هل سمعت يومًا عن شيء مذهل إلى هذا الحد، من حيث الطاقة التي تجمع القوة باستخدام الهواء المضغوط لمنع استهلاك الطاقة. تخزين الطاقة بالهواء المضغوط (CAES) ليس فقط يؤدي إلى نتائج رائعة، ولكن محتواه أيضًا مميز بنفس القدر. ببساطة، يقوم CAES بتخزين أي طاقة زائدة تولدها الرياح أو الشمس على شكل هواء مضغوط لاستخدامها في وقت لاحق. لكن ماذا يفعل بالضبط؟ في الواقع، يمكن أن يتم ضغط عبارات مثل "طاقة الرياح أو الشمسية الزائدة" - ميكانيكيًا - إلى الشيء الذي يخلق ويُدمّر العمل (مضغوط الهواء) - عبر الضغط بشدة داخل الكهوف أو التجهيزات تحت السطحية. ثم يتم إطلاق هذا الهواء المضغوط عند الحاجة لإنتاج الكهرباء من خلال تشغيل توربين.
هذا هو المقال الأول في سلسلة من خمسة مقالات حول تخزين الطاقة باستخدام CAES - يكشف عن مزاياه وعيوبه.
التكامل مع تخزين الطاقة باستخدام تقنية CAES مفيد جدًا في سياق زيادة استخدام مصادر الطاقة المتجددة. يمكن أن تكون طاقة الرياح والطاقة الشمسية غير منتظمة، لذلك تعتبر CAES وسيلة لتخزين الطاقة المتجددة. في بريطانيا، يوجد بشكل خاص الكثير من طاقة الرياح ذات انبعاثات كربون منخفضة، بالإضافة إلى إمكانيات تخزين وفيرة يتم إطلاقها من خلال تقنية CAES خلال الفترات التي لا تحتاج فيها الشبكة إلى الكهرباء - عادةً في الليل أو صباحًا، ثم تُستخدم بناءً على التعليمات الرسمية لنظام NGET. عن طريق حل مشكلة التوريد غير المنتظم، تجعل CAES من السهل التعامل مع ملفات الطاقة المتقلبة.
ومع ذلك، يستحق الذكر أن نظام CAES يحتوي على بعض العيوب. بالطبع، التخزين هو جزء كبير من المشكلة المتعلقة بتخزين طاقة الهواء في شكل مضغوط. حاليًا، يمكن للتكنولوجيا تخزين جزء صغير فقط من الطاقة، لذلك بينما تظهر نتائج واعدة في هذا الإطار المحدود جدًا؛ بشكل عام ليست "متقدمة تقنيًا" بما يكفي لتخزين إمكانيات طاقة كبيرة. ومع ذلك، فإن التكاليف - سواء بناء النظام أو استخدامه - أعلى من تقنيات تخزين الطاقة الأخرى، مما يجعل نوع نظام CAES غالي الثمن على نطاق شبكة الكهرباء.
إذن، واحدة من أكبر التحديات التي تواجهها شبكات الكهرباء هي التحكم في تخزين هذه الطاقة، خاصة في الأوقات التي من المرجح أن يكون فيها الاستخدام مرتفعًا. هنا تظهر أهمية تقنية CAES. يمكن لـ CAES أيضًا تخزين كمية كبيرة من الطاقة وإطلاقها عند الحاجة (راجع مدخل CAES لمزيد من التفاصيل). من خلال تبني تقنيات متقدمة مثل CAES، لا يقتصر الأمر على تحسين الكفاءة فقط، بل يشمل أيضًا معالجة القضايا المتعلقة بانبعاثات الملوثات البيئية، مما يؤدي إلى حل مزدوج لكل من قضايا الطاقة والبيئة مع تحقيق الجدوى الاقتصادية. ليس فقط يمكن أن يساعد تخزين الطاقة الجيل التالي في الحفاظ على استقرار شبكة الكهرباء لدينا، ولكن يمكنه أيضًا تقليل الحاجة الإجمالية للوقود الأحفوري.
