Meriv çawa elektrîkê ji şebekeyê hilîne?

Di 50 salên borî de, xerckirina elektrîkê ya cîhanî berdewam zêde bûye, bi texmînek ku karanîna wê di sala 2021an de dora 25,300 terawatt-saetan be. Bi veguherîna ber bi pîşesaziya 4.0 ve, li seranserê cîhanê daxwazên enerjiyê zêde dibin. Ev hejmar her sal zêde dibin, bêyî ku pêdiviyên hêzê yên sektorên pîşesazî û yên din ên aborî tê de bin. Ev guhertina pîşesaziyê û xerckirina hêzê ya bilind bi bandorên guherîna avhewayê yên berbiçavtir ve girêdayî ne ji ber belavbûna zêde ya gazên serayê. Niha, piraniya santralên hilberîna enerjiyê û tesîsên wê ji bo pêkanîna van daxwazan bi giranî xwe dispêrin çavkaniyên sotemeniya fosîl (petrol û gaz). Ev fikarên avhewayê rê li ber hilberîna enerjiya zêde bi karanîna rêbazên kevneşopî digirin. Ji ber vê yekê, pêşxistina pergalên hilanîna enerjiyê yên bikêrhatî û pêbawer ji bo misogerkirina dabînkirina enerjiyê ya domdar û pêbawer ji çavkaniyên nûjenkirî her ku diçe girîngtir dibe.

Sektora enerjiyê bi guhertina ber bi enerjiya nûjenkirî an çareseriyên "kesk" bersiv daye. Veguhestin bi teknîkên çêkirinê yên çêtirbûyî re bûye alîkar, mînakî bûye sedema çêkirina perrên turbînên bayê yên bi bandortir. Her wiha, lêkolîner karîne karîgeriya şaneyên fotovoltaîk baştir bikin, ku bûye sedema hilberîna enerjiyê ya çêtir li gorî qada karanînê. Di sala 2021an de, hilberîna elektrîkê ji çavkaniyên fotovoltaîk ên rojê (PV) bi girîngî zêde bû, gihîşt 179 TWh rekord û li gorî sala 2020an mezinbûnek 22% temsîl dike. Teknolojiya PV ya rojê niha 3,6% ji hilberîna elektrîkê ya cîhanî pêk tîne û niha piştî hîdroelektrîk û bayê sêyemîn çavkaniya enerjiya nûjenkirî ya herî mezin e.

Lêbelê, ev pêşketin hin kêmasiyên xwerû yên pergalên enerjiya nûjenkirî, bi taybetî hebûnê, çareser nakin. Piraniya van rêbazan wekî santralên elektrîkê yên komir û petrolê enerjiyê li gorî daxwazê hilberînin. Mînakî, derana enerjiya rojê di tevahiya rojê de bi guherînên li gorî goşeyên tîrêjên rojê û pozîsyona panela PV-ê peyda dibe. Ew nikare di şevê de enerjiyê hilberîne, di heman demê de derana wê di demsala zivistanê û di rojên pir ewrîn de bi girîngî kêm dibe. Hêza bayê jî ji guherînên li gorî leza bayê zirarê dibîne. Ji ber vê yekê, ev çareserî hewce ne ku bi pergalên hilanîna enerjiyê re werin hevber kirin da ku dabînkirina enerjiyê di demên hilberîna kêm de bidome.

Sîstemên depokirina enerjiyê çi ne?

Sîstemên hilanîna enerjiyê dikarin enerjiyê hilînin da ku di qonaxek paşîn de were bikar anîn. Di hin rewşan de, dê celebek veguherîna enerjiyê di navbera enerjiya hilanîn û enerjiya peydakirî de hebe. Nimûneya herî gelemperî bataryayên elektrîkê yên wekî bataryayên lîtyûm-îyon an bataryayên asîda ser-pêl in. Ew bi rêya reaksiyonên kîmyewî yên di navbera elektrod û elektrolîtê de enerjiya elektrîkê peyda dikin.

Pîl, an BESS (sîstema hilanîna enerjiya pîlê), rêbaza hilanîna enerjiyê ya herî gelemperî temsîl dike ku di sepanên jiyana rojane de tê bikar anîn. Sîstemên din ên hilanînê hene, wek santralên hîdroelektrîkê ku enerjiya potansiyel a ava ku di bendavê de hatî hilanîn vediguherînin enerjiya elektrîkê. Avê ku dikeve xwarê dê çerxa turbînekê bizivirîne ku enerjiya elektrîkê hildiberîne. Nimûneyek din gaza pêçayî ye, piştî berdanê gaz dê çerxa turbînê bizivirîne û enerjiyê hildiberîne.

