آیا تا کنون چیزی اینقدر شگفت‌انگیز شنیده‌اید که از نظر انرژی، قدرت را با استفاده از هوا فشرده جمع‌آوری می‌کند و از تولید برق جلوگیری می‌کند. ذخیره‌سازی انرژی هوا فشرده (CAES) نه تنها منجر به دستاوردهای برجسته می‌شود، بلکه محتوای آن نیز مشابه است. به سادگی، CAES تمام انرژی بیشتر از باد یا خورشید را جمع‌آوری می‌کند و در قالب هوا فشرده برای استفاده در زمان بعدی ذخیره می‌کند. اما دقیقاً چه کاری انجام می‌دهد؟ در واقع، عباراتی مثل باد یا انرژی خورشیدی زیاد می‌توانند شروع به فشرده شدن - مکانیکی - در چیزی که کار (فشاردهای هوا) را ایجاد و نابود می‌کند، در غارهای محکم برای نصب‌های زیرسطحی کنند. این هوا فشرده وقتی که نیاز به برق پیش می‌آید، آزاد می‌شود و توربینی را که برق تولید می‌کند، چرخانده می‌کند.
این مقاله اولین مقاله در مجموعه‌ای از پنج مقاله درباره ذخیره‌سازی انرژی CAES است که مزایا و معایب آن را آشکار می‌کند.
ادغام انرژی ذخیره‌ای CAES در زمینه معرفی بیشتر انرژی‌های تجدیدپذیر بسیار مفید است. باد و خورشید می‌توانند ناهموار باشند، بنابراین CAES روشی برای ذخیره‌سازی انرژی تجدیدپذیر است. در بریتانیا، به طور خاص باد فراوانی وجود دارد که با تولید کم‌کربن همراه است، اما همچنین پتانسیل ذخیره‌سازی فراوانی از طریق فناوری CAES در دوره‌هایی که نیاز به برق وجود ندارد - معمولاً شب یا صبحگاه - آزاد شده و سپس تحت دستورالعمل‌های رسمی NGET استفاده می‌شود. با حل مشکل تأمین نامنظم، CAES به کاربرد پروفایل‌های انرژی نوسانی کمک می‌کند.
با این حال، ذکر این نکته ارزشمند است که سیستم CAES دارای برخی نقص‌هاست. البته، ذخیره‌سازی بخش زیادی از مشکل مربوط به نگهداری انرژی هوا در حالت فشرده است. در حال حاضر، این فناوری تنها یک بخش کوچکی از انرژی خود را می‌تواند ذخیره کند، بنابراین هرچند نتایج وعده‌برانگیزی در این محیط بسیار محدود نشان می‌دهد؛ به طور کلی، هنوز "فناوری پیشرفته" کافی برای ذخیره‌سازی انرژی بالا ندارد. با این حال، هزینه‌های ساخت این سیستم و استفاده از آن بالاتر از سایر فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی است که منجر به گران‌بودن قابل توجه قدرت شبکه‌ای نوع CAES می‌شود.
بنابراین یکی از بزرگترین چالش‌هایی که توسط شبکه‌های برق مواجه می‌شود، کنترل این ذخیره‌سازی انرژی است، به ویژه در زمان‌هایی که احتمالاً مصرف بیشینه رخ می‌دهد. اینجا است که اهمیت CAES به عنوان فناوری نمایان می‌شود. CAES می‌تواند مقدار زیادی از انرژی را ذخیره کرده و آن را در عملکرد خود آزاد سازد (برای جزئیات بیشتر به مدخل CAES مراجعه کنید). با اتخاذ فناوری‌های پیشرفته مانند CAES، نه تنها کارایی بهبود می‌یابد بلکه نگرانی‌های مرتبط با انتشار آلودگی هم در محیط زیست حل می‌شود که به راه‌حل دوگانه برای مشکلات انرژی و زیست‌محیطی همراه با قابلیت اقتصادی منجر می‌شود. ذخیره‌سازی انرژی نسل بعدی نه تنها می‌تواند شبکه برق ما را پایدار نگه دارد بلکه نیاز کلی به سوخت‌های فسیلی را کاهش می‌دهد.
