Men sho'ng'ish uchun juda ko'p soat sarfladimenergiya saqlash texnologiyalari. Rostini aytsam, qo'shnimning batareyasini o'rnatishga qiziqish sifatida boshlangan narsa obsessiyaga aylandi. Mana, men tushundim-va ishoning, bularning ba'zilari meni hayratda qoldirdi.
Manzara keskin o'zgardi. Besh yil oldin biz asosan litiy-ion va nasosli gidrotexnika haqida gapirgan edik. Bu shunday edi. Endimi? Variantlar deyarli ko'p.
Litiy{0}}Ion hikoyasi
Litiy-ionini hamma biladi. Telefoningiz, noutbukingiz, ehtimol mashinangiz-hamma joyda. Lekin bu yerda ish tarmoq-miqyosi va uy ilovalari uchun qiziqarli bo‘ladi.
Energiya zichligi ajoyib. Gap 150-250 Vt/kg haqida ketmoqda, ya'ni siz jiddiy saqlash hajmini nisbatan ixcham birliklarga to'plashingiz mumkin. Buni 35-40 Vt/kg qo'rg'oshin kislotasi bilan solishtiring va litiy-ion nima uchun bunchalik tez egallashini tushuna boshlaysiz. Hatto yaqin ham emas.
Aylanish{0}}sayohat samaradorligi 85-95% atrofida. Bu muhim. Siz kiritgan har 100 kVt/soat uchun siz 85-95 kVt quvvat olasiz. Qolgan energiya issiqlikka aylanadi, shuning uchun bu tizimlarda issiqlik boshqaruvi juda muhimdir. Men yomon sovutish samaradorlikni 10-15 foizga pasaytirgan o'rnatishlarni ko'rdim. Qimmatbaho xato.
Tsiklning ishlash muddati kimyo va foydalanish usullariga qarab juda farq qiladi. LFP (litiy temir fosfat) hujayralari 80% chuqurlikda 4000-6000 tsiklni urishi mumkin. NMC kimyosi? Xuddi shunday sharoitlarda 1500-2000 ga yaqin. Bu farq umr bo'yi qiymatini hisoblashda muhim ahamiyatga ega.
Degradatsiya egri chizig'i ishlab chiqaruvchilar har doim ham ta'kidlamaydigan narsadir. Siz optimal foydalanish bilan ham yiliga taxminan 2-3% quvvatni yo'qotasiz. O'n yil o'tgach, bu 10 kVt batareya haqiqatan ham 8 kVt batareyadir. Shunga muvofiq rejalashtiring.
Oqimli batareyalar: kam baholangan variant
Men ko'p yillar davomida oqim batareyalarini kam baholaganimni tan olaman. Hech qachon miqyosda bo'lmaydigan o'ziga xos texnologiyaga o'xshardi. Men xato qildim.
Kontseptsiya oqlangan: ikkita elektrolit eritmasi alohida rezervuarlarda saqlanadi, ular membrana bo'ylab ion almashinadigan hujayralar to'plami orqali pompalanadi. Chiqish quvvati stack hajmiga bog'liq. Energiya quvvati tank hajmiga bog'liq. Siz ularni mustaqil ravishda oʻlchashingiz mumkin-bu maʼlum ilovalar uchun juda foydali.
Vanadiy redoks oqimli batareyalar (VRFB) hozirda tijorat bozorida hukmronlik qilmoqda. Aylanma -sayohat samaradorligi litiy-ionidan-odatda 65-75%-ga qaraganda pastroq, ammo bu erda: elektrolitlar litiy-ion elektrodlari kabi yomonlashmaydi. Ba'zi ishlab chiqaruvchilar minimal quvvatni yo'qotish bilan 20 000+ tsiklni talab qiladilar. Elektrolitning o'zi deyarli cheksiz qayta ishlanishi mumkin.
Oyoq izi sezilarli bo'lsa-da. Tanklar, nasoslar, hujayralar to'plami, sovutish tizimlari uchun joy kerak. -Utility 4+ soatlik talablarga ega boʻlgan oʻlchovli oʻrnatishlar uchun iqtisod jozibador koʻrinadi. Turar joy uchunmi? Amaliy emas. Hech bo'lmaganda hali emas.
Pompalangan gidro: hali ham gigant
Bu erda men biroz vaqt sarflashim kerak, chunki energiyani saqlash bo'yicha zamonaviy munozaralarda nasosli gidrotexnika e'tibordan chetda qoladi va bu xato.
