Вы когда-нибудь слышали о таком удивительном явлении, которое в терминах энергии объединяет силу с использованием сжатого воздуха для предотвращения потери мощности. Хранилище Энергии Сжатого Воздуха (CAES) не только дает выдающиеся результаты, но и его содержание остается таким же. Проще говоря, CAES берет избыточную энергию, полученную от ветра или солнца, и хранит ее в виде сжатого воздуха для использования позже. Но что это конкретно делает? На самом деле, такие слова как "слишком много ветра" или "солнечной энергии" могут начать быть сжатыми - механически в саму вещь, которая создает и разрушает работу (воздушные компрессоры) - плотно сжимая подземные полости для установок ниже поверхности. Этот сжатый воздух затем выпускается, когда требуется энергия, чтобы привести турбину в действие, которая создает электричество.
Это первая статья в серии из пяти о хранении энергии с помощью сжатого воздуха (CAES), раскрывающая его преимущества и недостатки.
Интеграция хранилищ энергии на основе сжатого воздуха (CAES) очень полезна в контексте увеличения доли возобновляемых источников энергии. Ветровая и солнечная энергия могут быть нерегулярными, поэтому CAES представляет собой метод хранения возобновляемой энергии. В Великобритании, в частности, обильный ветер с низкоуглеродной генерацией, а также большое потенциальное хранилище, высвобождаемое через технологию CAES в периоды, когда электроэнергия не нужна — традиционно ночью или рано утром, а затем используемое по формальным указаниям NGET. Решая проблему нерегулярного предложения, CAES делает использование колеблющихся энергопрофилей удобным.
Тем не менее, стоит отметить, что система CAES имеет некоторые недостатки. Конечно, хранение является большой частью проблемы при сохранении энергии воздуха в сжатой форме. Сейчас технология может хранить лишь часть энергии, поэтому, несмотря на обнадёживающие результаты в этом очень ограниченном контексте, в целом они ещё не "технологически продвинуты", чтобы хранить большой энергетический потенциал. Однако стоимость как строительства системы, так и её использования выше, чем у других технологий накопления энергии, что делает систему типа CAES для сетевого масштаба довольно дорогой.
Следовательно, одной из самых больших проблем, с которыми сталкиваются электросети, является управление этим накоплением энергии, особенно в те моменты, когда вероятнее всего ожидается пиковая нагрузка. Именно здесь проявляется важность технологии CAES. CAES также может хранить большое количество энергии и высвобождать её при работе (см. статью о CAES для получения дополнительной информации). Применяя передовые технологии, такие как CAES, мы получаем не только повышение эффективности, но и решаем связанные с этим вопросы загрязнения окружающей среды, что даёт двойное решение как энергетических, так и экологических проблем, сочетаясь с экономической целесообразностью. Не только следующее поколение систем накопления энергии поможет поддерживать стабильность нашей электросети, но и сократит общую потребность в ископаемых видах топлива.
ПРИМЕЧАНИЕ: это примечательная технология хранения энергии, но не единственная. В дополнение к переносу лишней электроэнергии из других секторов, например, аккумуляторы для хранения энергии. У ХЭС есть несколько преимуществ перед батареями. Например, срок службы у ХЭС дольше, что делает необходимость замены других батарей каждые несколько лет ненужной. Более того, ХЭС может хранить гораздо больше электроэнергии, чем батареи, и поэтому может быть лучшим резервным источником на уровне электросети.
С другой стороны, ХЭС долгое время отвечала медленнее (например, более медленная зарядка и разрядка) по сравнению с батареями — можно сказать, существует временная задержка между финансовыми затратами — и не так способна реагировать на быстрые колебания спроса на энергию. Это хранилище энергии сжатого воздуха и новаторский подход к данной системе действительно испытывает некоторые потери, генерируя СЖ для всех процессов сжатия и расширения, которые преобразуются в электричество. Таким образом, выбор технологии хранения энергии определяется в зависимости от случая использования.
