¿Cuáles son las tecnologías de almacenamiento de energía en la red inteligente?

La tecnología de almacenamiento de energía en muchos campos, incluido el sistema de energía, tiene una amplia gama de USOS, dentro del alcance de la reestructuración de la industria de la energía en el mundo en los últimos años para una variedad de tecnología de almacenamiento de energía que brinda nuevas oportunidades para el desarrollo, el uso de estas tecnologías puede realizar mejor gestión de la energía del sistema de energía eléctrica, especialmente en el campo de la energía renovable y la generación distribuida, este efecto es particularmente obvio, en las redes tradicionales de generación y transmisión y distribución de energía, la nueva tecnología también se puede utilizar. Después de una breve introducción a los principios básicos de diversas tecnologías de almacenamiento de energía y su estado de desarrollo.

1 almacenamiento bombeado

La central de almacenamiento por bombeo en las aplicaciones aguas arriba o aguas abajo debe estar equipada con dos depósitos. En la carga no pico, el equipo de almacenamiento de energía de bombeo que funciona en el estado del motor bombeará agua al reservorio aguas abajo para la preservación del reservorio aguas arriba. En momentos de carga máxima, el bombeo del equipo de almacenamiento de energía en el estado del generador, utilizando almacenado en el agua en el depósito aguas arriba para generar electricidad. Alguna central hidroeléctrica de presa alta tiene la capacidad de almacenamiento de agua, se puede utilizar para el despacho de energía eléctrica central de almacenamiento por bombeo. El uso de la mina u otra cueva de almacenamiento de energía de bombeo subterráneo es técnicamente factible, a veces también se puede usar como un depósito aguas abajo, el océano en 1999, los japoneses construyeron el primer uso de la central eléctrica de almacenamiento por bombeo de agua de mar.

El almacenamiento de energía de bombeo ya en la década de 1890 se aplicó en Italia y Suiza, en 1933 las unidades reversibles (incluida la turbina de la bomba y el generador eléctrico), hay una velocidad que se puede ajustar para mejorar la eficiencia de la unidad de energía. La central de almacenamiento por bombeo puede estar en cualquier edificio de capacidad, el tiempo de liberación de la energía almacenada puede ser de unas horas a unos días, su eficiencia está entre el 70% y el 85%.

El almacenamiento de energía de bombeo es el más utilizado en el sistema de energía eléctrica de un tipo de tecnología de almacenamiento de energía, sus principales campos de aplicación incluyen la gestión de energía, el control de frecuencia y proporcionan la capacidad de reserva del sistema. En la actualidad, en todo el mundo, hay más de 90 GW de unidades de almacenamiento por bombeo en funcionamiento, lo que representa aproximadamente el 3% de la capacidad instalada total del mundo. El límite de la central eléctrica de almacenamiento por bombeo se utiliza más ampliamente, un factor de restricción importante es un período de construcción prolongado, una gran inversión en ingeniería.

2 almacenamiento avanzado de la batería Almacenamiento de energía

Se estima que la demanda del mercado mundial de baterías de almacenamiento es de alrededor de $ 15 mil millones al año, en términos de baterías industriales, tales como: utilizadas en UPS, regulación de calidad de energía, baterías de repuesto, etc., el volumen de mercado de hasta 5 mil millones de dólares . En los Estados Unidos, Europa y Asia, es establecer una empresa en la producción de sistema de energía de almacenamiento de energía con batería de alto rendimiento. En los últimos 12 a 18 meses, la capacidad de producción existente de la línea de producción de baterías de 300 mw se puso en funcionamiento al año.

Las baterías de plomo-ácido son la tecnología de baterías más antigua y madura. Es una tecnología de almacenamiento de energía genérica de bajo costo, se puede utilizar para la regulación de la calidad de la energía y UPS, etc. Sin embargo, debido a que la duración de la batería es corta, lo que limita su aplicación en el campo de la gestión de la energía. La batería de ZnBr desarrollada a principios de la década de 1970 por Exxon, después de años de investigación y desarrollo, ha construido una gran capacidad de un KWH de sistema de almacenamiento de energía de batería de ZnBr y, a través de la prueba, la eficiencia neta del 75%. en la universidad de Nueva Gales del Sur, Australia abrió el camino, j de la batería VRB, actualmente, en Japón se ha instalado un 500 KW / 5 mw? Sistema de almacenamiento de energía H VRB, la eficiencia neta es tan alta como 85%.

