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Vantaggi e svantaggi dei vari sistemi di accumulo di energia

Tempo:Aug 21, 2023 Viste:892

1. Accumulo di energia meccanica: comprende principalmente l'accumulo tramite pompaggio, l'accumulo di energia ad aria compressa e l'accumulo di energia a volano.


(1) Accumulo tramite pompaggio: si riferisce al processo di utilizzo dell'elettricità in eccesso come mezzo energetico liquido durante i periodi di bassa potenza della rete elettrica per pompare acqua dai bacini con terreno basso a bacini con terreno alto. Durante il picco di carico della rete elettrica, l'acqua dai bacini con terreno alto scorre di nuovo verso il bacino inferiore per azionare i generatori di turbine idrauliche per generare elettricità. L'efficienza è generalmente intorno al 75%, comunemente nota come 4 in e 3 out. Ha una capacità di regolazione giornaliera e viene utilizzata per la regolazione di picco e il backup. Carenze: difficoltà nella selezione della posizione, estremamente dipendente dal terreno; il ciclo di investimento è lungo e le perdite sono elevate, comprese le perdite di pompaggio e le perdite di linea.

(2) Accumulo di energia ad aria compressa: utilizza l'elettricità rimanente dal basso carico del sistema di alimentazione per azionare un compressore d'aria tramite un motore elettrico, che comprime l'aria in una grotta sotterranea sigillata e di grande capacità che funge da camera di stoccaggio del gas. Quando la generazione di energia del sistema è insufficiente, l'aria compressa viene miscelata con olio o gas naturale attraverso uno scambiatore di calore e bruciata, immettendola in una turbina a gas per la generazione di energia. L'accumulo di aria compressa ha anche una funzione di riduzione dei picchi ed è adatto per parchi eolici su larga scala, poiché il lavoro meccanico generato dall'energia eolica può azionare direttamente il compressore per ruotare, riducendo la conversione intermedia in elettricità e migliorando l'efficienza. Difetti: bassa efficienza.


(3) Accumulo di energia a volano: utilizza un volano rotante ad alta velocità per immagazzinare energia sotto forma di energia cinetica. Quando è necessaria energia, il volano rallenta per rilasciare l'energia immagazzinata. Difetti: la densità di energia non è sufficientemente elevata e il tasso di autoscarica è elevato. Se la carica viene interrotta, l'energia si esaurirà automaticamente entro poche o decine di ore.


2. Accumulo di energia elettrica: comprende principalmente l'accumulo di energia con supercondensatori e l'accumulo di energia superconduttiva.


(1) Accumulo di energia con supercondensatori: è una struttura a doppio strato composta da elettrodi porosi al carbone attivo ed elettroliti per ottenere una capacità estremamente elevata. Tempo di carica breve, lunga durata, buone caratteristiche di temperatura, risparmio energetico e protezione ambientale ecologica. Difetti: rispetto alle batterie, la loro densità energetica determina un accumulo di energia relativamente basso a parità di peso, il che porta direttamente a una scarsa resistenza e si basa sulla nascita di nuovi materiali, come il grafene.


(2) Accumulo di energia superconduttiva: un dispositivo che immagazzina energia elettrica utilizzando la caratteristica di resistenza zero di un superconduttore. Il sistema di accumulo di energia superconduttiva comprende approssimativamente quattro parti: bobine superconduttrici, sistemi a bassa temperatura, sistemi di regolazione della potenza e sistemi di monitoraggio. Difetti: l'elevato costo dell'accumulo di energia superconduttiva (materiali e sistemi di refrigerazione a bassa temperatura) ne limita notevolmente l'applicazione. I vincoli di affidabilità ed economia richiedono ancora un'applicazione commerciale.


3. Accumulo di energia elettrochimica: comprende principalmente batterie al piombo, batterie agli ioni di litio, batterie sodio-zolfo e batterie a flusso liquido.


(1) Batteria al piombo: è un tipo di batteria con elettrodi realizzati principalmente in piombo e suoi ossidi e l'elettrolita è una soluzione di acido solforico. Ampiamente utilizzata, con un ciclo di vita di circa 1000 cicli, un'efficienza dell'80% -90% e un elevato rapporto costi-efficacia; Carenze: se si verifica una scarica profonda, rapida e ad alta potenza, la capacità disponibile diminuirà.


(2) Batteria agli ioni di litio: è un tipo di batteria che utilizza litio metallico o lega di litio come materiale dell'elettrodo negativo e utilizza una soluzione elettrolitica non acquosa. Il numero di cicli può raggiungere 5000 o più e la risposta è rapida, rendendola la batteria più pratica con la più alta energia tra le batterie; Carenze: ci sono problemi di sicurezza come prezzi elevati (4 yuan/wh), surriscaldamento causato da sovraccarico e combustione, che richiedono protezione dalla carica.


(3) Batteria sodio-zolfo: è una batteria secondaria che utilizza sodio metallico come elettrodo negativo, zolfo come elettrodo positivo e tubi ceramici come separatore di elettroliti. Il ciclo può raggiungere 4500 volte, il tempo di scarica è di 6-7 ore, l'efficienza del ciclo di andata e ritorno è del 75%, la densità energetica è elevata e il tempo di risposta è rapido. Difetti: a causa dell'uso di sodio liquido, è facile che bruci quando funziona ad alte temperature.


(4) Batteria a flusso di fluido: una batteria ad alte prestazioni che utilizza la separazione degli elettroliti degli elettrodi positivi e negativi e dei rispettivi cicli. Può immagazzinare energia per ore o giorni, con una capacità fino al livello MW; Difetti: il volume della batteria è troppo grande; la batteria richiede una temperatura ambiente troppo elevata; il prezzo è elevato e il sistema è complesso.


4. Accumulo di energia termica


In un sistema di accumulo di energia termica, l'energia termica viene immagazzinata nel mezzo di un contenitore isolato e riconvertita in energia elettrica quando necessario, oppure può essere utilizzata direttamente senza essere riconvertita in energia elettrica. L'accumulo di energia termica può essere ulteriormente suddiviso in accumulo di energia sensibile e latente. L'accumulo di energia termica può immagazzinare una grande quantità di calore, quindi può essere utilizzato per la generazione di energia rinnovabile. Difetti: l'accumulo di energia termica richiede vari fluidi di lavoro termici chimici ad alta temperatura, il cui utilizzo è relativamente limitato.


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