مع التطور السريع للاقتصاد ، أصبحت مشكلة نقص الطاقة حادة بشكل متزايد. في مواجهة الضغوط المزدوجة للطلب على الطاقة وحماية البيئة ، تبنت البلدان في جميع أنحاء العالم استراتيجيات مثل تحسين كفاءة استخدام الطاقة ، وتحسين هيكل الطاقة ، وتطوير الطاقة المتجددة. كممثل لتوليد الطاقة الجديدة ، تم تطبيق الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV) على نطاق واسع في الإنتاج العملي. ومع ذلك ، على عكس مصادر الطاقة التقليدية ، تتقلب طاقة خرج الأنظمة الكهروضوئية بشكل كبير مع التغيرات في العوامل البيئية مثل شدة ضوء الشمس ودرجة الحرارة. كما أنه يتميز بعدم القدرة على السيطرة. لذلك ، إذا كانت الطاقة الكهروضوئية ستحل محل مصادر الطاقة التقليدية وتحقيق توليد طاقة متصل بالشبكة على نطاق واسع ، فلا يمكن تجاهل التأثير على شبكة الطاقة. علاوة على ذلك ، مع استمرار زيادة نسبة الأنظمة الكهروضوئية في شبكة الطاقة ، تعد الإدارة الفعالة للتأثير على شبكة الطاقة ضرورية لضمان إمداد طاقة آمن وموثوق. يمكن لتطبيق أنظمة تخزين الطاقة في الأنظمة الكهروضوئية معالجة مشكلة عدم توازن الطاقة وتلبية متطلبات التشغيل العادي. تلعب أنظمة تخزين الطاقة دورًا مهمًا في ضمان التشغيل المستقر لمحطات الطاقة الكهروضوئية. فهي لا تضمن فقط استقرار النظام وموثوقيته ولكنها توفر أيضًا حلاً فعالاً لمشكلات جودة الطاقة الديناميكية ، مثل ارتفاعات الجهد والارتفاعات وانخفاضات الجهد وانقطاعات الطاقة اللحظية.
فيما يلي أربع تقنيات شائعة لتخزين الطاقة في الأنظمة الكهروضوئية:
1. تخزين طاقة البطارية:يعد تخزين طاقة البطارية أحد أكثر طرق التخزين الواعدة. يتميز بالموثوقية العالية والوحدات النمطية ، مما يجعله مناسبًا لشبكات التوزيع في المناطق ذات المتطلبات العالية لجودة الطاقة. يستخدم تخزين طاقة البطارية تفاعلات تقليل الأكسدة لأقطاب البطارية لتخزين الطاقة وإطلاقها. يمكنه تلبية الطلب على الطاقة أثناء أحمال النظام القصوى والمساعدة في تعويض الطاقة التفاعلية ، مما يساعد على قمع تقلبات الجهد والوميض. تشمل أنواع البطاريات الشائعة بطاريات الرصاص الحمضية وبطاريات الليثيوم أيون وبطاريات الصوديوم الكبريتية وبطاريات التدفق. تحلل دراسة [9] دور البطاريات في الأنظمة الكهروضوئية ، وتسلط الضوء على قدرات تخزين الطاقة لديها وقدرتها على توفير تيار فوري كبير لتنظيم جهد العمل للخلايا الشمسية. تركز دراسة أخرى [10] على العديد من تقنيات تخزين الطاقة الكيميائية الشائعة ، واختيار المؤشرات التقنية الرئيسية وجمع أحدث بيانات التطبيق حتى عام 2011. من خلال طريقة تحليل غلاف البيانات (DEA) ، تستكشف الدراسة مزايا وتأثيرات التطبيق لمختلف تقنيات تخزين الطاقة الكيميائية ، وتقدم اقتراحات ومراجع لاتجاهات البحث المستقبلية في تكنولوجيا تخزين الطاقة الكيميائية.
2. تخزين الطاقة بالمكثف الفائق: المكثفات الفائقة هي أجهزة لتخزين الطاقة مصنوعة من مواد خاصة ذات ثابت عازل أعلى ، وكثافة طاقة أكبر ، وإطلاق أسرع للطاقة مقارنة بالمكثفات التقليدية. يمكن تقسيم المكثفات الفائقة إلى مكثفات مزدوجة الطبقة ومكثفات كهروكيميائية بناءً على مبادئ تخزين الطاقة المختلفة. بصفتها مكونًا ناشئًا لتخزين الطاقة ، تتمتع المكثفات الفائقة بالعديد من المزايا مقارنة بطرق التخزين الأخرى. تتميز بكثافة طاقة عالية ، وعمر تدوير طويل لتفريغ الشحن ، وكفاءة عالية في الشحن والتفريغ ، ومعدل تفريغ شحن سريع ، وأداء جيد في درجات حرارة عالية ومنخفضة ، وعمر تخزين طويل للطاقة. ومع ذلك ، فإن المكثفات الفائقة لها أيضًا بعض العيوب ، مثل كثافة الطاقة المنخفضة ونطاق التقلب الواسع للجهد الطرفي ، بالإضافة إلى مسألة معادلة الجهد في المكثفات المتسلسلة. بالنظر إلى خصائص البطاريات والمكثفات الفائقة ، تتمتع كلتا التقنيتين بتكامل قوي من حيث الأداء الفني. من خلال الجمع بينهما ، يمكن تحسين أداء أجهزة تخزين الطاقة بشكل كبير. وجدت دراسة [14] أنه من خلال موازاة المكثفات الفائقة بالبطاريات ، يمكن تعزيز قدرة خرج الطاقة لنظام تخزين الطاقة الهجين ، ويمكن تقليل الخسائر الداخلية ، ويمكن زيادة وقت التفريغ. يمكنه أيضًا تقليل عدد دورات شحن وتفريغ البطاريات وإطالة عمرها الافتراضي ، فضلاً عن تقليل حجم أجهزة تخزين الطاقة ، وتحسين موثوقية واقتصاد أنظمة الإمداد بالطاقة.
