ఆధునిక శక్తి నిల్వ పరికరాలు, శక్తి నిల్వ యొక్క అత్యంత సాధారణ రకాలు

శక్తి నిల్వ పరికరాలు ఎలక్ట్రోకెమికల్, గతి, సంభావ్య, విద్యుదయస్కాంత, రసాయన మరియు ఉష్ణ వంటి వివిధ రూపాల్లో శక్తిని నిల్వ చేసే వ్యవస్థలు, ఉదాహరణకు ఇంధన కణాలు, బ్యాటరీలు, కెపాసిటర్లు, ఫ్లైవీల్స్, కంప్రెస్డ్ ఎయిర్, హైడ్రాలిక్ అక్యుమ్యులేటర్లు, సూపర్ అయస్కాంతాలు, హైడ్రోజన్ మొదలైనవి. .

శక్తి నిల్వ పరికరాలు ఒక ముఖ్యమైన వనరు మరియు అవి అంతరాయం లేని శక్తిని అందించడానికి లేదా చాలా స్వల్ప-కాల అస్థిరత ఉన్న సమయాల్లో విద్యుత్ వ్యవస్థకు మద్దతు ఇవ్వడానికి తరచుగా ఉపయోగించబడతాయి, అవి స్వతంత్రంగా పునరుత్పాదక ఇంధన వ్యవస్థలలో కూడా ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి.

నిర్దిష్ట అప్లికేషన్ కోసం అవసరమైన శక్తి నిల్వ పరికరాల కోసం ప్రధాన ప్రమాణాలు:

• నిర్దిష్ట శక్తి (Wh · kg -1 లో) మరియు శక్తి సాంద్రత (Wh · kg -1 లేదా Wh · l -1) పరంగా శక్తి మొత్తం;
• విద్యుత్ శక్తి, అనగా. అవసరమైన విద్యుత్ లోడ్;
• వాల్యూమ్ మరియు మాస్;
• విశ్వసనీయత;
• మన్నిక;
• భద్రత;
• ధర;
• పునర్వినియోగపరచదగిన;
• పర్యావరణంపై ప్రభావం.

శక్తి నిల్వ పరికరాలను ఎన్నుకునేటప్పుడు, ఈ క్రింది లక్షణాలను పరిగణించాలి:

• నిర్దిష్ట శక్తి;
• నిల్వ సామర్థ్యం;
• నిర్దిష్ట శక్తి;
• ప్రతిస్పందన సమయం;
• సమర్థత;
• స్వీయ-ఉత్సర్గ రేటు / ఛార్జింగ్ చక్రాలు;
• వేడికి సున్నితత్వం;
• ఛార్జ్-డిచ్ఛార్జ్ జీవితం;
• పర్యావరణంపై ప్రభావం;
• మూలధనం / నిర్వహణ ఖర్చులు;
• సేవ.

విద్యుత్ శక్తి నిల్వ పరికరాలు టెలికమ్యూనికేషన్ పరికరాల (మొబైల్ ఫోన్‌లు, టెలిఫోన్‌లు, వాకీ-టాకీలు మొదలైనవి), బ్యాకప్ పవర్ సిస్టమ్‌లు మరియు నిల్వ భాగాలు (బ్యాటరీలు, సూపర్ కెపాసిటర్లు మరియు ఇంధన కణాలు) రూపంలో హైబ్రిడ్ ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలలో అంతర్భాగంగా ఉంటాయి.

ఎనర్జీ స్టోరేజ్ పరికరాలు, ఎలక్ట్రికల్ లేదా థర్మల్ అయినా, కోర్ క్లీన్ ఎనర్జీ టెక్నాలజీలుగా గుర్తించబడతాయి.

కొత్త పవర్ ప్లాంట్ల జోడింపులో పవన మరియు సౌర శక్తి ఆధిపత్యం చెలాయించే మరియు క్రమంగా ఇతర విద్యుత్ వనరులను భర్తీ చేసే ప్రపంచానికి దీర్ఘకాలిక శక్తి నిల్వ గొప్ప సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది.