Мир технологий CAES всегда в движении. Ведутся работы по изучению новых направлений с целью улучшения этой трехкомпонентной системы. Адиабатическая система CAES, которая находится в разработке, выполняет практически те же функции, но делает особые усилия для минимизации потерь тепла, чтобы повысить эффективность системы. Новый подход основан на сжатии и хранении уже нагретого воздуха в высокоизолированном резервуаре для предотвращения утечки тепла во время хранения. В основном расположенные внутри гор, подземные хранилища используются для первоначального хранения сжатого воздуха, а затем нагревания хранящегося сжатого воздуха с высокотемпературным выпуском, который приводит турбины, способные генерировать электричество. Другая область, которую исследуют ученые, — это ИИ и машинное обучение для оптимизации систем управления CAES, что потенциально может увеличить эффективность энергохранилищ на порядки.
Таким образом, вклад технологии CAES в обеспечение места возобновляемых источников энергии в электросети и управление пиковыми часами потребления энергии заслуживает признания. Несмотря на то что сегодня она довольно мала и непрактична, технология CAES может усилить использование возобновляемой энергии на международном уровне, что откроет путь к более светлому будущему. Мы надеемся, что молодые читатели по всему миру изучат каждое из этих изобретений более глубоко и начнут рассматривать множество других возможностей для хранения энергии в будущем... такое, которое хорошо работает без уничтожения наших сородичей или окружающей среды.
Интеграция хранилищ энергии на основе CAES (сжатого воздуха) предлагает множество преимуществ в контексте внедрения возобновляемой энергии. CAES — это способ хранения возобновляемой энергии, так как ветровая и солнечная энергия могут быть нерегулярными. В Великобритании, где обильный ветер и низкоуглеродное производство электроэнергии сочетаются с высокой концентрацией возможностей хранения энергии с использованием технологии CAES, которая может хранить избыточную энергию, вырабатываемую в особенно ветреные или солнечные периоды, для использования в периоды меньшей продуктивности. С помощью CAES можно использовать колеблющиеся профили энергии, решая проблему нестабильного предложения.
Тем не менее, следует отметить, что система CAES не является идеальной. Большой частью этой проблемы является недостаток емкости хранения сжатого воздуха. На данный момент технология позволяет хранить лишь небольшую часть энергии, тем самым ограничивая общий потенциал хранения. Однако, затраты - как на установку, так и на обслуживание этой системы - выше, чем у других технологий хранения энергии, что означает, что способ хранения энергии на основе CAES является более дорогим вариантом.
Управление энергетическим хранилищем представляет одну из основных трудностей, с которыми сталкиваются электросети, особенно при пиковой нагрузке. Именно здесь проявляется значимость технологии CAES. Как мы видели, CAES способен хранить большие объемы энергии и отпускать её по требованию минимум. Принятие инновационных технологий, таких как CAES, не только повышает эффективность, но и снижает другие загрязняющие выбросы, связанные с экологическими проблемами, создавая сопутствующие выгоды для окружающей среды и экономики. Мы можем не только поддерживать стабильность нашей электросети с помощью передовых методов накопления энергии, но и сократить использование ископаемого топлива.
Это особенно впечатляющая технология накопления энергии, но это не означает, что она должна рассматриваться как единственный вариант хранения избыточной электроэнергии; аккумуляторное хранение энергии также доступно и используется на глобальном уровне. Существует много преимуществ CAES по сравнению с батареями. Это значит, например, более длительный срок службы по сравнению с батареями, которые нужно заменять каждые несколько лет. На самом деле, CAES может хранить гораздо больше энергии, чем батареи, поэтому он может быть лучшим вариантом для резервного питания на уровне электросети.