نکته: این فناوری ذخیره سازی انرژی قابل توجه است، اما تنها یکی از فناوری‌های موجود نیست که بسته اضافی برق را با استخراج آن از بخش‌های دیگر منتقل می‌کند؛ به عنوان مثال ذخیره سازی انرژی باتری. CAES (ذخیره سازی انرژی هوا فشرده) چندین مزیت نسبت به باتری‌ها دارد. این موضوع به این معنا ترجمه می‌شود که چرخه عمر آن طولانی‌تر است و هر باتری دیگری نیاز به جایگزینی هر چند سال یکبار دارد. اگر چیزی وجود داشته باشد، CAES می‌تواند بسیار بیشتر برق نسبت به باتری‌ها را ذخیره کند و بنابراین ممکن است یک پشتیبانی بهتر در مقیاس شبکه باشد.
در سوی منفی، CAES طولانی‌تر از باتری‌ها برای واکنش (به عنوان مثال شارژ و دیشارژ کندتر) بوده است -- آن را تاخیر زمانی بین ضربه‌های کیف پول می‌نامیم-- و نمی‌تواند در مواقع تغییرات سریع تقاضای انرژی کمک کند. این نوع ذخیره سازی انرژی هوا فشرده و رویکرد نوین گفته شده در سیستم، واقعاً برخی از از دست داده‌های انرژی را تولید می‌کند که LC برای تمام فرآیندهای فشرده سازی و گسترش استفاده می‌شود که به برق تبدیل می‌شوند. بنابراین، انتخاب فناوری ذخیره سازی انرژی برای استفاده در هر حالتی انتخاب می‌شود.
دنیای فناوری CAES همیشه در حال حرکت است. تلاش‌ها برای کشف راه‌های جدید به منظور بهبود این سیستم سه‌گانه ادامه دارد. CAES آدیاباتیک که در حال توسعه است، کار مشابهی انجام می‌دهد اما تلاش می‌کند تا از ضیاع گرما جلوگیری کند تا کارایی سیستم را بهبود بخشد. رویکرد جدید بر اساس فشرده‌سازی و ذخیره‌سازی هوا گرم شده در ظرف‌های عایق‌شده به طور سنگین است تا جلوی از بین رفتن گرما طی دوران ذخیره‌سازی را بگیرد. بیشتر در داخل کوه‌ها، از ذخیره‌سازی زیرزمینی استفاده می‌شود تا ابتدا هوا فشرده را ذخیره کرده و سپس هوا فشرده ذخیره‌شده را با آزادسازی دماهای بالا گرم کند که توربین‌هایی را که قادر به تولید برق هستند، راندمایی می‌کند. یکی دیگر از زمینه‌هایی که محققان در آن تحقیق می‌کنند، استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین برای بهینه‌سازی سیستم‌های کنترلی CAES است که ممکن است به طور قابل توجهی کارایی ذخیره‌سازی انرژی را افزایش دهد.
بنابراین، نقش فناوری CAES در ارائه جایگاه منابع انرژی تجدیدپذیر در شبکه و مدیریت ساعات پیک انرژی قابل قدردانی است. هرچند که امروزه به نسبت کوچک و غیرعملی است، فناوری CAES ممکن است بتواند انرژی‌های تجدیدپذیر را به صورت بین‌المللی تقویت کند که می‌تواند راه برای آینده‌ای روشن گشوده شود. ما امیدواریم خوانندگان جوان در سراسر جهان بیرون روند و هر یک از این اختراعات را به طور دقیق‌تر بررسی کنند و شروع به فکر کردن درباره امکانات بی‌شمار دیگر برای آینده‌ای با انرژی ذخیره‌ای کنند... یک آینده که بدون نابودی موجودات زنده یا محیط زیست خوب کار کند.
ادغام انرژی CAES بسیاری از مزایا را در زمینه استفاده از منابع تجدیدپذیر فراهم می‌کند. CAES یک راه برای ذخیره سازی انرژی تجدیدپذیر است، که به دلیل نامنظم بودن باد و انرژی خورشیدی می‌تواند مفید باشد. در بریتانیا، جایی که باد فراوان و تولید انرژی کم‌کربن وجود دارد، اما همچنین ظرفیت بالای ذخیره‌سازی انرژی با استفاده از فناوری CAES، می‌توان انرژی اضافی تولید شده در مواقعی که باد بیشتر یا آفتاب تابان‌تر است را ذخیره کرد تا در دوره‌های تولید کمتر مصرف شود. با استفاده از CAES، می‌توان پروفایل‌های انرژی نوسانی را با حل چالش تأمین نامنظم استفاده کرد.
