Việc lưu trữ năng lượng là gì

Nature cho con người nhiều nguồn năng lượng: mặt trời, gió, sông và những người khác. Những bất lợi của các máy phát điện năng lượng miễn phí là sự thiếu ổn định. Do đó, trong thời kỳ năng lượng dư thừa được lưu trữ trong lưu trữ và tiêu thụ trong thời kỳ suy giảm tạm thời. lưu trữ năng lượng được đặc trưng bởi các thông số sau:

• Lượng năng lượng dự trữ;
• tỷ lệ của nó tích lũy, và tác động;
• trọng lượng riêng;
• lưu trữ năng lượng thời gian;
• độ tin cậy;
• sản xuất và chi phí bảo trì, và những người khác.

Phương pháp hệ thống hóa nhiều ổ đĩa. Một trong những thuận lợi nhất là việc phân loại của các loại năng lượng được sử dụng trong việc lưu trữ, và một phương pháp để lưu trữ và lợi nhuận của nó. thiết bị lưu trữ năng lượng được chia thành các loại chủ yếu sau đây:

• cơ khí;
• nhiệt;
• điện;
• hóa học.

Tích lũy năng lượng tiềm năng

Bản chất của những thiết bị này không biến chứng. Khi nâng một tích lũy nạp năng lượng tiềm năng, thực hiện công việc hữu ích khi hạ nó. tính năng thiết kế phụ thuộc vào loại hàng hóa. Nó có thể là rắn, lỏng hay chất hạt. Thông thường, các thiết kế của loại thiết bị này rất đơn giản, vì thế mà độ tin cậy cao và tuổi thọ cao. lưu trữ thời gian lưu trữ năng lượng phụ thuộc vào độ bền của vật liệu và có thể đạt tới hàng ngàn. Thật không may, thiết bị như vậy có công suất năng lượng riêng thấp.

ổ Cơ động năng

Trong những thiết bị, năng lượng dự trữ trong phong trào của một cơ thể. Thông thường nó được dao động hoặc pittông chuyển động.

Động năng trong các hệ thống dao động tập trung ở các chuyển động qua lại của cơ thể. Năng lượng được cung cấp và tiêu thụ trong các phần, trong thời gian với sự chuyển động của cơ thể. Cơ chế là khá phức tạp và thất thường trong việc thiết lập. Sử dụng rộng rãi trong đồng hồ cơ khí. Lượng năng lượng dự trữ thường là nhỏ và chỉ thích hợp cho hoạt động của thiết bị.

Ổ đĩa sử dụng con quay hồi chuyển năng lượng

Cổ phiếu năng lượng động học tập trung ở một bánh đà quay. năng lượng bánh đà cụ thể là lớn hơn nhiều so với năng lượng tương đương với tải trọng tĩnh. Có thể trong một khoảng thời gian ngắn nhận được hoặc một sản lượng điện lớn. thời gian lưu trữ năng lượng là nhỏ, và hầu hết các thiết kế được giới hạn trong một vài giờ. công nghệ hiện đại cho phép để mang lại thời gian lưu trữ năng lượng lên đến vài tháng. Bánh đà rất nhạy cảm với những cú sốc. Thiết bị năng lượng là tỷ lệ thuận với tốc độ quay của nó. Vì vậy, trong việc lưu trữ năng lượng và biến đổi trở lại xảy ra tốc độ bánh đà. Một tải thường đòi hỏi một hằng số, tốc độ thấp.

Thiết bị khác đầy hứa hẹn đang supermahovik. Chúng được làm bằng băng thép, sợi tổng hợp hoặc dây. Cấu trúc có thể rắn hoặc có một không gian trống rỗng. Nếu không gian là cuộn dây có sẵn của di chuyển băng về phía ngoại vi của khoảnh khắc xoay quán tính của bánh đà được thay đổi, một phần của năng lượng dự trữ vào mùa xuân bị biến dạng. Trong các thiết bị như vậy, tốc độ quay là ổn định hơn trong cấu trúc tselnotelyh, và tiêu thụ năng lượng của họ là cao hơn nhiều. Ngoài ra, họ là an toàn hơn.

supermahovik hiện đại làm từ sợi Kevlar. Họ xoay trong một buồng chân không với hệ thống treo từ tính. Nó có thể lưu trữ năng lượng trong vài tháng.

