Soňky 50 ýylyň dowamynda dünýäde elektrik energiýasynyň sarp edilişi yzygiderli artýar, 2021-nji ýylda sarp edilişi takmynan 25,300 terawatt-sagat boldy. Senagat 4.0-a geçmek bilen, dünýäde energiýa zerurlyklary artýar. Bu sanlar her ýyl artýar, senagat we beýleki ykdysady pudaklaryň energiýa zerurlyklaryny hasaba almasaň. Bu senagat üýtgeşmesi we ýokary energiýa sarp edilişi parnik gazlarynyň aşa köp zyňyndylary sebäpli howanyň üýtgemeginiň has aýdyň täsirleri bilen utgaşýar. Häzirki wagtda elektrik energiýasyny öndürýän stansiýalaryň we desgalaryň köpüsi şeýle islegleri kanagatlandyrmak üçin gazylyp alynýan ýangyç çeşmelerine (nebit we gaz) uly derejede bil baglaýar. Bu howa meseleleri adaty usullary ulanyp goşmaça energiýa öndürmegi gadagan edýär. Şeýlelik bilen, gaýtadan dikeldilýän çeşmelerden energiýanyň üznüksiz we ygtybarly üpjünçiligini üpjün etmek üçin netijeli we ygtybarly energiýa saklaýyş ulgamlarynyň döredilmegi barha möhümleşýär.
Energetika pudagy gaýtadan dikeldilýän energiýa ýa-da "ýaşyl" çözgütlere geçmek bilen jogap berdi. Bu geçişe önümçilik tehnikalarynyň kämilleşdirilmegi kömek etdi, mysal üçin, ýel turbinalarynyň has netijeli önümçiligine getirdi. Şeýle hem, ylmy işgärler fotowoltaik öýjükleriň netijeliligini ýokarlandyryp, ulanyş meýdany boýunça has gowy energiýa öndürmäge mümkinçilik aldylar. 2021-nji ýylda gün fotowoltaik (PV) çeşmelerinden elektrik energiýasynyň öndürilişi ep-esli artdy we rekord derejede 179 TWh-a ýetdi we 2020-nji ýyl bilen deňeşdirilende 22% ösüş görkezdi. Gün PV tehnologiýasy häzirki wagtda global elektrik energiýasynyň öndürilişiniň 3,6% -ni düzýär we häzirki wagtda gidroenergetika we ýel energiýasyndan soň üçünji uly gaýtadan dikeldilýän energiýa çeşmesi bolup durýar.
Şeýle-de bolsa, bu üstünlikler gaýtadan dikeldilýän energiýa ulgamlarynyň käbir kemçiliklerini, esasan hem elýeterliligini çözmeýär. Bu usullaryň köpüsi kömür we nebit elektrik stansiýalary ýaly isleg boýunça energiýa öndürmeýär. Mysal üçin, gün energiýasynyň çykarylyşy gün şöhlelenme burçlaryna we fotoelektrik panelleriň ýerleşişine baglylykda üýtgeşiklikler bilen gün boýy elýeterlidir. Ol gijelerine hiç hili energiýa öndürip bilmeýär, gyş möwsüminde we örän bulutly günlerde onuň çykarylyşy ep-esli azalýar. Ýel energiýasy hem ýeliň tizligine baglylykda üýtgeşikliklerden ejir çekýär. Şonuň üçin, pes çykarylyşy bolan döwürlerde energiýa üpjünçiligini dowam etdirmek üçin bu çözgütleri energiýa saklaýyş ulgamlary bilen utgaşdyrmak gerek.
Energiýa saklaýyş ulgamlary näme?
Energiýa saklaýyş ulgamlary energiýany soňraky tapgyrda ulanmak üçin saklap bilýär. Käbir ýagdaýlarda, saklanan energiýa bilen berlen energiýanyň arasynda energiýa öwrülmeginiň bir görnüşi bolar. Iň köp duş gelýän mysal litium-ion batareýalary ýa-da gurşun-kislotaly batareýalar ýaly elektrik batareýalarydyr. Olar elektrodlar bilen elektrolit arasyndaky himiki reaksiýalar arkaly elektrik energiýasyny üpjün edýärler.