با این حال، باید توجه داشت که سیستم CAES کامل نیست. بخش زیادی از آن مشکل مربوط به نبود ظرفیت ذخیره‌سازی برای انرژی هوا فشرده است. در حال حاضر، فناوری فقط به آنها اجازه می‌دهد که بخش کوچکی از انرژی خود را ذخیره کنند، که این موضوع به ظرفیت کلی ذخیره‌سازی آن محدودیت وارد می‌کند. با این حال، هزینه‌ها - هر دو برای نصب و نگهداری این سیستم - بالاتر از سایر فناوری‌های ذخیره‌سازی انرژی هستند، که نشان می‌دهد ذخیره‌سازی انرژی مبتنی بر CAES گزینه‌ای گرانتر است.
مدیریت ذخیره‌سازی انرژی یکی از دشوارترین چالش‌هایی است که شبکه‌های برق باید مواجه شوند، به ویژه در زمان تقاضای پیک. اینجا است که اهمیت CAES به عنوان فناوری نمایان می‌شود. همانطور که دیده‌ایم، CAES قادر است مقدار زیادی از انرژی را ذخیره کند و بر اساس نیاز آن را عرضه کند. پذیرش فناوری‌های نو like CAES نه تنها کارایی را افزایش می‌دهد، بلکه نگرانی‌های محیطی مرتبط با اmissão آلوده‌کننده‌ها را نیز کاهش می‌دهد و منافع مشترکی برای محیط زیست و اقتصاد ایجاد می‌کند. ما نه تنها می‌توانیم استقرار شبکه برق خود را از طریق ذخیره‌سازی انرژی نسل بعدی حفظ کنیم، بلکه استفاده از سوخت‌های فسیلی را نیز کاهش دهیم.
این یک فناوری ذخیره‌سازی انرژی بسیار قابل توجه است، اما این به معنای آن نیست که باید به عنوان تنها گزینه برای ذخیره‌سازی برق زائد در نظر گرفته شود؛ ذخیره‌سازی انرژی باتری نیز موجود و در سطح جهانی مورد استفاده قرار می‌گیرد. بسیاری از مزایای CAES نسبت به باتری‌ها وجود دارد. این به این معناست که مثلاً عمر کاربردی بیشتری نسبت به باتری‌هایی که هر چند سال یکبار باید جایگزین شوند دارد. در واقع، CAES می‌تواند انرژی بیشتری نسبت به باتری‌ها ذخیره کند، که به این دلیل ممکن است برای تأمین قدرت پشتیبان در مقیاس شبکه گزینه بهتری باشد.
بعضی از نقص‌های CAES شامل تاخیر زمانی نسبت به باتری‌هاست، اما شارژ و رها کردن کندتر، مثلاً آن را کمتر قادر می‌کند تا به سرعت در مواقعی که تقاضای انرژی به طور سریع تغییر می‌کند پاسخ دهد. همچنین، روش فشرده‌سازی هوا برای ذخیره‌سازی و سپس دوباره فشرده‌سازی و تخلیه آن برای تولید برق، هر بار که از این چرخه عبور می‌کند، برخی از انرژی خود را از دست می‌دهد. بنابراین، انتخاب فناوری ذخیره‌سازی انرژی بستگی به این دارد که برای چه مورد استفاده‌ای قرار است استفاده شود.
جهان فناوری CAES به طور مداوم در حال پیشرفت است. راه‌های جدید برای بهبود این سه جنبه سیستم بررسی می‌شوند. CAES آدیاباتیک که هنوز روی میز طراحی است، فرآیندی اساساً مشابه دارد، اما تلاش می‌کند تا از دست دادن گرما را به شدت کاهش دهد و بهینه‌سازی کارایی سیستم را انجام دهد. طرح نوین بسته به فشار دادن و ذخیره کردن هوا در ظرفی با عایق‌بندی بالا به منظور کاهش حداکثر گرمای از دست رفته مربوط به ذخیره‌سازی وابسته است. این سیستم شامل شارژ ذخیره هوا و گرم کردن هواي فشرده ذخيره شده است، که با آزادسازی گرم فشرده توربین‌ها را برای تولید برق به گردان می‌کشد. محققان همچنین در حال کار بر روی استفاده از هوش مصنوعی و یادگیری ماشین در بهینه‌سازی سیستم‌های کنترل CAES هستند که می‌تواند کارایی ذخیره انرژی را به چندین مرتبه افزایش دهد.
