Шта су уређаји за складиштење енергије?

Концепти рационалне потрошње енергије постају све релевантнији у односу на општу позадину технолошког развоја. То је због чињенице да је енергетска ефикасност као таква прешла из категорије додатних и често ексклузивних својстава у ранг једне од кључних потрошачких карактеристика производа. Довољно је присјетити се најједноставнијих батерија које се користе у дигиталној технологији, електричној опреми, опреми за електричне алате, итд. Овај захтев одговара специјализованим произвођачима који производе енергетске погоне са побољшаним перформансама.

Опште информације о складиштењу енергије

У природи постоје многи трајни и неисцрпни извори енергије, који служе различитим потребама човечанства. Али за његову коначну употребу, она мора проћи кроз многе фазе обраде и акумулације. Ову функцију обављају електране и подстанице. Листа њихових непосредних задатака обухвата производњу енергије са прихватљивим карактеристикама за употребу, као и њену конверзију и дистрибуцију. Основна инфраструктура за снабдијевање енергијом стамбених зграда, индустријских постројења, инжењерске опреме и других одговорних потрошача проводи се кроз фиксне електричне мреже. Они пружају сталну понуду, али данас потражња за аутономном опремом, уређајима и електричним апаратима стално расте. Посебно за ове потрошаче користи се капацитивни уређај за складиштење енергије који је независан извор напајања али условно, у одређеним интервалима, она би такође требала бити наплаћена сама од истих фиксних мрежа. Најједноставнији примјер таквог погона је телефонска батерија. На пример, елемент Ли-Ион може имати капацитет од око 2000-3000 мАх. То ће бити довољно за неколико сати или дана аутономног рада сервисираног уређаја, у зависности од његовог модела. Али након исцрпљивања овог волумена, батерија мора бити прикључена на 220 В утичницу за опоравак.

Механички погони

Ова категорија погона има најдужу историју постојања. За илустрацију таквих уређаја могу се навести као примјер гравитациони системи. Данас се готово никада не користе, али су раније били широко распрострањени надземни пролаз са противтезима. Они користе енергију терета, која се акумулира иу правом тренутку враћа у једном или другом облику - то зависи од конструкционих перформанси погона. Поред уобичајене робе, течност делује као активни акумулациони елемент. Предности таквих система укључују структурну флексибилност. Инжењери би могли да користе широку мрежу цевовода, кроз које вода даје енергију припадајућим танковима. У наше време, овакви уређаји за складиштење енергије приказани су у облику пумпних станица. Истина, уређаји за складиштење течности се одликују кратким временом складиштења, јер вода испарава и захтева редовно ажурирање.

Кинетиц дривес

Ова група је углавном представљена осцилаторним механизмима у којима се акумулациони процес остварује уз помоћ клипних, ротационих или линеарних кретања истог оптерећења. Карактеристика таквих структура је да ће се, ако буде потребно, поврат енергије вршити исто као и континуирано, ау серијама - у циклусима. Класичан пример кинетичког погона је механички сат. У овом случају, "пуњење" се производи помоћу механизма постројења, након чега слиједи постепено ослобађање енергије из клатна опруге. Модернија интерпретација кинетичких механизама је жироскопска батерија. Складиштење енергије у овом случају се заснива на ротирајућем замајцу са функцијом шока. Такви системи се користе у хидрауличној и пнеуматској технологији.

Акумулатори топлоте

Са технолошке тачке гледишта, ово је најједноставнији пример акумулације енергије, са процесима у којима се особа налази свуда. Метална ограда, загрејана под директним сунчевим зрацима, већ постаје акумулатор топлоте, јер га задржава у својој структури. Други материјали могу такође да делују као акумулатори топлоте. Ефикасност њиховог рада у овом квалитету зависиће од специфичног и волуметријског топлотног капацитета. На пример топлотни капацитет воде је 4,2 кЈ, а за челик је мали - само 0,46 кЈ. Ипак, када је у питању циљана акумулација, чешће се користи метално складиштење топлотне енергије или нафте. Ова одлука је оправдана жељом за оптимизацијом дизајна. Модерни конвектори и радијатори су претежно направљени од челика и алуминијума. Опет, неки модели су испуњени са профитабилнијим материјалима у смислу задржавања топлоте.

Складиште електричне енергије

Најмасовнији облик енергије је електрична енергија. Стога се ова категорија развија најактивније, нудећи нова и напреднија рјешења. Тренутно је најчешћа батерија електрични кондензатор. Карактерише га висока брзина трзања и складиштења енергије, без ограничавања радних процеса на услове околине. На пример, већина модела се може користити у условима повишених или екстремно ниских температура. И опет, да би се оптимизовали уређаји за складиштење електричне енергије, пуне се специјалне електролитичке ћелије са високим специфичним капацитетом.

Цхемицал Стораге

У процесу таквих погона долази до хемијске реакције. Извор енергије у овом случају ће бити организација услова за ову реакцију и осигурање активности укључених компоненти. Штавише, излаз може да формира различите врсте енергије. На пример, водоник се може ослободити из воде током директне електролизе. Најчешће код таквих метода акумулације то је гориво које се ослобађа. Може се трансформисати унутар комплекса и обезбедити хемијску реакцију или пренети на потрошача у његовом оригиналном облику. Због тога се уређаји за складиштење енергије могу понашати као претварачи, иако такво ширење функција технички компликује систем.

Електрокемијски погони

Овај тип погона, као што и само име каже, је комбинација или хибрид. Пошто се хемијске реакције одликују високим степеном ефикасности и ниском цијеном, оне се логично комбинирају са задатком генерирања најтраженије врсте енергије - електричне енергије. Активни елемент у таквим уређајима је електролит. Нарочито, уређај за складиштење енергије за телефон обично се прави на бази литијум-јонских или литијум-полимерних елемената. Исто важи и за батерије за електричне алате. По карактеристикама то су прилично профитабилне батерије, које карактеришу пристојне перформансе, велики капацитет и мале величине. Али електрокемијске батерије имају ограничен број циклуса пуњења и пражњења, што је њихов главни недостатак.

Модерна решења

Напредне високотехнолошке компаније промовишу правац капацитивних батерија. На пример, Теслини инжењери су направили Блок Повервалл од 122 кг, заснован на истим литијум-јонским батеријама. Ова јединица је модуларна и може сачувати око 13,5 кВх. Сличан развој нуди и ЛГ. На пример, Цхем РЕСУ систем има око 10 кВх, али у другим перформансама није нижи од Тесла јединице. Ова батерија је универзални уређај за складиштење енергије који се може користити иу свакодневном животу иу индустрији за производњу. Главна ствар је да снага задовољава захтеве за потрошне системе.

Закључак

У сегменту складиштења енергије постоје и различити правци технолошког развоја. Оне уједињују само једну ствар - задовољавање потреба крајњих потрошача. На пример, дискови електрична енергија за малу опрему и опрему морају задовољити захтјеве поузданости и поузданости. Широко тржиште за дигиталну технологију вероватно ће се фокусирати на величине компактних уређаја и повећати њихов капацитет. Очигледно је да није лако комбиновати све наведене квалитете у једном уређају, тако да се програмери и даље труде да своје производе усмјере у одређеним подручјима примјене.