Ổ Cơ sử dụng vũ lực đàn hồi

Đây là loại thiết bị có khả năng lưu trữ mật độ năng lượng khổng lồ. Từ ổ đĩa cơ khí nó có hàm lượng năng lượng cao nhất với các thiết bị với kích thước của một vài cm. bánh đà lớn hơn với một tốc độ rất cao quay có mức tiêu thụ năng lượng cao hơn rất nhiều, nhưng họ rất dễ bị tổn thương với các yếu tố bên ngoài, và có ít thời gian để lưu trữ năng lượng.

Ổ Cơ sử dụng năng lượng vào mùa xuân

Khả năng cung cấp sức mạnh cơ khí lớn nhất của tất cả các lớp học của lưu trữ năng lượng. Nó được giới hạn bởi sức mạnh hạn mùa xuân. Năng lượng trong mùa xuân nén có thể được lưu trữ trong nhiều thập kỷ. Tuy nhiên, do biến dạng vĩnh viễn trong sự mệt mỏi kim loại tích tụ và giảm công suất của lò xo. Cùng lúc đó, thép lò xo chất lượng cao, tùy thuộc vào điều kiện hoạt động có thể làm việc cho hàng trăm năm mà không mất đáng kể trong khả năng.

chức năng lò xo có thể thực hiện bất kỳ yếu tố đàn hồi. ban nhạc cao su, ví dụ, mười lần vượt trội so với các sản phẩm thép của năng lượng dự trữ trên một đơn vị khối lượng. Nhưng dịch vụ cao su hạn do lão hóa hóa học chỉ là một vài năm.

ổ đĩa cơ khí, sử dụng năng lượng của khí nén

Trong loại thiết bị lưu trữ năng lượng là do quá trình nén khí. Trong sự hiện diện của sự dư thừa năng lượng của khí nén dưới áp lực được tiêm vào quả bóng. Khi cần thiết, khí nén được sử dụng để chạy tua bin hoặc máy phát điện. Tại quyền hạn thấp tuabin nên được sử dụng thay vì một động cơ piston. Khí trong bình áp lực của hàng trăm bầu khí quyển có mật độ năng lượng cụ thể cao trong nhiều năm, và trong sự hiện diện của van chất lượng cao - và hàng chục năm.

Tích lũy năng lượng nhiệt

Hầu hết các lãnh thổ của nước ta nằm ở khu vực phía Bắc, do đó, một phần lớn của năng lượng tiêu thụ để sưởi ấm trong nội bộ. Trong mối liên hệ này thường xuyên phải giải quyết vấn đề của việc giữ ấm trong ổ đĩa và loại bỏ nó từ đó nếu cần thiết.

Trong hầu hết các trường hợp, bạn không thể đạt được một mật độ cao của năng lượng nhiệt lưu trữ, và bất kỳ điều khoản quan trọng của bảo tồn của nó. Có một thiết bị có hiệu quả đối với một số tính năng của nó và giá cao là không thích hợp cho sử dụng rộng rãi.

Tích lũy tại các chi phí của công suất nhiệt

Đây là một trong những cách cổ xưa nhất. Nó được dựa trên nguyên tắc của vật liệu lưu trữ năng lượng nhiệt khi bị nung nóng và trở nhiệt trong quá trình làm mát của nó. Thiết kế của các ổ đĩa này là cực kỳ dễ dàng. Họ có thể của bất kỳ mảnh rắn hoặc một container kín với một chất lỏng đó. cửa hàng năng lượng nhiệt có một cuộc sống rất dài, số hầu như không giới hạn dung lượng lưu trữ năng lượng và trở lại chu kỳ. Tuy nhiên, thời gian lưu trữ không vượt quá một vài ngày.