గాలి మరియు సోలార్ నిర్దిష్ట సమయాల్లో మాత్రమే ఉత్పత్తి చేస్తాయి, కాబట్టి వాటికి ఖాళీలను పూరించడానికి అదనపు సాంకేతికత అవసరం.

అడపాదడపా, కాలానుగుణమైన మరియు అనూహ్యమైన విద్యుత్ ఉత్పత్తి యొక్క వాటా పెరుగుతున్న ప్రపంచంలో మరియు వినియోగంతో డీసింక్రొనైజేషన్ ప్రమాదం పెరుగుతోంది, నిల్వ శక్తి ఉత్పత్తి మరియు వినియోగం మధ్య అన్ని దశల తేడాలను గ్రహించడం ద్వారా వ్యవస్థను మరింత సరళంగా చేస్తుంది.

అక్యుమ్యులేటర్లు ప్రధానంగా బఫర్‌గా పనిచేస్తాయి మరియు గ్రిడ్ మరియు భవనాలలో పునరుత్పాదక ఇంధన వనరులను సులభంగా నిర్వహించడం మరియు ఏకీకృతం చేయడం, గాలి మరియు సూర్యుడు లేనప్పుడు కొంత స్వయంప్రతిపత్తిని అందిస్తాయి.

జనరేటర్ సిస్టమ్‌లలో, అవి ఇంధనాన్ని ఆదా చేస్తాయి మరియు జనరేటర్ తక్కువ ప్రభావవంతంగా ఉన్నప్పుడు తక్కువ విద్యుత్ డిమాండ్ ఉన్న కాలంలో లోడ్‌ను అందించడం ద్వారా జనరేటర్ అసమర్థతలను నివారించడంలో సహాయపడతాయి.

పునరుత్పాదక ఉత్పత్తిలో హెచ్చుతగ్గులను బఫర్ చేయడం ద్వారా, శక్తి నిల్వ జనరేటర్ స్టార్ట్-అప్‌ల ఫ్రీక్వెన్సీని కూడా తగ్గిస్తుంది.

అధిక చొచ్చుకొనిపోయే శక్తి కలిగిన గాలి మరియు డీజిల్ వ్యవస్థలలో (ఇక్కడ వ్యవస్థాపించిన పవన శక్తి సగటు లోడ్‌ను మించిపోయింది), చాలా తక్కువ నిల్వ కూడా డీజిల్ స్టార్ట్-అప్‌ల ఫ్రీక్వెన్సీని నాటకీయంగా తగ్గిస్తుంది.

పారిశ్రామిక శక్తి నిల్వ పరికరాల యొక్క అత్యంత సాధారణ రకాలు:

పారిశ్రామిక శక్తి నిల్వ పరికరాలు

ఎలక్ట్రోకెమికల్ శక్తి నిల్వ పరికరాలు

బ్యాటరీలు, ముఖ్యంగా లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలు, ప్రధానమైన శక్తి నిల్వ పరికరం.

అనేక పోటీ బ్యాటరీ రకాలు (నికెల్-కాడ్మియం, నికెల్-మెటల్ హైడ్రైడ్, లిథియం-అయాన్, సోడియం సల్ఫర్, మెటల్-ఎయిర్, ఫ్లో-త్రూ బ్యాటరీలు) లైఫ్, ఎఫిషియన్సీ, ఎనర్జీ డెన్సిటీ వంటి పనితీరులో ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ అంశాలలో లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలను అధిగమిస్తాయి. , ఛార్జ్ మరియు డిచ్ఛార్జ్ రేటు, చల్లని వాతావరణ పనితీరు లేదా నిర్వహణ అవసరం.