ملاحظة: هذه تقنية تخزين طاقة ملحوظة، لكنها ليست الوحيدة التي يتم نشرها لاستخدام الكهرباء الإضافية عن طريق سحبها من قطاعات أخرى؛ على سبيل المثال، تخزين طاقة البطارية. يمتلك تخزين الطاقة باستخدام الضغط الهوائي المُعدّى (CAES) عددًا من الفوائد مقارنة بالبطاريات. فعلى سبيل المثال، دورة الحياة أطول مما يجعل أي بطارية تحتاج إلى التغيير كل بضع سنوات. وإذا كان هناك شيء، يمكن لـ CAES أن يحمل كمية أكبر بكثير من الكهرباء مقارنة بالبطاريات، وبالتالي قد يكون خيارًا أفضل كدعم على مستوى الشبكة.
من جانب السلبيات، كان CAES بطيئًا في الاستجابة (مثل شحن وتفريغ أبطأ) مقارنةً مع البطاريات -- يمكن تسميتها زمن تأخير بين استخدامات الطاقة-- ولا تكون قادرة بنفس القدر على المساهمة في أوقات التقلبات السريعة في الطلب على الطاقة. هذا النوع من تخزين الطاقة باستخدام الهواء المضغوط والنهج الجديد للنظام المذكور يعاني بعض فقدان الطاقة ويولد تكاليف تشغيلية لكل عمليات الضغط والتفريغ المستخدمة والتي يتم تحويلها إلى كهرباء. لذلك، يتم اختيار تقنية تخزين الطاقة بناءً على الحالة المحددة للاستخدام.
عالم تكنولوجيا CAES دائم الحركة. هناك جهود مستمرة لاكتشاف طرق جديدة بهدف تحسين هذا النظام الثلاثي._CAES الأدياباتي الذي يتم تطويره يقوم بالأساس بنفس الشيء ولكنه يسعى بجد لخفض فقدان الحرارة لتحسين كفاءة النظام. النهج الجديد يستند إلى ضغط وتخزين الهواء الدافئ مسبقًا في حاوية معزولة بشكل كبير لمنع فرار الحرارة أثناء التخزين. غالبًا ما تكون مواقع التخزين تحت الأرض داخل الجبال، حيث يتم أولاً تخزين الهواء المضغوط ثم تسخين الهواء المضغوط المخزن باستخدام إطلاق حراري عالي درجة الحرارة لتحريك التوربينات القادرة على إنتاج الكهرباء. منطقة أخرى يبحث فيها الباحثون هي الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي لتحسين أنظمة التحكم الخاصة بـ CAES، والتي يمكن أن تزيد من كفاءة تخزين الطاقة بمقدار عدة مرات.
لذا، يمكن تقدير مساهمة تقنية CAES في منح مصادر الطاقة المتجددة مكانًا في الشبكة وإدارة ساعات الذروة للطاقة. وعلى الرغم من كونها صغيرة وغير عملية اليوم، قد تتمكن تقنية CAES من دعم الطاقة المتجددة على نطاق دولي يمكن أن يمهّد الطريق لمستقبل أكثر إشراقًا. نأمل أن يقوم الشباب القارئون في كل مكان بالخروج والبحث عن كل واحدة من هذه الاختراعات بشكل أعمق، والبدء في التفكير في احتمالات لا حصر لها لمستقبل تخزين الطاقة... مستقبل يعمل بشكل جيد دون تدمير كائناتنا الحية أو بيئتنا.
توفير العديد من المزايا اندماج تخزين الطاقة باستخدام تقنية CAES في سياق دمج مصادر الطاقة المتجددة. CAES هي طريقة لتخزين الطاقة المتجددة، حيث قد تكون طاقة الرياح والطاقة الشمسية غير منتظمة. في المملكة المتحدة، حيث يوجد وفرة من طاقة الرياح وتوليد منخفض الكربون ولكن أيضًا تركيز عالٍ لقدرات تخزين الطاقة باستخدام تقنية CAES التي يمكنها تخزين الطاقة الزائدة المُنتجة عندما يكون هناك الكثير من الرياح أو الشمس لاستخدامها خلال فترات الإنتاج المنخفض. وبفضل هذه التقنية، تسمح CAES باستخدام ملفات طاقة متقلبة عن طريق حل تحدي التوريد غير المتسق.