Tích lũy năng lượng điện

năng lượng điện - đây là hình thức thuận tiện nhất của nó trong thế giới hiện đại. Đó là lý do tại sao các ổ điện đang sử dụng rộng rãi và phát triển nhất. Thật không may, các thiết bị giá rẻ dung cụ thể là nhỏ, và các thiết bị có công suất cụ thể cao đắt và ngắn ngủi. Lưu trữ năng lượng điện - là tụ, siêu tụ điện, pin.

tụ

Đây là loại phổ biến nhất của lưu trữ năng lượng. Tụ có khả năng hoạt động ở nhiệt độ từ -50 đến 150 độ. Số năng lượng chu kỳ lưu trữ giật - hàng chục tỷ mỗi giây. Kết nối nhiều tụ song song, bạn có thể dễ dàng có được giá trị công suất cần thiết. Bên cạnh đó, có những tụ biến. Thay đổi điện dung của tụ như vậy có thể được thực hiện một cách máy móc hoặc bằng điện, hoặc ảnh hưởng của nhiệt độ. Thông thường tụ biến có thể được tìm thấy trong các mạch cộng hưởng.

Tụ được chia thành hai lớp - các cực và không phân cực. Lifetime cực (điện) thấp hơn không cực, họ có nhiều phụ thuộc vào các điều kiện bên ngoài, nhưng đồng thời có một dung cụ thể cao hơn.

Như tụ lưu trữ năng lượng - công cụ không phải là rất thành công. Họ có công suất nhỏ và mật độ cụ thể nhỏ của năng lượng dự trữ và thời gian lưu trữ của nó được đo bằng giây, phút, giờ hiếm. Tụ đã tìm thấy ứng dụng chủ yếu trong các thiết bị điện tử công suất và kỹ thuật điện.

Tính toán của các tụ điện, như một quy luật, không gây khó khăn. Tất cả các thông tin cần thiết trên các loại khác nhau của tụ được cung cấp trong cuốn sổ tay kỹ thuật.

ionistory

Các thiết bị này chiếm một vị trí trung gian giữa các tụ cực và pin. "Siêu tụ" đôi khi được gọi. Theo đó, họ có một số lượng lớn các giai đoạn nạp-xả, công suất lớn hơn so với các tụ điện, nhưng một chút ít so với các loại pin nhỏ. thời gian lưu trữ năng lượng - lên đến vài tuần. Ionistory rất nhạy cảm với nhiệt độ.

pin điện

pin điện hóa được sử dụng nếu bạn muốn lưu trữ rất nhiều năng lượng. Nó là thích hợp nhất cho mục đích này các thiết bị axit chì. Họ đã được phát minh khoảng 150 năm trước. Và kể từ đó, trong thiết bị pin không mang lại bất cứ điều gì mới. Có rất nhiều mô hình chuyên dụng, chất lượng của các thành phần, cải thiện độ tin cậy pin được tăng lên đáng kể. Cũng cần lưu ý rằng thiết bị pin, được tạo ra bởi các nhà sản xuất khác nhau cho các mục đích khác nhau chỉ khác nhau về chi tiết nhỏ.

pin điện hóa được phân thành các lực kéo và bắt đầu. Kéo được sử dụng trong giao thông vận tải điện, nguồn cung cấp điện liên tục, các nguồn năng lượng. Đối với pin như vậy được đặc trưng bởi xả dài và đồng đều về chiều sâu lớn. pin bắt đầu có thể cung cấp một dòng điện cao trong một thời gian ngắn, nhưng xả sâu sắc đối với họ không thể chấp nhận.

pin điện hóa có một số giới hạn các chu kỳ nạp-xả, trung bình từ 250 đến 2000. Thậm chí nếu không có hoạt động họ thất bại sau một vài năm. pin điện hóa rất nhạy cảm với nhiệt độ, đòi hỏi một thời gian dài sạc và chấp hành nghiêm ngặt các quy tắc hoạt động.

Thiết bị phải được sạc theo định kỳ. Sạc pin được cài đặt trên xe, nó được sản xuất trong lái xe máy phát điện. Vào mùa đông, điều này là không đủ, một pin lạnh là xấu mất phí, và tiêu thụ điện năng khi bắt đầu tăng lên động cơ. Do đó, cần thiết phải tiến hành thêm sạc pin trong một bộ sạc đặc biệt căn phòng ấm áp. Một trong những nhược điểm lớn của các đơn vị chì axit là trọng lượng tuyệt vời của họ.

