อุปกรณ์จัดเก็บพลังงานอุตสาหกรรม

ในสมัยก่อน พลังงานไฟฟ้าที่ได้จากโรงไฟฟ้าพลังน้ำจะถูกส่งไปยังผู้บริโภคทันที: หลอดไฟติดสว่าง เครื่องยนต์เดิน อย่างไรก็ตาม ในปัจจุบันนี้ เนื่องจากความสามารถในการผลิตไฟฟ้าได้ขยายตัวอย่างมาก คำถามเกี่ยวกับวิธีที่มีประสิทธิภาพในการจัดเก็บพลังงานที่ผลิตขึ้นจึงได้รับการหยิบยกขึ้นมาอย่างจริงจังในหลายๆ วิธี ได้แก่ แหล่งพลังงานหมุนเวียนต่างๆ.

ดังที่คุณทราบในระหว่างวันมนุษย์ใช้พลังงานมากกว่าตอนกลางคืน ชั่วโมงของปริมาณไฟฟ้าสูงสุดในเมืองจะขึ้นอยู่กับเวลาเช้าและเย็นที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด ในขณะที่การผลิตพืช (โดยเฉพาะแสงอาทิตย์ ลม ฯลฯ) จะสร้างพลังงานเฉลี่ยที่แน่นอนซึ่งแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละช่วงเวลาของวันและขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ

ในสถานการณ์เช่นนี้ ไม่ใช่เรื่องดีที่โรงไฟฟ้าจะมีที่เก็บไฟฟ้าสำรองที่สามารถจ่ายพลังงานที่ต้องการได้ตลอดเวลาของวัน ลองมาดูเทคโนโลยีที่ดีที่สุดในการแก้ปัญหานี้

การจัดเก็บพลังงานไฮดรอลิก

วิธีที่เก่าแก่ที่สุดที่ยังไม่สูญเสียความเกี่ยวข้องไปจนทุกวันนี้ ถังเก็บน้ำขนาดใหญ่สองถังอยู่เหนืออีกถังหนึ่ง น้ำในถังด้านบนก็เหมือนกับวัตถุใดๆ ที่ยกขึ้นสูง มีพลังงานศักย์สูงกว่าน้ำในถังด้านล่าง

เมื่อการใช้พลังงานของโรงไฟฟ้าต่ำ ในเวลานั้น น้ำจะถูกสูบเข้าสู่อ่างเก็บน้ำด้านบนด้วยเครื่องสูบน้ำ ในช่วงชั่วโมงเร่งด่วน เมื่อโรงงานถูกบังคับให้ป้อนพลังงานสูงไปยังกริด น้ำจากถังด้านบนจะถูกเปลี่ยน ผ่านกังหันของเครื่องเติมไฮโดรเจนจึงสร้างพลังที่เพิ่มขึ้น

ในประเทศเยอรมนี โครงการของเครื่องกักเก็บน้ำประเภทนี้กำลังได้รับการพัฒนาสำหรับการก่อสร้างในภายหลังที่ไซต์ของเหมืองถ่านหินเก่า เช่นเดียวกับที่ก้นมหาสมุทรในโกดังทรงกลมที่สร้างขึ้นเป็นพิเศษเพื่อจุดประสงค์นี้

การเก็บพลังงานในรูปของอากาศอัด

เช่นเดียวกับสปริงอัด อากาศอัดที่ฉีดเข้าไปในกระบอกสูบสามารถกักเก็บพลังงานในรูปแบบที่มีศักยภาพ เทคโนโลยีนี้ถูกคิดค้นโดยวิศวกรมาเป็นเวลานาน แต่ไม่ได้นำมาใช้งานเนื่องจากมีค่าใช้จ่ายสูง แต่ความเข้มข้นของพลังงานในระดับที่สูงมากสามารถทำได้ในระหว่างการบีบอัดก๊าซอะเดียแบติกด้วยเครื่องอัดแบบพิเศษ

แนวคิดคือ: ระหว่างการทำงานปกติ ปั๊มจะสูบอากาศเข้าไปในถัง และในช่วงที่โหลดสูงสุด อากาศอัดจะถูกปล่อยออกจากถังภายใต้แรงดันและหมุนกังหันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า มีระบบที่คล้ายกันหลายระบบในโลก หนึ่งในผู้พัฒนาที่ใหญ่ที่สุดคือ Hydrostar บริษัทแคนาดา

เกลือหลอมเหลวเป็นตัวสะสมความร้อน

แผงเซลล์แสงอาทิตย์ ไม่ใช่เครื่องมือเดียวในการแปลงพลังงานรังสีของดวงอาทิตย์รังสีอินฟราเรดจากแสงอาทิตย์ เมื่อเข้มข้นอย่างเหมาะสม สามารถให้ความร้อนและละลายเกลือและแม้แต่โลหะได้

