك مع مصادر الطاقة المستقلة ، ولكنها عرضة للتآكل والشيخوخة ، حتى لو لم يتم استخدامها. يعاني البعض الآخر من البلى ببساطة بسبب العدد الكبير لدورات الشحن والتفريغ السريع.
تتطلب بعض البطاريات صيانة دورية (يجب إعادة شحن بطاريات الرصاص الحمضية بالماء) ، وتفريغ الغاز لمنع الانفجار ، وما إلى ذلك.
يمكن أن تعمل المزيد من بطاريات الليثيوم أيون الحديثة المغلقة لفترة طويلة دون صيانة ، ويتم مراقبة حالتها عن طريق الإلكترونيات ، وإذا لزم الأمر ، تشير إلى الحاجة إلى استبدال الخلية.
أحد الأمثلة الحديثة هو أحد أكبر محطات الطاقة في العالم - Hornsdale Power Reserve ، والذي يعمل جنبًا إلى جنب مع محطة Hornsdale Wind Power Plant. قامت Tesla ببنائها في أواخر عام 2017.
في أوائل عام 2018 ، بينما تكبدت جنوب أستراليا خسائر اقتصادية ، جلبت المحطة لأصحابها ما يقرب من مليون دولار لتزويد الشبكة بالكهرباء بسعر 14000 دولار أسترالي لكل ميغاواط / ساعة. المحطة قادرة على توفير 30 ميغاواط بشكل مستمر لمدة 3 ساعات و 70 ميغاواط لمدة 10 دقائق.
100 ميغاواط هي الطاقة التصميمية الإجمالية لمحطة الطاقة. سعة البطارية الكاملة للمحطة ، 129 ميجاوات ، تتكون من عدة ملايين من خلايا Samsung 21700 الليثيوم أيون (3000-5000 مللي أمبير في الساعة).
يحافظ النظام بشكل موثوق على شبكة مستهلكي الكهرباء في حالة مستقرة حتى في الحالات التي تكون فيها سرعة الرياح منخفضة للغاية. في عام 2020 ، تمت زيادة قدرة المحطة إلى 194 ميجاوات ، والقدرة التصميمية 150 ميجاوات.
مثال على التكنولوجيا القديمة هو محطة طاقة البطاريات في تشينو ، كاليفورنيا ، من عام 1988 إلى عام 1997. تضمنت المحطة 8256 بطارية حمض الرصاص الموجودة في قاعتين.
يعمل الهيكل كمفصل تشوه ثابت قوة رد الفعل وحماية المستهلكين من انقطاع التيار الكهربائي أثناء انقطاع التيار الكهربائي. كانت ذروة قوتها 14 ميجاوات بسعة إجمالية للبطارية 40 ميجاوات في الساعة.
أنظر أيضا:
أكثر أنواع أجهزة تخزين الطاقة الصناعية شيوعًا
كيف تعمل أجهزة تخزين الطاقة الحركية وتعمل في صناعة الطاقة؟