Butun dunyo boʻylab nasosli gidroenergetika oʻrnatilgan tarmoq miqyosidagi energiya saqlash quvvatining 95% ni tashkil qiladi. Bunga ruxsat bering. Barcha litiy{4}}ion sarlavhalari, barcha oqim batareyasi press-relizlari-qolgan 5% uchun raqobatlashmoqda. Raqamlar hayratlanarli: butun dunyo bo'ylab 160 GVt dan ortiq nasosli gidro quvvati, yuzlab GVt soat energiyani saqlaydi.
Printsip oddiyroq bo'lishi mumkin emas. Elektr arzon yoki ko'p bo'lsa, suvni yuqoriga ko'taring. Quvvat kerak bo'lganda uni turbinalar orqali pastga oqib o'tkazing. Gravitatsion potentsial energiya, saqlanadi va chiqariladi. Hech qanday ekzotik materiallar, murakkab kimyo yo'q, an'anaviy ma'noda buzilish tashvishlari yo'q.
Oʻrnatish dizayniga qarab, -borish samaradorligi 70-85% gacha. Lityum-ion kabi baland emas, lekin oqimli batareyalar bilan raqobatdosh. Va bu erda muhim narsa: tizimlar oxirgi. Virjiniya shtatidagi Vanna okrugidagi nasosli saqlash stantsiyasi 1985 yildan beri ishlaydi. Qariyb qirq yillik ishonchli ish. Hali ham ishlayotgan 40 yillik batareyani topishga harakat qiling.
Oʻzgaruvchan{0}}tezlikli nasos-turbinalar bilan javob berish vaqti sezilarli darajada yaxshilandi. Zamonaviy o'rnatishlar ikki daqiqa ichida noldan to'liq chiqishga o'tishi mumkin. Bu tarmoqni barqarorlashtirish ehtiyojlari uchun etarlicha tez.
Aniq cheklov geografiyadir. Sizga balandlik farqi va suv kerak. Norvegiya, Shveytsariya va Qo'shma Shtatlarning ba'zi joylarida ko'plab mos saytlar allaqachon ishlab chiqilgan. Lekin-va bu juda hayratlanarli-tabiiy suv havzalariga tayanmaydigan yopiq halqa tizimlariga qiziqish ortib bormoqda. Tashlab ketilgan shaxtalar, maqsadli qurilgan-suv omborlari, hatto er osti g'orlari.
Qurilish xarajatlari yuqoriligicha qolmoqda. Yillar, ba'zan o'nlab yillar bilan o'lchanadigan yirik o'rnatish va ruxsat berish muddatlari uchun milliardlab dollar haqida gapiryapmiz. Bu oldingi{2}}yuklangan investitsiyalar texnik cheklovlar emas, balki yangi rivojlanish uchun asosiy to'siqdir.
Siqilgan havo
CAES-siqilgan havo energiyasini saqlash. Hozirda faqat ikkita yirik zavod ishlaydi: Germaniyadagi Huntorf (1978 yildan) va Alabamadagi McIntosh (1991 yildan). Ikkalasi ham er osti tuz g'orlaridan foydalanadi. An'anaviy adiabatik dizaynlar uchun samaradorlik taxminan 40-50% ni tashkil qiladi, ammo ilg'or izotermik yondashuvlar 70% ni va'da qiladi+. Qiziqarli texnologiya, cheklangan foydalanish. Davom etish.
Vodorod savoli
Men vodorodda oldinga va orqaga boraman. Ba'zi kunlarda bu uzoq{1}}xotiraning kelajagi deb o'ylayman. Boshqa kunlarda samaradorlik yo'qotishlari engib bo'lmaydigan ko'rinadi.
Mana, odamlarni chalg'itadigan asosiy matematika. Elektroliz taxminan 60-80% samaradorlikda ishlaydi. Siqish yoki suyultirish energiyaning yana bir qismini oladi. Yoqilg'i xujayrasi orqali elektr energiyasiga qaytganingizda, ehtimol 40-60% samaradorlikka qaraysiz. Ularni bir joyga to'plang va ikki tomonlama samaradorlik 25-45% oralig'ida bo'ladi. Bu... ajoyib emas.