Pin cho các thiết bị tiết kiệm năng lượng

Nếu cần thiết bị di động với trọng lượng nhỏ, các loại sau đây được lựa chọn của pin sạc là nickel-cadmium, ion lithium, kim loại hybrid mềm bằng polymer-ion. Họ có một khả năng cụ thể cao hơn, nhưng giá cao hơn rất nhiều. Chúng được sử dụng trong điện thoại di động, máy tính xách tay, máy ảnh và các thiết bị nhỏ khác. Các loại pin khác nhau về thông số của họ: số chu kỳ sạc, tuổi thọ, khả năng, kích thước, vv ...

pin lithium-ion được sử dụng trong điện công suất cao và xe hybrid. Họ có trọng lượng nhẹ, dung cụ thể cao và độ tin cậy cao. Cùng lúc đó, pin lithium-ion là rất dễ bắt lửa. Ignition có thể xảy ra bằng cách ngắn mạch, biến dạng cơ học hoặc phá hủy của cơ thể, rối loạn chế độ phụ trách hoặc xả pin. Khá khó khăn để dập tắt một đám cháy do hoạt động cao của lithium.

Pin là cơ sở cho nhiều thiết bị. Ví dụ, dự trữ năng lượng cho điện thoại - một nhỏ gọn pin bên ngoài, đặt trong một gồ ghề, không thấm nước. Nó cho phép bạn sạc hoặc cấp năng lượng cho điện thoại di động. thiết bị lưu trữ năng lượng di động mạnh mẽ có thể sạc tất cả các máy ảnh kỹ thuật số, thậm chí máy tính xách tay. Trong các thiết bị như vậy, bộ, điển hình là pin ion lithium dung lượng lớn. lưu trữ năng lượng cho ngôi nhà không làm mà không có pin. Nhưng đó là các thiết bị phức tạp hơn nhiều. Hơn nữa pin trong thành phần của họ bao gồm một bộ sạc pin, một hệ thống điều khiển, một biến tần. Các thiết bị có thể hoạt động như một mạng lưới vĩnh viễn, cũng như từ các nguồn khác. Công suất đầu ra ở giữa là 5 kW.

Aggregators năng lượng hóa học

Phân biệt "nhiên liệu" và "không có nhiên liệu" các loại ổ đĩa. Họ yêu cầu kỹ thuật đặc biệt và thiết bị công nghệ cao thường cồng kềnh. quá trình sử dụng cho phép tiếp nhận năng lượng trong các hình thức khác nhau. Các phản ứng nhiệt hóa có thể xảy ra ở cả thấp và ở nhiệt độ cao. Linh kiện cho các phản ứng ở nhiệt độ cao được giới thiệu chỉ khi cần thiết để nhận được năng lượng. Trước đó, chúng được lưu trữ riêng biệt ở những nơi khác nhau. Linh kiện cho các phản ứng ở nhiệt độ thấp thường trong một chiếc tàu duy nhất.

lưu trữ năng lượng thời gian vận hành nhiên liệu

Phương pháp này bao gồm hai giai đoạn hoàn toàn độc lập: lưu trữ năng lượng ( "sạc") và việc sử dụng nó ( "xả"). nhiên liệu truyền thống thường có công suất năng lượng cụ thể cao, khả năng lưu trữ lâu dài, dễ sử dụng. Nhưng cuộc sống không đứng yên. Sự ra đời của công nghệ mới đặt yêu cầu cao về nhiên liệu. Vấn đề được giải quyết bằng cách cải thiện nhiên liệu mới, năng lượng cao hiện có và tạo ra.

giới thiệu rộng các mô hình mới bị hạn chế do thiếu các quy trình công nghệ, chất thải, một đám cháy, nổ lớn rủi ro trong công việc, nhu cầu nhân lực có trình độ cao, chi phí cao của công nghệ.

Nếu không có nhiên liệu lưu trữ năng lượng hóa học

Ở dạng năng lượng này được lưu trữ ổ đĩa thông qua việc chuyển đổi các chất hóa học nhất định trong khác. Ví dụ, vôi tôi trong sưởi ấm trở thành nhà nước vôi sống. Khi "xả" năng lượng dự trữ được giải phóng dưới dạng nhiệt và khí đốt. Đó là những gì sẽ xảy ra khi vôi tôi vôi nước. Để bắt đầu phản ứng, nó thường là đủ để kết nối các thành phần. Về bản chất, loại phản ứng nhiệt hóa chỉ mất đặt nó ở nhiệt độ hàng trăm ngàn độ. Do đó, các thiết bị sử dụng là phức tạp hơn nhiều và tốn kém.