Batareýalar ýa-da BESS (batareýa energiýasyny saklamak ulgamy) gündelik durmuşda ulanylýan iň köp ýaýran energiýa saklamak usulyny görkezýär. Beýleki saklamak ulgamlary, meselem, suw stansiýalarynda saklanýan suwuň potensial energiýasyny elektrik energiýasyna öwürýän gidroelektrik stansiýalary bar. Aşak düşýän suw elektrik energiýasyny öndürýän turbiniň çarhyny aýlaýar. Başga bir mysal, basylan gazdyr, gaz çykarylanda turbiniň energiýa öndürýän çarhyny aýlaýar.
Batareýalary beýleki saklamak usullaryndan tapawutlandyrýan zat, olaryň mümkin bolan işleýiş ugurlarydyr. Kiçi enjamlardan we awtoulag energiýa üpjünçiliginden başlap, öý hojalyklaryna we uly gün energiýasy stansiýalaryna çenli, batareýalar islendik elektrik ulgamyndan daşarky saklamak ulgamyna bökdençsiz birikdirilip bilner. Beýleki tarapdan, gidroenergetika we basyşly howa usullary saklamak üçin örän uly we çylşyrymly infrastrukturalary talap edýär. Bu bolsa, onuň esaslandyrylmagy üçin örän uly ulanyşlary talap edýän örän ýokary çykdajylara getirýär.
Tordan daşarky saklama ulgamlary üçin gaplary ulanyň.
Öň belläp geçişimiz ýaly, elektrik ulgamyndan daşarky saklaýyş ulgamlary gün we ýel energiýasy ýaly gaýtadan dikeldilýän energiýa usullarynyň ulanylyşyny we olara bil baglamagy ýeňilleşdirip biler. Şeýle-de bolsa, şeýle ulgamlardan uly peýda alyp biljek başga ulanylyşlar hem bar.
Şäher elektrik ulgamlary her şäheriň üpjünçiligine we islegine esaslanyp, zerur mukdarda elektrik energiýasyny üpjün etmäge gönükdirilendir. Zerur bolan elektrik energiýasy günüň dowamynda üýtgeýär. Elektrik ulgamyndan daşary saklaýyş ulgamlary üýtgemeleri azaltmak we iň ýokary isleg ýagdaýynda has durnuklylyk üpjün etmek üçin ulanyldy. Başga bir nukdaýnazardan, elektrik ulgamyndan daşary saklaýyş ulgamlary esasy elektrik ulgamynda ýa-da bellenen tehniki hyzmat döwürlerinde garaşylmadyk tehniki näsazlyklaryň öwezini dolmak üçin örän peýdaly bolup biler. Olar alternatiw energiýa çeşmelerini gözläp oturmazdan, elektrik energiýasy zerurlyklaryny kanagatlandyryp bilýärler. Mysal üçin, 2023-nji ýylyň fewral aýynyň başynda Tehasda bolan buz tupany mysal getirip bolar, ol takmynan 262 000 adamy elektriksiz galdyrdy, abatlaýyş işleri bolsa howa şertleriniň kynlygy sebäpli yza tesdirildi.
Elektrik ulaglary başga bir ulanylyşdyr. Barlagçylar batareýalaryň ömrüni we energiýa dykyzlygyny uzaltmak üçin batareýa öndürmek we zarýadlamak/razryadlamak strategiýalaryny optimizirlemek üçin köp tagalla etdiler. Litiý-ion batareýalary bu kiçi rewolýusiýanyň öň hatarynda boldy we täze elektrik awtoulaglarynda, şeýle hem elektrik awtobuslarynda giňden ulanyldy. Bu ýagdaýda has gowy batareýalar has köp ýol geçmäge, şeýle hem dogry tehnologiýalar bilen zarýadlamak wagtyny azaltmaga getirip biler.