นี่คือวิธีการทำงานของเสาสุริยะ โดยตัวสะท้อนแสงหลายตัวจะส่งพลังงานจากดวงอาทิตย์ไปยังถังเกลือซึ่งติดตั้งอยู่บนยอดหอคอยที่สร้างขึ้นในใจกลางสถานี จากนั้นเกลือที่หลอมละลายจะปล่อยความร้อนให้กับน้ำ ซึ่งกลายเป็นไอน้ำที่หมุนกังหันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ดังนั้น ก่อนที่จะเปลี่ยนเป็นไฟฟ้า ความร้อนจะถูกเก็บไว้ในตัวสะสมความร้อนโดยใช้เกลือหลอมเหลวเป็นอันดับแรก เทคโนโลยีนี้ถูกนำมาใช้แล้ว เช่น ในสหรัฐอาหรับเอมิเรตส์ Georgia Tech ได้พัฒนาอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นสำหรับการจัดเก็บความร้อนของโลหะหลอมเหลว

แบตเตอรี่เคมี

แบตเตอรี่ลิเธียม สำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานลม — นี่เป็นเทคโนโลยีเดียวกับแบตเตอรี่สำหรับสมาร์ทโฟนและแล็ปท็อป แต่จะมี "แบตเตอรี่" ดังกล่าวหลายพันก้อนในที่เก็บสำหรับโรงไฟฟ้า เทคโนโลยีนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่ใช้ในสหรัฐอเมริกาในปัจจุบัน ตัวอย่างล่าสุดของโรงงานขนาด 4 MWh คือโรงงานที่เพิ่งสร้างโดย Tesla ในออสเตรเลีย สถานีสามารถส่งพลังงานสูงสุด 100 เมกะวัตต์ไปยังโหลด

สารเคมีสะสมรั่วไหล

หากในแบตเตอรี่ทั่วไป อิเล็กโทรดไม่เคลื่อนที่ ในแบตเตอรี่โฟลว์ ของเหลวที่มีประจุไฟฟ้าจะทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรด ของเหลวสองชนิดเคลื่อนที่ผ่านเซลล์เชื้อเพลิงแบบเมมเบรน ซึ่งปฏิกิริยาอิออนของอิเล็กโทรดของเหลวจะเกิดขึ้น และประจุไฟฟ้าของสัญญาณต่างๆ จะถูกสร้างขึ้นในเซลล์โดยไม่ต้องผสมของเหลว อิเล็กโทรดแบบอยู่กับที่จะติดตั้งอยู่ในเซลล์เพื่อจ่ายพลังงานไฟฟ้าที่โหลดไปยังโหลด

ดังนั้น ในฐานะส่วนหนึ่งของโครงการ brine4power ในเยอรมนี จึงมีแผนที่จะติดตั้งแท็งก์ที่มีอิเล็กโทรไลต์ (วาเนเดียม น้ำเกลือ สารละลายคลอรีน หรือสังกะสี) ไว้ใต้ดิน และจะมีการสร้างแบตเตอรี่โฟลว์ขนาด 700 เมกะวัตต์ชั่วโมงในถ้ำในท้องถิ่น เป้าหมายหลักของโครงการคือการสร้างความสมดุลของการกระจายพลังงานหมุนเวียนตลอดทั้งวัน เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาไฟฟ้าดับเนื่องจากไม่มีลมหรือสภาพอากาศที่มีเมฆมาก

ซุปเปอร์ฟลายวีลไดนามิกสตอเรจ

หลักการนี้ขึ้นอยู่กับการแปลงกระแสไฟฟ้าก่อน — ในรูปของพลังงานจลน์ของการหมุนของซุปเปอร์ฟลายวีลและถ้าจำเป็น ให้เปลี่ยนกลับเป็นพลังงานไฟฟ้า (มู่เล่จะเปลี่ยนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า)

ในขั้นต้น มู่เล่จะถูกเร่งโดยมอเตอร์กำลังต่ำจนกระทั่งการใช้โหลดสูงสุด และเมื่อโหลดถึงจุดสูงสุด พลังงานที่มู่เล่เก็บไว้สามารถส่งได้ด้วยกำลังที่มากขึ้นหลายเท่า เทคโนโลยีนี้ไม่พบการใช้งานในอุตสาหกรรมในวงกว้าง แต่ถือว่ามีแนวโน้มว่าจะนำไปใช้ในแหล่งพลังงานสำรองที่ทรงพลัง