Alternatif Enerji ve Uygun Bir Depolama Teknolojisine Duyulan İhtiyaç

Elektrik enerjisi uygulamaları için bir dizi enerji depolama teknolojisi geliştirilmiştir veya geliştirilmektedir:

* Pompalanan hidroelektrik
* Basınçlı hava enerji depolama (CAES)
* Piller
* Volanlar
* Süperiletken manyetik enerji depolama (SMES)
* Süper kapasitörler

Bu, özellikle diğer enerji kaynaklarının hızla tükenmesi durumunda güvenle tahmin edebileceğimiz bir gelecek. Tabii ki, en önemli enerji kaynağı hala güneş enerjisini elde edebileceğimiz ve çeşitli enerji ve güç gereksinimlerini karşılayabileceğimiz güneştir. Son zamanlarda pek çok şirket, havacılık, havacılık endüstrisi, konut elektrik üretimi, trafik ışıkları, otomobiller gibi birçok sektörde kullanılabilen mono-kristal ve polikristal güneş pilleri üretmeye başladı. Diğer yenilenebilir enerjilerin yanı sıra güneş enerjisi Temiz bir enerji kaynağı olduğu için kilit alanlardan biri olarak görüldü.

Pompalanan Hidro
Pompalı hidro, 1929’dan beri kullanılmaktadır ve bu da onu merkez istasyon enerji depolama teknolojilerinin en eskisi yapmaktadır. Aslında 1970 yılına kadar, üretim uygulamaları için ticari olarak mevcut tek depolama seçeneğiydi.

Geleneksel pompalı hidro tesisleri, biri taban seviyesinde, diğeri farklı bir yükseklikte yer alan iki büyük rezervuardan oluşmaktadır. Su, potansiyel enerji olarak depolanabileceği üst rezervuara pompalanır. Talep üzerine su, 1.000 MW’a kadar elektrik enerjisi üreten hidrolik türbinlerden geçerek alt rezervuara geri salınır.

ABD’de bu depolama teknolojisinin artan kullanımının önündeki engeller arasında yüksek inşaat maliyetleri ve uzun teslimat sürelerinin yanı sıra rezervuar tasarımıyla ilişkili coğrafi, jeolojik ve çevresel kısıtlamalar bulunmaktadır. Şu anda, pompalı hidro depolamanın kullanımını artırmaya yönelik çabalar, yer altı tesislerinin geliştirilmesine odaklanmaktadır.

Basınçlı Hava Enerjisi Depolama (CAES)
CAES tesisleri, havayı hava geçirmez bir yer altı depolama mağarasında sıkıştırmak ve depolamak için yoğun olmayan enerji kullanır. Talep üzerine, depolanmış hava mağaradan serbest bırakılır, ısıtılır ve elektrik enerjisi oluşturmak için bir yanma türbini aracılığıyla genleştirilir.

1991 yılında, ilk ABD CAES tesisi Alabama Electric Cooperative ve EPRI tarafından McIntosh, Alabama’da inşa edildi ve 110 MW kapasite derecesine sahip. Şu anda üreticiler, 5 ila 350 MW arasında değişen tesisler için CAES makineleri oluşturabilirler. EPRI, ABD’nin% 85’inden fazlasının bir yeraltı CAES rezervuarını barındıracak jeolojik özelliklere sahip olduğunu tahmin ediyor.

Çalışmalar, CAES’in, enerji depolamanın benzersiz faydalarından bazılarına atıfta bulunmadan bile, yanma türbinleri ve kombine çevrim üniteleri ile rekabet ettiği sonucuna varmıştır.

Piller
Son yıllarda, elektrik enerjisi depolama teknolojisinin geliştirilmesindeki odak noktasının çoğu, pil depolama cihazlarına odaklanmıştır. Halihazırda ticari olarak temin edilebilen çok çeşitli piller var ve daha pek çoğu tasarım aşamasında.

Kimyasal bir pilde şarj, elektrokimyasal bileşiklerdeki reaksiyonların bir jeneratörden kimyasal formda enerji depolamasına neden olur. Ters kimyasal reaksiyonlar, talep üzerine elektriğin bataryadan çıkıp tekrar şebekeye akmasına neden olur.

Piyasada bulunan ilk akü, sabit, merkezi uygulamalar için kullanılan su basmış kurşun asitli aküdür. Valf regülasyonlu kurşun asit (VRLA) batarya, piyasada bulunan en yeni seçenektir. VRLA bataryası az bakım gerektirir, dökülme ve sızdırmazdır ve nispeten kompakttır.

Volanlar
Volanlar şu anda kamu hizmeti ile ilgili olmayan bir dizi uygulamada kullanılmaktadır. Ancak son zamanlarda, araştırmacılar yardımcı enerji depolama uygulamalarını keşfetmeye başladılar. Bir volan depolama cihazı, çok yüksek hızda dönen bir volan ve volanı döndürmek ve enerji depolamak için bir motor olarak veya içinde depolanan enerjiyi kullanarak talep üzerine elektrik gücü üretmek için bir jeneratör olarak çalışabilen entegre bir elektrikli aparattan oluşur. volan.

Gelişmiş Elektrokimyasal Kapasitörler / Süper Kapasitörler
Süper kapasitörler, aynı zamanda, elektrik hizmeti uygulamaları için bir enerji depolama teknolojisi olarak geliştirmenin ilk aşamalarında bulunan ultra kapasitörler olarak da bilinirler. Bir elektrokimyasal kapasitör, hem pil hem de kapasitör ile ilgili bileşenlere sahiptir.

Sonuç olarak, hücre voltajı birkaç volt ile sınırlıdır. Özellikle, şarj, bir bataryadaki gibi iyonlar tarafından depolanır. Ancak, geleneksel bir kapasitörde olduğu gibi, enerji dağıtımında hiçbir kimyasal reaksiyon gerçekleşmez. Bir elektrokimyasal kapasitör, iki zıt yüklü elektrottan, bir ayırıcıdan, elektrolitten ve akım toplayıcılardan oluşur.

Halihazırda, yedi ila on watt aralığındaki çok küçük süper kapasitörler, tüketici güç kalitesi uygulamaları için ticari olarak yaygın olarak mevcuttur ve genellikle ev tipi elektrikli cihazlarda bulunur. Daha büyük ölçekli kapasitörlerin geliştirilmesi elektrikli araçlara odaklanmıştır.

Gelecek tahmin edemeyeceğimiz bir şey ama evet, zaman geçtikçe, mevcut enerji kaynaklarının çoğu onları kullanamayacağımız bir noktaya ulaşacak. Burası, alternatif enerji kaynaklarının devreye girdiği ve dünya enerji gereksinimlerinin temel itici güçlerinden biri olacağı yerdir.