Tiştê ku bataryayan ji rêbazên din ên hilanînê cuda dike, qadên wan ên potansiyel ên xebitandinê ne. Ji cîhazên piçûk û dabînkirina hêza otomobîlan bigire heya sepanên malê û zeviyên mezin ên enerjiya rojê, batarya dikarin bi rengek bêkêmasî bi her serîlêdana hilanîna derveyî torê re werin entegre kirin. Ji hêla din ve, rêbazên hîdroenerjiyê û hewaya pêçayî ji bo hilanînê binesaziyên pir mezin û tevlihev hewce dikin. Ev dibe sedema lêçûnên pir zêde ku ji bo ku ew were rewakirin, sepanên pir mezin hewce dike.

Dozên bikar bînin ji bo sîstemên hilanînê yên derveyî torê.

Wekî ku berê jî hate gotin, pergalên hilanîna enerjiyê yên derveyî torê dikarin karanîn û girêdana bi rêbazên enerjiya nûjenkirî yên wekî enerjiya rojê û bayê hêsantir bikin. Digel vê yekê, sepanên din jî hene ku dikarin ji pergalên weha pir sûd werbigirin.

Şebekeyên elektrîkê yên bajaran armanc dikin ku li gorî dabînkirin û daxwaza her bajarî mîqdara rast a enerjiyê peyda bikin. Hêza pêwîst dikare di tevahiya rojê de biguhere. Sîstemên hilanîna derveyî torê ji bo sivikkirina guherînan û peydakirina aramiya bêtir di rewşên daxwaza lûtkeyê de hatine bikar anîn. Ji perspektîfek cûda ve, pergalên hilanîna derveyî torê dikarin pir sûdmend bin ji bo telafîkirina her xeletiyek teknîkî ya nepêşbînîkirî di tora elektrîkê ya sereke de an di dema demên lênêrînê yên bernamekirî de. Ew dikarin hewcedariyên enerjiyê bicîh bînin bêyî ku li çavkaniyên enerjiyê yên alternatîf bigerin. Mirov dikare mînaka bahoza qeşayê ya Teksasê di destpêka Sibata 2023-an de bide ku bi qasî 262,000 kes bê elektrîk hişt, di heman demê de tamîr ji ber şert û mercên hewayê yên dijwar dereng ketin.

Wesayîtên elektrîkê serîlêdanek din in. Lêkolîneran gelek hewl dane ku stratejiyên çêkirin û barkirin/daxistina bateriyan baştir bikin da ku temenê bateriyan û dendika hêzê dirêj bikin. Bateriyên lîtyûm-îyon di pêşengiya vê şoreşa piçûk de cih girtine û bi berfirehî di otomobîlên elektrîkê yên nû de û her weha di otobusên elektrîkê de jî hatine bikar anîn. Bateriyên çêtir di vê rewşê de dikarin bi teknolojiyên rast rê li ber kîlometreyan mezintir bigirin lê di heman demê de demên barkirinê jî kêm bikin.

Pêşketinên din ên teknolojîk ên wekî UAV û robotên mobîl ji pêşkeftina bateriyê gelek sûd wergirtine. Stratejiyên tevgerê û kontrolê yên li wir bi giranî bi kapasîteya bateriyê û hêza peydakirî ve girêdayî ne.

BESS çi ye?

BESS an jî sîstema hilanîna enerjiya pîlê sîstemeke hilanîna enerjiyê ye ku dikare ji bo hilanîna enerjiyê were bikar anîn. Ev enerjî dikare ji tora sereke an jî ji çavkaniyên enerjiya nûjenkirî yên wekî enerjiya bayê û enerjiya rojê were. Ew ji gelek pîlê pêk tê ku di mîhengên cûda (rêzik/paralel) û li gorî hewcedariyan hatine rêzkirin. Ew bi înverterekê ve girêdayî ne ku ji bo veguherandina hêza DC bo hêza AC ji bo karanînê tê bikar anîn. Asîstema rêveberiya pîlê (BMS)Ji bo çavdêriya rewşa bateriyê û operasyona şarjkirin/daxistinê tê bikar anîn.

Li gorî sîstemên din ên depokirina enerjiyê, ew ji bo bicihkirin/girêdanê bi taybetî maqûl in û hewcedariya wan bi binesaziyek pir biha nîne, lê dîsa jî lêçûnek girîng heye û li gorî karanînê hewceyê lênêrînek birêkûpêktir in.

Mezinahî û adetên karanînê yên BESS

Xalek girîng a ku divê dema sazkirina pergala hilanîna enerjiya pîlê were çareserkirin, mezinahî ye. Çend pîl hewce ne? Bi çi konfigurasyonê? Di hin rewşan de, celebê pîlê dikare di warê teserûfa lêçûn û karîgeriyê de di demek dirêj de roleke girîng bilîze.

Ev li gorî her rewşê tê kirin ji ber ku serîlêdan dikarin ji malên piçûk bigire heya santralên pîşesaziyê yên mezin bin.