Ammo samaradorlik hamma narsa emas. Vodorod boshqa texnologiyalar qila olmaydigan narsani taklif qiladi: haqiqiy mavsumiy saqlash degradatsiyasiz. Vodorodni yozda quyosh chiqishi eng yuqori cho'qqisiga ko'ra ishlab chiqaring, uni yer osti g'orlari yoki rezervuarlarida saqlang va qishda talab oshib ketganda foydalaning. Oqim akkumulyatoridagi elektrolit olti oylik ishlamay qolgandan keyin ham ishlaydi, lekin vodorod shunchaki... o'tiradi. O'z-o'zidan bo'shatish-hech qanday tashvish yo'q.
Yana bir afzallik - ko'p qirrali. Saqlangan vodorod yana elektrga aylanishi mumkin, ha. Ammo u sanoat jarayonlarini oziqlantirishi, transport vositalarini yonilg'i bilan ta'minlashi yoki issiqlik hosil qilishi mumkin. Ushbu ixtiyoriylik, hatto miqdorini aniqlash qiyin bo'lsa ham, haqiqiy qiymatga ega.
Flywheels haqida tezkor eslatma
Volanlarni deyarli unutgan. Ular ishqalanishni minimallashtirish uchun{1}}odatda vakuumda ishlaydigan uglerod tolali kompozitlarning aylanadigan rotorida kinetik energiyani saqlaydi. Javob berish vaqti asosan bir zumda bo'lib, bu ularni chastotani tartibga solish uchun mukammal qiladi. Ammo energiya quvvati cheklangan. Siz soatlarga emas, daqiqalarga qarab turibsiz. Beacon Power Nyu-Yorkdagi 20 MVt quvvatga ega ob'ektni boshqaradi, u chastotani chiroyli tarzda tartibga soladi. Ommaviy saqlash uchunmi? Boshqa joyga qarang.
Termal saqlash qiziqarli bo'ladi
Eritilgan tuz, qizdirilgan qum, kriogen suyuqliklar, muz-bu yerda odamlar o‘ylagandan ham ko‘proq xilma-xillik mavjud.
Konsentrlangan quyosh elektr stansiyalari yillar davomida erigan tuz omboridan foydalangan. Ispaniyadagi Gemasolar zavodi 565 daraja atrofida erigan nitrat tuzlarida saqlanadigan issiqlik yordamida to'g'ridan-to'g'ri quyosh nurisiz 15 soatgacha elektr energiyasi ishlab chiqarishi mumkin. Bu isbotlangan texnologiya.
So'nggi paytlarda meni hayajonlantiradigan narsa isitiladigan qum va shag'al omboridir. Ushbu tizimlar 1000 darajadan yuqori haroratga bardosh bera oladigan arzon, mo'l-ko'l materiallardan foydalanadi. Hech qanday ekzotik ta'minot zanjiri tashvishlanmaydi. Finlyandiyaning Polar Night Energy kompaniyasi 2022-yildan beri tijorat maqsadlarida ishlab kelayotgan 100 MVt/soat quvvatga ega qum batareyasini qurdi. -bogʻlanish samaradorligi pastroq-elektr energiyasiga 50{9}}60% ga{10}}elektr energiyasi{11}}mumkin, lekin asosiy ilovangiz isitish boʻlsa,{11}%9
Sovutish ilovalari uchun muzni saqlash haqida ham aytib o'tish kerak. Elektr arzon bo'lganda kechasi muz qiling, tushdan keyin eng yuqori soatlarda konditsioner uchun foydalaning. Oddiy, samarali va minglab tijorat binolarida allaqachon o'rnatilgan. Jozibali emas, lekin u ishlaydi.
Xo'sh, ular aslida qanday taqqoslanadi?
Halol javob: bu nima qilmoqchi ekanligingizga bog'liq. Men bu javobdan nafratlanaman, lekin bu haqiqat.
Davomiylik talablari
Past-ikkinchi javob va qisqa{1}}davomiylik talablari (soniyalar va daqiqalar) uchun volan va superkondensatorlar ustunlik qiladi. Ular bir kVt/soat uchun qimmat, lekin tezlik bo'yicha tengsiz. Litiy{4}}ioni 1-4 soatlik oynani juda yaxshi boshqaradi - bu yerda aksariyat turar-joy va tijorat qurilmalari yashaydi. 8-10 soatdan keyin tursangiz, nasosli gidro va oqim batareyalari yanada tejamkor bo'ladi. Haftalar yoki oylar davom etadigan mavsumiy saqlash uchun vodorod haqiqatan ham hozirda yagona maqbul variantdir.