Uçarmansyz uçarlar we ykjam robotlar ýaly beýleki tehnologik ösüşler batareýanyň işlenip düzülmeginden uly peýda gördü. Şol ýerde hereket strategiýalary we dolandyryş strategiýalary batareýanyň kuwwatyna we berlen güýje uly derejede daýanýar.
BESS näme?
BESS ýa-da batareýa energiýasyny saklamak ulgamy energiýany saklamak üçin ulanylyp bilinýän energiýany saklamak ulgamydyr. Bu energiýa esasy elektrik ulgamyndan ýa-da ýel energiýasy we gün energiýasy ýaly gaýtadan dikeldilýän energiýa çeşmelerinden gelip bilýär. Ol dürli konfigurasiýalarda (yzygiderli/parallel) we talaplara laýyklykda ölçeglerde ýerleşdirilen köp sanly batareýalardan ybarat. Olar ulanmak üçin DC energiýasyny AC energiýasyna öwürmek üçin ulanylýan inwertora birikdirilendir. Abatareýa dolandyryş ulgamy (BMS)batareýanyň ýagdaýyny we zarýad beriş/düşürme işini gözegçilikde saklamak üçin ulanylýar.
Beýleki energiýa saklaýyş ulgamlary bilen deňeşdirilende, olar ýerleşdirmek/birikdirmek üçin has çeýedir we örän gymmat infrastruktura talap etmeýär, ýöne olar henizem ep-esli çykdajy talap edýär we ulanylyşyna baglylykda has yzygiderli tehniki hyzmat talap edýär.
BESS ölçegleri we ulanyş endikleri
Batareýa energiýasyny saklaýyş ulgamyny gurnamakda üns berilmeli möhüm mesele ölçeglerdir. Näçe batareýa gerek? Haýsy konfigurasiýada? Käbir ýagdaýlarda batareýanyň görnüşi uzak möhletde çykdajylary tygşytlamak we netijelilik babatda möhüm rol oýnap biler.
Bu her bir ýagdaý üçin aýratynlykda edilýär, sebäbi ulanylyşlar kiçi hojalyklardan başlap, iri senagat zawodlaryna çenli dürli bolup biler.
Kiçi hojalyklar, esasanam şäher ýerlerinde iň köp ýaýran gaýtadan dikeldilýän energiýa çeşmesi fotowoltaik panelleri ulanýan gün energiýasydyr. Inžener, umuman, hojalygyň ortaça energiýa sarp edilişini göz öňünde tutup, belli bir ýer üçin ýylyň dowamynda gün şöhlelenmesini kesgitleýär. Batareýalaryň sany we olaryň tor konfigurasiýasy ýylyň iň pes gün energiýasy üpjünçiligi döwründe hojalyk zerurlyklaryna laýyk gelmek üçin saýlanýar, batareýalary doly boşatmaýar. Bu esasy ulgamdan doly energiýa garaşsyzlygyna eýe bolmak çözgüdini göz öňünde tutýar.
Batareýalaryň zarýadyny ortaça derejede saklamak ýa-da doly boşaltmazlyk ilki başda ters bolup biler. Galyberse-de, eger biz ony doly potensialdan çykaryp bilmesek, näme üçin saklaýyş ulgamyny ulanmaly? Teoriýa taýdan bu mümkin, ýöne maýa goýumlarynyň girdejisini iň ýokary derejä çykarýan strategiýa bolup bilmez.
BESS-iň esasy kemçilikleriniň biri batareýalaryň deňeşdirme boýunça ýokary bahasydyr. Şonuň üçin batareýanyň ömrüni iň ýokary derejä çykarýan ulanyş endigini ýa-da zarýadlamak/zarýadsyzlandyrmak strategiýasyny saýlamak möhümdir. Mysal üçin, gurşun-kislotaly batareýalar gaýtaryp bolmajak zyýan çekmezden 50% kuwwatlylygyndan aşak zarýadlanyp bilinmez. Litiý-ion batareýalary ýokary energiýa dykyzlygyna we uzak möhletli ömre eýedir. Olar has uly diapazonlarda zarýadlanyp hem bilner, ýöne bu gymmat bahanyň ýokarlanmagyna getirýär. Dürli himiki maddalaryň arasynda bahalarda uly tapawut bar, gurşun-kislotaly batareýalar şol bir ululykdaky litý-ion batareýasyndan ýüzlerçe we müňlerçe dollar arzan bolup biler. Şonuň üçin gurşun-kislotaly batareýalar üçünji dünýä ýurtlarynda we garyp jemgyýetlerde gün energiýasy ulgamlarynda iň köp ulanylýar.