بنابراین، می‌توان دید که فناوری CAES بسیار مهم در آوردن منابع انرژی تجدیدپذیر به شبکه و حل ساعات پیک انرژی است. هرچند که در مقیاس و کارایی فعلی خود به طور نسبی محدود است، اما فناوری CAES قول بزرگی را برای افزایش انرژی به صورت گسترده از طریق منابع تجدیدپذیر دارد که می‌تواند منظره آینده ما را روشن کند. امیدواریم خوانندگان جوان به تمام این فناوری‌ها بیشتر پیغام دهند و نسل جوان آینده، شهروندان جهان، شروع به فکر کردن درباره راه‌های مختلف‌تری کنند که انرژی می‌تواند برای جهان بهتری ذخیره شود.
ذخیره‌سازی انرژی در سوی تولید برق، مدولاسیون مشترک فرکانس را پیاده‌سازی می‌کند تا کارایی مصرف انرژی جدید را افزایش دهد و خروجی را هموار کند؛ در جنبه شبکه برق، ذخیره‌سازی انرژی می‌تواند به شبکه برق کمک کند تا خدمات کمکی مثل تنظیم فرکانس، مدیریت قله بار و گسترش ظرفیت دینامیک برای هاب انتقال برق را به دست آورد و عملیات کاهش قله و پر کردن حفره را برای پشتیبانی از شبکه برق منطقه‌ای انجام دهد. در حالت ذخیره‌سازی انرژی در سوی کاربر، می‌تواند برای ذخیره‌سازی انرژی در خانه‌ها و همچنین پایه‌های تجاری و صنعتی بزرگ مقیاس، ادغام ذخیره‌سازی نور و شارژ، قدرت مجازی برق، ذخیره‌سازی انرژی و سایر زمینه‌های زندگی مردم استفاده شود تا کمک کند کاربران هزینه‌های انرژی خود را کاهش دهند، حفاظت اضطراری فراهم کند و کمک کند تا انرژی سبز برای همه قابل دسترس باشد.
پورتفوی پروژه‌های جهانی ZNTECH شامل آسیا، اروپا، آفریقا، آمریکای شمالی و جنوبی است که در میان آنها 4 کارخانه تولید ذخیره‌ساز انرژی وجود دارد که در رومانی، برزیل، تایوان و جiangsu، چین توزیع شده‌اند، شامل پروژه شبکه ذخیره‌ساز انرژی caes در برزیل و بزرگترین پروژه ذخیره‌ساز انرژی دوم در هلند و همچنین یک پروژه ذخیره‌ساز انرژی 232MWh در تایوان، چین می‌باشد.
ZNTECH متخصص ادغام ذخیره‌ساز لیتیوم-یون است. این شرکت خدمات یکپارچه ارائه می‌دهد که شامل طراحی، توسعه، ادغام به سیستم‌ها و تولید هوشمند است. طیف محصولات شامل باتری‌های ذخیره‌ساز انرژی، ذخیره‌ساز caes، بسته‌بندی قدرت، سیستم‌های انرژی خانگی، ذخیره‌ساز انرژی صنعتی و تجاری و نیز ذخیره‌ساز انرژی مصرف‌کننده است.
ما در مجموع ۶ سال سابقه در ادغام سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی داریم و با انواع کاربردها و الزامات بازار مربوط به ذخیره‌سازی انرژی آشنا هستیم. ما می‌توانیم راه‌حل‌های خاصی برای مشتریان خود ارائه دهیم. گواهینامه ذخیره‌سازی انرژی caes از گواهینامه IEC اروپا، گواهینامه UL ایالات متحده و گواهینامه GB چین دریافت کرده است، و غیره. ما همچنین همکاری نزدیکی با شرکت‌های معتبر در ایالات متحده و بین‌المللی، مانند Nande، SMA، Fractal، Delta و سایر شرکت‌ها برای توسعه فناوری ذخیره‌سازی انرژی برقرار کرده‌ایم.
Copyright © Zhongneng Lithium Technology (Jiaxing) Co., LTD All Rights Reserved