Çavkaniya enerjiya nûjenkirî ya herî gelemperî ji bo malên piçûk, nemaze li deverên bajarî, enerjiya rojê ye ku panelên fotovoltaîk bikar tîne. Endezyar bi gelemperî dê xerckirina navînî ya enerjiyê ya malê li ber çavan bigire û tîrêjiya rojê di seranserê salê de ji bo cîhê taybetî binirxîne. Hejmara bataryayan û mîhenga tora wan tê hilbijartin da ku li gorî daxwazên malê di dema dabînkirina enerjiya rojê ya herî kêm a salê de be, bêyî ku bi tevahî bataryayan vala bike. Ev çareseriyek e ku serbixwebûna tevahî ya enerjiyê ji tora sereke hebe.

Parastina rewşek nisbeten nerm a şarjê an jî ne valakirina bi tevahî ya bataryayan tiştek e ku di destpêkê de dibe ku ne aqilane be. Axir, çima pergala hilanînê bikar bînin ger em nekarin potansiyela wê ya tevahî derxînin? Di teorîyê de mimkun e, lê dibe ku ew ne stratejiya ku vegera veberhênanê herî zêde dike be.

Yek ji dezavantajên sereke yên BESS lêçûna nisbeten bilind a bataryayan e. Ji ber vê yekê, hilbijartina adetek karanînê an stratejiyek barkirin/daxistinê ku temenê bataryayê herî zêde dike pir girîng e. Mînakî, bataryayên asîda serşokê bêyî ku zirarên bêveger bibînin, nikarin di bin kapasîteya 50% de werin daxistin. Bataryayên lîtyûm-îyon xwedî dendika enerjiyê ya bilindtir û temenê çerxa dirêj in. Ew dikarin bi karanîna rêzeyên mezintir jî werin daxistin, lê ev bi lêçûna bihayê zêde tê. Di navbera kîmyewiyên cûda de cûdahiyek mezin di lêçûnê de heye, bataryayên asîda serşokê dikarin bi sedan heta bi hezaran dolaran ji bataryayek lîtyûm-îyon a bi heman mezinahî erzantir bin. Ji ber vê yekê bataryayên asîda serşokê di sepanên rojê de li welatên cîhana 3-an û civakên xizan herî zêde têne bikar anîn.

Performansa bateriyê di dema temenê wê de ji ber xirabûnê pir bandor dibe, performansek wê ya sabît tune ku bi têkçûna ji nişka ve bi dawî dibe. Di şûna wê de, kapasîte û ya ku tê peyda kirin dikare gav bi gav kêm bibe. Di pratîkê de, temenê bateriyekê wekî ku xilas bûye tê hesibandin dema ku kapasîteya wê digihîje %80ê kapasîteya xwe ya orîjînal. Bi gotineke din, dema ku kapasîteya wê ji %20 kêm dibe. Di pratîkê de, ev tê vê wateyê ku mîqdarek kêmtir enerjî dikare were peyda kirin. Ev dikare bandorê li ser demên karanîna pergalên bi tevahî serbixwe û mîqdara mîlê ku EV dikare bigire bike.

Xalek din a ku divê were hesibandin ewlehî ye. Bi pêşketinên di çêkirin û teknolojiyê de, pîlên vê dawiyê bi gelemperî ji hêla kîmyayî ve stabîltir bûne. Lêbelê, ji ber dîroka xirabûn û îstismara, pîlên dikarin bikevin nav revîna germî ku dikare bibe sedema encamên karesatbar û di hin rewşan de jiyana xerîdaran bixe xeterê.

Ji ber vê yekê ye ku şîrketan nermalava çavdêriya bateriyê (BMS) ya çêtir pêşxistine da ku karanîna bateriyê kontrol bikin û di heman demê de rewşa tenduristiyê jî bişopînin da ku di wextê xwe de lênêrîna bateriyê peyda bikin û ji encamên giran dûr bisekinin.

Xelasî

Sîstemên depokirina enerjiyê yên şebekeyê firsendek mezin peyda dikin da ku ji şebekeya sereke serbixwebûna enerjiyê bi dest bixin, lê di heman demê de di demên bêhnvedanê û demên barkirina lûtkeyê de çavkaniyek yedek a enerjiyê peyda dikin. Pêşveçûna wan dê veguherîna ber bi çavkaniyên enerjiya kesktir hêsan bike, bi vî rengî bandora hilberîna enerjiyê li ser guherîna avhewayê sînordar bike di heman demê de hewcedariyên enerjiyê bi mezinbûna domdar a xerckirinê bicîh bîne.

Sîstemên hilanîna enerjiya bateriyê ji bo sepanên rojane yên herî zêde têne bikar anîn û ji bo sazkirina wan herî hêsan in. Nermbûna wan a bilind bi lêçûnek nisbeten bilind re tê asteng kirin, ku dibe sedema pêşxistina stratejiyên çavdêriyê da ku temenê bateriyê bi qasî ku pêkan dirêj bike. Niha, pîşesazî û akademî gelek hewl didin ku hilweşîna bateriyê di bin şert û mercên cûda de lêkolîn bikin û fêm bikin.