ومع ذلك، يجب الإشارة إلى أن نظام CAES ليس مثاليًا. جزء كبير من هذه المشكلة هو نقص القدرة التخزينية للطاقة باستخدام الهواء المضغوط. حاليًا، تسمح التكنولوجيا لهم بتخزين جزء صغير فقط من طاقتهم، مما يحد من إمكاناتهم التخزينية بشكل عام. ومع ذلك، فإن التكاليف - سواء كانت لإنشاء أو صيانة هذا النظام - أعلى من تقنيات تخزين الطاقة الأخرى، مما يعني أن شكل تخزين الطاقة القائم على CAES هو خيار أكثر تكلفة.
تمثيل إدارة تخزين الطاقة واحدة من الصعوبات الرئيسية التي تواجهها شبكات الكهرباء، خاصةً أثناء ذروة الطلب. هنا يظهر أهمية تقنية CAES. كما رأينا، يمكن لتقنية CAES تخزين كميات كبيرة من الطاقة وإطلاقها عند الحاجة بشكل متكرر. تبني التكنولوجيا المبتكرة مثل CAES لا يزيد فقط من الكفاءة، بل يخفف أيضًا من الانبعاثات الملوثة المرتبطة بالمشكلات البيئية، مما يولد فوائد مشتركة للبيئة والاقتصاد. يمكننا ليس فقط الحفاظ على استقرار شبكة الكهرباء لدينا من خلال تقنيات تخزين الطاقة الجيل القادم، ولكن أيضًا تقليل استخدام الوقود الأحفوري.
إنها تقنية تخزين طاقة مثيرة بشكل خاص، لكن هذا لا يعني أنها يجب أن تُعتبر الخيار الوحيد لتخزين الكهرباء الزائدة؛ فالتخزين البطاري للطاقة متاح أيضًا ويُستخدم على نطاق عالمي. هناك العديد من المزايا لتقنية CAES مقارنةً بالبطاريات. وهذا يعني، على سبيل المثال، عمر افتراضي أطول من البطاريات التي تحتاج إلى استبدال كل بضع سنوات. في الواقع، يمكن لتقنية CAES تخزين كمية أكبر بكثير من الطاقة مقارنةً بالبطاريات، ولذلك قد تكون خيارًا أفضل لتوفير الطاقة الاحتياطية على مستوى الشبكة.
تشمل بعض عيوب تقنية CAES وجود تأخير زمني مقارنةً بالبطاريات، ومع ذلك فإن الشحن والتفريغ الأبطأ يجعلها أقل قدرة على الاستجابة بسرعة في أوقات التغير السريع في الطلب على الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، فإن طريقة ضغط الهواء لتخزينه ثم إعادة ضغطه وتفريغه لإنتاج الكهرباء تفقد جزءًا من طاقتها مع كل دورة من هذه العملية. وبالتالي، يعتمد اختيار تقنية تخزين الطاقة على الحالة الاستخدامية المقصودة.
عالم تقنية التخزين الكهروميكانيكي الهوائي (CAES) يتقدم باستمرار. يتم استكشاف طرق جديدة بهدف تحسين هذه الجوانب الثلاثة للنظام. التخزين الكهروميكانيكي الهوائي الأدياباتيكي الذي لا يزال في مرحلة الرسم التخطيطي يتبع عملية متشابهة جوهريًا، ولكنه يقلل بشكل كبير من فقدان الحرارة في محاولة لتحسين كفاءة النظام. يعتمد هذا النموذج الجديد على ضغط تخزين الهواء في حاوية معزولة حراريًا بشكل عالٍ لتقليل فقدان الحرارة المرتبط بالتخزين. يتضمن النظام شحن خزان الهواء وتسخين الهواء المضغوط المخزن، مع إطلاق ساخن للهواء المضغوط لتحريك التوربينات التي تولد الكهرباء. كما يعمل الباحثون أيضًا على استخدام الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي لتحسين أنظمة التحكم في CAES، مما يمكن أن يزيد من كفاءة تخزين الطاقة بمقدار عدة مرات.