Narx realliklari
Litiy{0}}ion paketlari narxi 2010-yilda taxminan 1100 dollar/kVt/soatdan-2024-yilda taxminan 140 dollar/kVt/soatgacha tushib ketdi. Bu hayratlanarli traektoriya. Ammo batareya narxi tenglamaning faqat bir qismidir. Tizim balansi, oʻrnatish, tarmoq oʻzaro bogʻlanishi, ruxsat beruvchi-bu “yumshoq xarajatlar” loyiha byudjetlarida tobora koʻproq ustunlik qilmoqda. 100 kVt/soat quvvatga ega turar-joy tizimi joylashuv va mahalliy qoidalarga qarab, o'rnatilgan 20 000-35 000 dollarga tushishi mumkin.
Nasosli gidrotexnika uzoq muddatli ilovalar uchun eng past darajadagi saqlash narxiga ega,-odatda loyiha muddati davomida $50-80/MVt. Gap shundaki, men yuqorida aytib o'tgan dastlabki kapital talabi. Sizga sabrli investorlar kerak.
Oqimli batareyalar hali ham qimmat -balki to‘liq tizimlar uchun 300$-500/kVt/kVt, ammo xizmat muddatining uzoqroq bo‘lishi hisobni tenglashtirilgan xarajatlarni o‘zgartiradi. Agar arizangiz 20 yil davomida 10,{5}} tsiklni talab qilsa, raqamlarni diqqat bilan boshqaring.
Ekologik mulohazalar
Bu erda men biroz va'z qilayapman, kechirasiz. Litiy-ionlarini ishlab chiqarish atrof-muhitga haqiqiy ta'sir ko'rsatadi-kobalt qazib olish sharoitlari, litiy qazib olish suvidan foydalanish,-hayotning oxiri-uni qayta ishlash muammolari. Biz bularning barchasida yaxshilanmoqdamiz, lekin batareyalarni mukammal darajada toza deb ko'rsatish soddalikdir. Nasosli gidrotexnika landshaft va ekotizimlarni o'zgartiradi, lekin yopiq konstruktsiyalar-ta'sirlarni minimallashtiradi. Elektroliz natijasida hosil bo'lgan vodorod faqat uni quvvatlaydigan elektr energiyasi kabi toza. Ushbu kelishuvlar muhim va halol muhokamaga loyiqdir.
Men aslida nimani tavsiya qilaman
Aksariyat uylar va kichik biznes uchunmi? Litiy{0}}ioni, xususan, LFP kimyosi. Texnologiya etuk, montajchilar buni tushunishadi va narxlar haqiqatan ham o'rtacha bo'lib qoldi. Uni uyingizda quyosh energiyasi bilan bog'lang va sizda 10-15 yil davomida yaxshi xizmat qiladigan tizim mavjud.
Davomiyligi 4+ soat talab qilinadigan-tarmoqli loyihalar uchun suhbat yanada qiziqarli bo‘ladi. Litiy ioni bilan bir qatorda oqimli batareyalarni ham jiddiy baholagan bo‘lardim, ayniqsa dastur yuqori sikllarni talab qilsa. Geografiya imkon bergan joyda eski-moda-ko‘rinadi, deb nasosli gidrotexnikani rad qilmang, bu ko‘pincha eng yaxshi uzoq muddatli investitsiya-dir.
Rivojlanayotgan texnologiyalarni ham kuzatib boring. Natriy ionli akkumulyatorlar-tijoriy yaroqlilikka erishmoqda va bir necha yil ichida litiy{2}}ionini arzonlashtirishi mumkin. Temir havo batareyalari-uzoq muddatli ilovalar uchun ajoyib energiya zichligi-bilan taklif etadi. Suv o'rniga qattiq bloklardan foydalangan holda gravitatsiyaviy saqlash tijoratlashtirilmoqda.
Peyzaj tez rivojlanmoqda. Bugungi kunda optimal ko'rinadigan narsa besh yildan keyin javob bo'lmasligi mumkin. Agar siz hozir qaror qabul qilishingiz kerak bo'lsa, bu noaniqlik sizni xafa qiladi, lekin bu haqiqatan ham hayajonli. Biz dunyo energiyani qanday saqlashi borasidagi o‘zgarishlarni boshdan kechirmoqdamiz va innovatsiyalar sur’ati pasaymayapti.