К недостаткам CAES относятся временные задержки по сравнению с батареями, однако более медленная зарядка и разрядка, например, делают его менее способным быстро реагировать при быстрых колебаниях спроса на энергию. Также способ сжатия воздуха для хранения, а затем повторного сжатия/разжатия для производства электроэнергии теряет часть своей энергии каждый раз, когда проходит через этот цикл. Таким образом, выбор технологии накопления энергии зависит от того, для какого случая использования она предназначена.
Мир технологии CAES постоянно развивается. Исследуются новые направления для улучшения этих трех аспектов системы. Адиабатический CAES, который пока находится на стадии разработки, следует по сути тому же процессу, но значительно снижает потери тепла с целью оптимизации эффективности системы. Новая схема основывается на сжатии и хранении воздуха в высокоизолированном резервуаре для минимизации потерь тепла при хранении. Система включает зарядку воздушного хранилища и нагревание хранящегося сжатого воздуха, с горячим выпуском сжатого воздуха для привода турбин, которые вырабатывают электричество. Исследователи также работают над использованием ИИ и машинного обучения для оптимизации систем управления CAES, что может увеличить эффективность накопления энергии на порядки.
Таким образом, можно увидеть, что технология CAES очень важна для включения возобновляемых источников энергии в сеть и решения проблем пиковых часов энергии. Хотя в своем нынешнем масштабе и эффективности технология CAES довольно ограничена, она обещает увеличить энергопотребление в больших масштабах с помощью возобновляемых источников энергии, которые могут осветить наше будущее. Мы надеемся, что молодые читатели будут изучать все эти технологии дальше и что наша будущая молодежь, граждане мира начнут думать о более разнообразных способах, которыми энергия может быть сохранена для лучшей вселенной.
Хранение энергии на стороне производства электроэнергии реализует совместную частотную модуляцию для повышения эффективности потребления возобновляемой энергии и сглаживания выхода; В аспекте электросети хранение энергии может способствовать получению вспомогательных услуг, таких как регулирование частоты и пиковой нагрузки, а также динамическое расширение мощностей узла передачи для достижения среза пиков и заполнения минимумов для поддержки региональной электросетевой нагрузки. В случае хранения энергии на стороне пользователя оно может адаптироваться для домашнего хранения энергии, а также для крупномасштабных коммерческих и промышленных баз, интеграции оптического хранения и зарядки, виртуальной электростанции, сжато-воздушного хранения энергии, а также других областей жизни людей для помощи пользователям в снижении затрат на энергию, предоставлении аварийной защиты и содействии доступности зеленой энергии для всех.
Портфель международных проектов ZNTECH охватывает Азию, Европу, Африку, Северную и Южную Америку, где расположены 4 завода по производству систем накопления энергии. Они распределены по Румынии, Бразилии, Тайваню, провинции Цзянсу (Китай), включая проект системы накопления энергии методом сжатого воздуха (CAES) на стороне электросети в Бразилии, второй по величине проект накопления энергии в Нидерландах и проект системы накопления энергии мощностью 232 МВт·ч на Тайване (Китай).
ZNTECH является специалистом по интеграции литий-ионного накопления. Компания предлагает комплексный сервис, охватывающий проектирование, разработку, интеграцию в системы и умное производство. Продуктовая линейка включает батарейные системы накопления энергии, системы накопления энергии методом сжатого воздуха (CAES), блоки питания, домашние системы накопления энергии, промышленные и коммерческие системы накопления энергии, а также системы накопления энергии для электросетей.
У нас есть общий опыт в 6 лет в области интеграции систем накопления энергии, и мы знакомы с различными приложениями накопления энергии и требованиями рынка. Мы можем предложить нашим клиентам специфические решения. Сертификация системы накопления энергии caes получила европейскую сертификацию IEC, американскую сертификацию UL, китайский сертификат GB и т.д. Мы также установили тесное сотрудничество с репутабельными компаниями в США и за рубежом, такими как Nande, SMA, Fractal, Delta и другими компаниями для разработки технологии накопления энергии.
Copyright © Zhongneng Lithium Technology (Jiaxing) Co., LTD All Rights Reserved