وبالتالي، يمكن رؤية أن تقنية CAES مهمة جدًا في إدخال مصادر الطاقة المتجددة إلى الشبكة وحل ساعات الذروة للطاقة. وعلى الرغم من أنها محدودة نسبيًا في حجمها وكفاءتها الحالية، إلا أن تقنية CAES تُعد واعدة بتعزيز الطاقة على نطاق واسع عبر المصادر المتجددة التي يمكن أن تضيء مناظر مستقبلنا. نأمل أن يستكشف القارئون الشباب هذه التقنيات بشكل أكبر وأن يبدأ شباب المستقبل، مواطنو العالم، في التفكير في طرق أكثر تنوعًا لتخزين الطاقة من أجل عالم أفضل.
تخزين الطاقة في جانب إنتاج الكهرباء ينفذ تنظيم التردد المشترك لزيادة كفاءة استهلاك الطاقة المتجددة وتنعيم الإخراج؛ وفي جانب شبكة الكهرباء، يمكن أن يساعد تخزين الطاقة الشبكة على تحقيق خدمات مساعدة مثل تنظيم التردد والقدرة الذروية وتوسيع القدرة الديناميكية للمحطة الناقلة وتحقيق قطع الذروة وملء الوادي لدعم حمل الشبكة الكهربائية الإقليمية. أما حالة تخزين الطاقة من جانب المستخدمين، فيمكن تكييفها لتخزين الطاقة للأسر وكذلك القواعد التجارية والصناعية الكبيرة، وإدماج تخزين الطاقة الشمسية ومحطات الشحن، والطاقة الافتراضية، وتخزين الطاقة باستخدام تقنيات أخرى في مجالات الحياة اليومية للناس لمساعدة المستخدمين على تقليل تكاليف الطاقة، وتوفير الحماية الطارئة، ومساعدتهم على جعل الطاقة الخضراء متاحة للجميع.
محفظة المشاريع العالمية لشركة ZNTECH تغطي آسيا وأوروبا وإفريقيا وشمال أمريكا وجنوب أمريكا،其中有 4 مصانع لإنتاج تخزين الطاقة، وهي موزعة عبر رومانيا والبرازيل وتايوان وجيانغسو، الصين، بما في ذلك مشروع شبكة تخزين الطاقة باستخدام الضغط الهوائي (CAES) في البرازيل والمشروع الثاني الأكبر لتخزين الطاقة في هولندا ومشروع تخزين طاقة بقدرة 232 ميجاوات/ساعة في تايوان، الصين.
ZNTECH هي متخصصة في دمج تخزين الليثيوم-أيون. تقدم خدمة شاملة تشمل التصميم والتطوير والتكامل ضمن أنظمة التصنيع الذكي. تتضمن مجموعة المنتجات بطاريات تخزين الطاقة، تخزين الطاقة باستخدام الضغط الهوائي (CAES)، حزم الطاقة، أنظمة تخزين الطاقة السكنية، والتخزين الصناعي والتجاري للطاقة وكذلك تخزين الطاقة العامة.
لدينا خبرة إجمالية تبلغ 6 سنوات في مجال دمج أنظمة تخزين الطاقة ونحن مألوفون بمجموعة متنوعة من تطبيقات تخزين الطاقة والمتطلبات السوق. يمكننا تقديم حلول محددة لعملائنا. تم منح شهادة تخزين الطاقة caes شهادة IEC الأوروبية، وشهادة UL الأمريكية، وشهادة GB الصينية وغيرها. كما قمنا أيضًا بتأسيس تعاون وثيق مع شركات مرموقة في الولايات المتحدة وعلى المستوى الدولي، مثل ناندي SMA Fractal Delta وغيرها من الشركات لتطوير التكنولوجيا الخاصة بتخزين الطاقة.
Copyright © Zhongneng Lithium Technology (Jiaxing) Co., LTD All Rights Reserved
