جوهر خزائن تخزين الطاقة: تكنولوجيا البطارية
في الأساس، خزانة تخزين الطاقة عبارة عن "بنك طاقة-كبير الحجم"، ويكمن جوهرها في نظام البطارية. حاليًا، تشمل التقنيات السائدة ما يلي:
بطاريات الليثيوم-أيون: كثافة طاقة عالية (150-250 وات/كجم)، دورة حياة طويلة (3000-5000 دورة)، تمثل أكثر من 90% من حصة سوق تخزين الطاقة العالمية (المصدر: تقرير Bloomberg New Energy Finance 2023). تستخدم منتجات مثل Tesla Powerpack هذه التقنية.
بطاريات الرصاص-الحمضية: منخفضة التكلفة (حوالي 0.5 يوان صيني/وات ساعي)، ولكنها ذات كثافة طاقة منخفضة (30-50 وات ساعة/كجم)، وتستخدم في الغالب للطاقة الاحتياطية.
التقنيات الناشئة: مثل بطاريات أيون الصوديوم- (بتكلفة أقل بنسبة 30% من بطاريات الليثيوم) وبطاريات التدفق (المناسبة لتخزين الطاقة-على المدى الطويل)، وهي حاليًا في المراحل الأولى من التسويق.
كيف يتم "تخزين" الطاقة الكهربائية؟ - عملية تحويل الطاقة
خزانات تخزين الطاقة تحقق عملية الشحن والتفريغ من خلال الخطوات التالية:
تحويل التيار المتردد/المستمر: يتم تحويل طاقة التيار المتردد للشبكة إلى طاقة تيار مستمر بواسطة مقوم وتخزينها في البطارية. الكفاءة تقريبًا 95%-98% (المصدر: IEEE Standard 1547-2018).
نظام إدارة البطارية (BMS): مراقبة الجهد ودرجة الحرارة في الوقت الفعلي-لمنع الشحن الزائد/التفريغ الزائد-. على سبيل المثال، يجب التحكم في درجة حرارة تشغيل بطاريات الليثيوم بين -20 درجة و60 درجة.
تحرير العاكس: أثناء التفريغ، يتم عكس التيار المستمر مرة أخرى إلى التيار المتردد لتزويد الحمل؛ كفاءة العاكس النموذجية هي 97٪.
سيناريوهات التطبيق والإنجازات المستقبلية
قطع ذروة الشبكة: حققت محطة طاقة لتخزين الطاقة بقدرة 100 ميجاوات/200 ميجاوات في الساعة في مقاطعة جيانغسو ذروة الحلاقة وملء الوادي في عام 2022، مما قلل من تكاليف الكهرباء بأكثر من 20 مليون يوان سنويًا.
دعم الطاقة الجديدة: ستتمتع محطات الطاقة الكهروضوئية بنسبة تخزين تتراوح بين 15% إلى 20% (لوائح جديدة في الصين في عام 2023)، مما يحل مشكلة توليد الطاقة المتقطعة.
اتجاهات التكنولوجيا: ستصبح بطاريات الحالة الصلبة- (كثافة طاقة تتجاوز 400 وات ساعة/كجم) وأنظمة التوزيع الذكية التي تعمل بالذكاء الاصطناعي هي الجيل التالي من الإنجازات.