En los últimos años, se desarrollaron sucesivamente todo tipo de nuevos tipos de batería y se aplicaron en el sistema de energía. Las tecnologías británicas REGENE sys están utilizando una batería PSB para construir una batería de 15 mw / 120 mw? Central eléctrica de almacenamiento de energía H, la eficiencia neta de aproximadamente el 75% .La batería NaS tiene una alta eficiencia de almacenamiento de energía (aproximadamente el 89%), al mismo tiempo también tiene la capacidad de la potencia de pulso de salida, la potencia de pulso de salida puede alcanzar una potencia nominal continua Valores en 30 s seis veces, esta característica hace que las baterías NaS se puedan usar al mismo tiempo para alcanzar el máximo de la regulación de la calidad de la energía y la regulación de la carga con dos propósitos, para mejorar el beneficio económico de todo el equipo. En Japón, la adopción de proyectos de demostración de tecnología de baterías NaS de almacenamiento de energía tiene más de 30, la capacidad de almacenamiento total de más de 20 mw, se puede utilizar para la regulación de carga máxima diaria de 8 h.

En comparación con otras baterías, baterías de iones de litio La principal ventaja es la alta densidad de almacenamiento de energía

(300 ~ 400 KW? H / m3, 130 KW? H / t), eficiencia de almacenamiento de energía (casi el 100%) y larga vida útil (cada descarga se recarga 3000 veces en menos del 80% del almacenamiento de energía). las ventajas de las baterías de iones de litio para conseguir un desarrollo rápido. Pero, aunque en unos años La batería de litio ya tiene una pequeña fuente de alimentación móvil el 50% del mercado, la producción de batería de iones de litio de gran capacidad aún quedan algunos trabajos desafiantes por hacer, el principal obstáculo radica en su alto costo, esto es principalmente porque necesita un embalaje especial y está equipado con el circuito interno de protección de sobrecarga necesario.

De toda la batería y la celda de metal - aire es la estructura más compacta, y se espera que se convierta en el costo más bajo de la batería, la batería es una especie de inofensiva para el medio ambiente. Su principal inconveniente es que la carga de la batería es muy difícil y de baja eficiencia.

3 el almacenamiento de energía del volante

La mayoría de los sistemas modernos de almacenamiento de energía de volante pasan por una masa giratoria cilíndrica y están compuestos por organizaciones de soporte de cojinetes de suspensión magnética. Es eliminar el propósito de usar la pérdida por fricción del rodamiento de levitación magnética, mejorar la vida útil del sistema. Para garantizar una eficiencia de almacenamiento de energía lo suficientemente alta, el sistema de volante debe funcionar en un entorno de alto vacío para reducir la pérdida de resistencia al viento. El volante está conectado a un motor o generador, a través de algún tipo de dispositivos electrónicos de potencia, para ajustar la velocidad de rotación del volante, el intercambio de energía entre los dispositivos de almacenamiento de energía y la red eléctrica.

Una ventaja destacada del almacenamiento de energía por volante de inercia es que casi no es necesario realizar mantenimiento y una larga vida útil del equipo (20 años o decenas de miles de veces la carga de profundidad) proceso de liberación de energía y sin efectos adversos en el medio ambiente. Si el reciclaje del volante tiene un buen rendimiento de seguimiento y carga, se puede usar para aquellos en términos de tiempo y capacidad entre la aplicación de almacenamiento de energía a corto plazo y el almacenamiento durante un tiempo prolongado.

Se puede usar en la realización de los dispositivos de almacenamiento de energía del volante, el volante de acero sólido, también se puede usar el volante compuesto, específico de qué volante necesita una comparación económica y técnica, el costo del sistema, el peso, el tamaño y los indicadores de rendimiento del material, como una compensación. Usando material de acero de alta densidad, su velocidad lineal de borde puede alcanzar 200 ~ 200 m / s, y UTILIZA el peso más liviano, mayor resistencia del material compuesto, su velocidad lineal de borde puede alcanzar 600 ~ 1000 m / s. El volante es la energía de salida real que depende del rango de velocidad, no puede estar en una velocidad muy baja por debajo de la salida de potencia nominal.

En la actualidad, ha desarrollado el sistema de almacenamiento de energía por volante de inercia de alta potencia, y aplicado al campo de la aviación y UPS. Beacon Power, como nivel líder del instituto de investigación, está comprometido con el diseño óptimo del almacenamiento de energía del volante, con el fin de utilizarlo para el largo proceso de los servicios de almacenamiento de energía (hasta varias horas) y reducir el costo. ¿Hay 2 KW / 6 KW? H del sistema de almacenamiento de energía del volante utilizado en los equipos de comunicaciones, la fuente de alimentación adopta el volante puede realizar la potencia de salida de megavatios, dura unos minutos o varias horas de dispositivo de almacenamiento de energía.