Batareýanyň işleýşi onuň ömrüniň dowamynda pese gaçmagyndan uly täsirlenýär, onuň birdenkä näsazlyk bilen gutarýan durnukly işleýşi bolmaýar. Gaýtam, berlen kuwwatlylyk we kuwwaty yzygiderli pese gaçýar. Iş ýüzünde, batareýanyň kuwwaty asyl kuwwatynyň 80% -ine ýetende, onuň işleýşi gutaran hasaplanýar. Başgaça aýdylanda, kuwwaty 20% pese gaçanda. Iş ýüzünde, bu energiýanyň az mukdarynyň berlip bilinjekdigini aňladýar. Bu doly garaşsyz ulgamlaryň ulanyş möhletlerine we elektrik awtoulagynyň geçip biljek kilometresine täsir edip biler.
Başga bir göz öňünde tutulmaly mesele howpsuzlykdyr. Önümçiligiň we tehnologiýanyň ösmegi bilen, soňky döwürde ulanylýan batareýalar, umuman, himiki taýdan has durnukly boldy. Şeýle-de bolsa, zaýalanma we ulanylyş taryhy sebäpli, öýjükler termal gaçyşa uçup bilýär, bu bolsa betbagtçylykly netijelere getirip bilýär we käbir ýagdaýlarda sarp edijileriň janyny howp astyna goýýar.
Şonuň üçin kompaniýalar batareýanyň ulanylyşyny gözegçilikde saklamak, şeýle hem wagtynda tehniki hyzmat etmek we ýaramaz netijeleriň öňüni almak üçin saglyk ýagdaýyna gözegçilik etmek üçin has gowy batareýa gözegçilik programma üpjünçiligini (BMS) işläp düzdüler.
Netije
Elektrik ulgamy energiýany saklamak ulgamlary esasy elektrik ulgamyndan garaşsyzlyga ýetmek üçin ajaýyp mümkinçilik döredýär, şeýle hem elektrik togunyň iş wagtynda we iň ýokary ýüklenme döwürlerinde ätiýaçlyk energiýa çeşmesini üpjün edýär. Bu ulgamyň ösdürilmegi has ýaşyl energiýa çeşmelerine geçmegi ýeňilleşdirer, şeýlelik bilen energiýa önümçiliginiň howanyň üýtgemegine täsirini çäklendirer we sarp edilişiň yzygiderli artmagy bilen energiýa zerurlyklaryny kanagatlandyrar.
Batareýa energiýasyny saklaýyş ulgamlary iň köp ulanylýan we dürli gündelik ulanylyşlar üçin konfigurirlemegiň iň aňsat ulgamlarydyr. Olaryň ýokary çeýeligi deňeşdirme boýunça ýokary çykdajylar bilen deňeşdirilýär, bu bolsa degişli ömrüni mümkin boldugyça uzaltmak üçin gözegçilik strategiýalarynyň işlenip düzülmegine getirýär. Häzirki wagtda senagat we akademiýa dürli şertlerde batareýanyň zaýalanmagyny öwrenmek we düşünmek üçin köp tagalla edýärler.
Baglanyşykly makala:
Özleşdirilen energiýa çözgütleri – energiýa elýeterliligine rewolýusiýa çemeleşmeleri
Gaýtadan dikeldilýän energiýany iň ýokary derejä çykarmak: Batareýanyň energiýasyny saklamagyň roly
Deňiz energiýasyny saklamak ulgamlary üçin batareýa tehnologiýasyndaky ösüşler