3. تخزين طاقة دولاب الموازنة:تخزين طاقة دولاب الموازنة هو طريقة تخزين ميكانيكية توفر مزايا مثل الكفاءة العالية ، وفترة البناء القصيرة ، والعمر الطويل ، وسعة تخزين الطاقة العالية ، والشحن السريع ، والتفريغ السريع ، ودورات تفريغ الشحن غير المحدودة ، والملاءمة البيئية. ومع ذلك ، فإن تكلفة صيانة تخزين طاقة دولاب الموازنة أعلى نسبيًا مقارنة بطرق التخزين الأخرى. اقترحت دراسة [15] التحكم في تجانس الطاقة النشط القائم على التحكم الضبابي لأنظمة تخزين طاقة دولاب الموازنة الكهروضوئية. حللت الدراسة سرعة دولاب الموازنة وإخراج الطاقة ومعامل التنعيم لنظام تخزين طاقة دولاب الموازنة الكهروضوئية من خلال المحاكاة باستخدام منصة Matlab / Simulink ، ومقارنتها بجهازين آخرين: بدون تخزين طاقة دولاب الموازنة وتخزين طاقة دولاب الموازنة البسيط. قدمت دراسة أخرى [16] نظام تخزين طاقة دولاب الموازنة في الأنظمة الكهروضوئية بناءً على تتبع نقطة الطاقة القصوى والتحكم في العاكس المتصل بالشبكة لتحقيق خرج طاقة ثابت للشبكة. لضمان إخراج الطاقة الكهربائية القابل للتعديل والمستقر من النظام الكهروضوئي ، اعتمدت استراتيجية التحكم التحكم في الحلقة الداخلية الحالية والتحكم في الحلقة الخارجية للجهد أثناء الشحن والتحكم في الحلقة الداخلية الحالية والتحكم في الحلقة الخارجية للجهد أثناء التفريغ. يتيح هذا النهج إنتاجًا مستقرًا ويمكن التحكم فيه من الطاقة النشطة ، مما يؤدي بشكل فعال إلى قمع التقلبات الناتجة عن التغيرات في ضوء الشمس ودرجة الحرارة البيئية.
4. تخزين الطاقة فائقة التوصيل:تخزن أنظمة تخزين الطاقة المغناطيسية فائقة التوصيل (SMES) طاقة المجال المغناطيسي التي تولدها شبكة الطاقة في ملفات مصنوعة من أسلاك فائقة التوصيل وتحرر الطاقة المخزنة مرة أخرى إلى الشبكة عند الحاجة. تشتمل المكونات النموذجية لنظام SMES على ملفات فائقة التوصيل موضوعة في حاوية تبريد معزولة بالتفريغ ، وأنظمة تبريد وفراغ ، وأجهزة إلكترونية للطاقة لأغراض التحكم. يدور التيار في محث الحلقة المغلقة المتكون من الملفات فائقة التوصيل دون أي تبديد. بالمقارنة مع تقنيات تخزين الطاقة الأخرى ، تتمتع SMES بمزايا كبيرة. نظرًا لقدرتها على تخزين الطاقة دون خسائر لفترات طويلة ، تحقق SMES كفاءة عالية في إرجاع الطاقة. كما أن لديها إطلاقًا سريعًا للطاقة ، وعادة ما يستغرق بضع ثوانٍ فقط. إن اعتماد SMES يجعل من السهل تنظيم جهد الشبكة ، والتردد ، والطاقة النشطة والمتفاعلة. اقترحت دراسة [17] استخدام وحدات SMES لتثبيت الجهد والتردد الناتج من مولدات الرياح. تم توصيل وحدة SMES بقضيب المولد غير المتزامن ، واعتمدت وحدة التحكم النشطة في SMES انحراف سرعة المولد غير المتزامن كإشارة تحكم. اقترحت دراسة أخرى [18] استخدام انحراف الجهد كإشارة تحكم لوحدة التحكم النشطة في SMES لمعالجة أعطال دائرة قصر خط الاتصال المتكررة واضطرابات سرعة الرياح في مزارع الرياح. أظهرت دراسات مختلفة الأداء الممتاز لأجهزة SMES في تحسين استقرار مزرعة الرياح.
تلعب تقنيات تخزين الطاقة هذه دورًا مهمًا في الأنظمة الكهروضوئية ، مما يضمن تشغيلها المستقر وتوفير مصدر طاقة آمن وموثوق. مع التقدم التكنولوجي المستمر والنضج ، ستساهم تقنيات تخزين الطاقة بشكل متزايد في تطوير الطاقة المتجددة وتحقيق أهداف التنمية المستدامة.
إذا كان لديك المزيد من الأسئلة، فاكتب إلينا
ما عليك سوى ترك بريدك الإلكتروني أو رقم هاتفك في نموذج الاتصال حتى نتمكن من تقديم المزيد من الخدمات لك!
ويتم تصنيعها جميعًا وفقًا للمعايير الدولية الأكثر صرامة. وقد تلقت منتجاتنا صالح من الأسواق المحلية والأجنبية على حد سواء.
ويتم الآن تصديرها على نطاق واسع إلى 500 دولة.
حقوق الطبع والنشر © 2021 قوانغتشو ديمودا الإلكترونيات الضوئية والتكنولوجيا المحدودة - كل الحقوق محفوظة.