4 almacenamiento de energía magnética superconductora

Aunque la superconductividad se descubrió ya en 1911 personas, pero hasta la década de 1970, solo alguien presentó por primera vez el almacenamiento de energía magnética superconductora como una tecnología de almacenamiento de energía que se aplica en el sistema de energía. Almacenamiento de energía magnética superconductora debido a las características de respuesta electromagnética rápida y la alta eficiencia del almacenamiento de energía (eficiencia de carga / descarga de más del 95%), y pronto atrajo la atención de la industria energética y el ejército. Las PYMES en la aplicación del sistema de energía incluyen: equilibrio de carga, estabilidad dinámica, estabilidad transitoria, estabilidad de voltaje, ajuste de frecuencia y capacidad de transmisión y mejora de la calidad de la energía, etc.

La unidad SMES consta de una bobina superconductora en un entorno de baja temperatura, la baja temperatura se proporciona al contener nitrógeno líquido o helio líquido en contenedores de equipos criogénicos. El sistema de ajuste / cambio de energía conectará la unidad SMES al sistema de energía de CA, y puede, según la necesidad del sistema de energía, cargar y descargar las bobinas de almacenamiento de energía. Por lo general, se utilizan dos tipos de bobinas de almacenamiento del sistema de conversión de energía que están conectadas al sistema de energía de CA, un tipo de tipo es un convertidor de fuente de corriente; Otro tipo es un inversor de fuente de voltaje.

En comparación con otra tecnología de almacenamiento de energía, el SMES sigue siendo caro, además del costo del superconductor en sí, para mantener el costo de baja temperatura también es bastante considerable. Sin embargo, si la bobina SMES con la combinación existente de unidad de transmisión de CA flexible (HECHOS) puede reducir el costo de la unidad convertidora, esta parte del costo es la mayor parte del costo de las PYMES. Los resultados de la investigación existente muestran que la aplicación de la transmisión y distribución, el sistema PYME micro (<0,1 MW? H) y medio (0,1 ~ 100 mw? H) puede resultar más económico. El uso de superconductores de alta temperatura puede reducir el sistema de almacenamiento de energía para bajas temperaturas y condiciones de enfriamiento, por lo que se reduce aún más el costo de las PYMES. En la actualidad, muchas PYMES en todo el mundo, la ingeniería se encuentra en fase de desarrollo o en fase de desarrollo.

5 almacenamiento de energía supercondensador

El condensador es un dispositivo ampliamente utilizado en el sistema de energía. En comparación con los condensadores convencionales, los supercondensadores tienen una constante dieléctrica más alta, un área de superficie más grande o una capacidad de compresión más alta. Cerámica, por ejemplo, el supercondensador tiene un nivel de presión bastante alto (alrededor de 1 KV) y rigidez dieléctrica, lo que los convierte en buenos candidatos para futuras aplicaciones de almacenamiento de energía.

En la actualidad, los supercondensadores se utilizan para la potencia máxima, la baja capacidad de la ocasión. Debido a que puede funcionar normalmente en un estado de carga flotante durante más de una década, el supercondensador puede tener una caída de voltaje y elevar el nivel de la fuente de alimentación durante la perturbación transitoria. La instalación del supercondensador es simple, de pequeño volumen y puede ejecutarse en varios entornos (caliente, frío y húmedo), ahora está disponible para la aplicación de servicios comerciales de bajo nivel de potencia.

6 almacenamiento de energía de aire comprimido

El almacenamiento de energía de aire comprimido no es tan simple como el sistema de almacenamiento de energía de la batería de almacenamiento de energía, es una especie de reducción de picos con las centrales eléctricas de turbinas de gas, para la misma potencia de salida, consume un 40% menos de gas que las turbinas de gas convencionales. Esto se debe a que, cuando la generación de energía de la turbina de gas convencional es aproximadamente dos tercios de la entrada de consumo de combustible para la compresión de aire, mientras que la carga de la red eléctrica barata disponible de CAES es aire comprimido bajo por adelantado, y luego de acuerdo con la necesidad de liberar la energía almacenada. más algo de gas para generar electricidad. El aire comprimido a menudo se almacena en un subsuelo adecuado o debajo de la cueva de lava. A través de la lava se necesitó construir una cueva de este tipo entre 1 año y medio o dos años.

La primera puesta en operación comercial de CAES se construye en Alemania en 1978 Hundorf una unidad de 290 mw. Estados Unidos en 1991 en Alabama McIntosh, construyó el segundo CAES comercial, unidad de potencia de 110 mw, la construcción de 30 meses, a un costo de $ 65 millones, cuyas unidades a interconectar en 14 min. El tercer CAES de operación comercial, es actualmente el CAES de mayor capacidad del mundo, que se construirá en el estado de Ohio, Norton, toda la planta tiene una capacidad instalada de 2700 mw, un total de 9 unidades, el aire comprimido se almacena en una piedra caliza subterránea existente de 2200 pies de profundidad. mía.

La página contiene el contenido de la traducción automática.