అయితే చాలా సందర్భాలలో, కిలోవాట్-గంట కెపాసిటీకి వాటి తక్కువ ధర లెడ్-యాసిడ్ బ్యాటరీలను ఉత్తమ ఎంపికగా చేస్తుంది.

ఫ్లైవీల్స్, అల్ట్రాకాపాసిటర్లు లేదా హైడ్రోజన్ నిల్వ వంటి ప్రత్యామ్నాయాలు భవిష్యత్తులో వాణిజ్యపరంగా విజయవంతమవుతాయి, కానీ నేడు చాలా అరుదు.

లిథియం-అయాన్ (లి-అయాన్) బ్యాటరీలు ఇప్పుడు అన్ని ఆధునిక వినియోగదారు ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలకు ఆధునిక శక్తి వనరు. పోర్టబుల్ ఎలక్ట్రానిక్స్ కోసం ప్రిస్మాటిక్ లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల వాల్యూమెట్రిక్ శక్తి సాంద్రత గత 15 సంవత్సరాలలో మూడు రెట్లు పెరిగింది.

Li-ion బ్యాటరీల కోసం ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు మరియు శక్తి నిల్వ వ్యవస్థలు, సెల్ డిజైన్ మరియు పనితీరు అవసరాలు వంటి అనేక కొత్త అప్లికేషన్‌లు పుట్టుకొచ్చినందున, సాంప్రదాయ బ్యాటరీ తయారీదారులకు ప్రత్యేకమైన సవాళ్లను అందిస్తాయి.

అందువల్ల, అధిక-శక్తి, అధిక-శక్తి-సాంద్రత కలిగిన లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల సురక్షితమైన మరియు నమ్మదగిన ఆపరేషన్ కోసం అధిక డిమాండ్ అనివార్యం అవుతుంది.

విద్యుత్ పరిశ్రమలో ఎలక్ట్రోకెమికల్ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ పరికరాల అప్లికేషన్:

అక్యుమ్యులేటర్ ప్లాంట్లు, విద్యుత్ శక్తిని నిల్వ చేయడానికి బ్యాటరీల ఉపయోగం

ఎలక్ట్రోకెమికల్ సూపర్ కెపాసిటర్లు

సూపర్ కెపాసిటర్లు ఎలక్ట్రోకెమికల్ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ పరికరాలు, వీటిని సెకన్లలో పూర్తిగా ఛార్జ్ చేయవచ్చు లేదా డిశ్చార్జ్ చేయవచ్చు.

సెకండరీ బ్యాటరీలతో పోలిస్తే వాటి అధిక శక్తి సాంద్రత, తక్కువ నిర్వహణ ఖర్చులు, విస్తృత ఉష్ణోగ్రత పరిధి మరియు ఎక్కువ డ్యూటీ సైకిల్‌తో, సూపర్ కెపాసిటర్లు గత దశాబ్దంలో గణనీయమైన పరిశోధనా దృష్టిని పొందాయి.

సంప్రదాయ విద్యుత్ విద్యుద్వాహక కెపాసిటర్ల కంటే ఇవి అధిక శక్తి సాంద్రతను కలిగి ఉంటాయి.సూపర్ కెపాసిటర్ యొక్క నిల్వ సామర్థ్యం ఎలక్ట్రోలైట్ అయాన్లు మరియు పెద్ద ఉపరితల వైశాల్య ఎలక్ట్రోడ్‌ల మధ్య ఎలెక్ట్రోస్టాటిక్ విభజనపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీలతో పోలిస్తే సూపర్ కెపాసిటర్ల యొక్క తక్కువ నిర్దిష్ట శక్తి వాటి విస్తృత వినియోగానికి అడ్డంకి.

పోర్టబుల్ ఎలక్ట్రానిక్స్ నుండి ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు మరియు పెద్ద పారిశ్రామిక పరికరాల వరకు భవిష్యత్తు వ్యవస్థల అవసరాలను తీర్చడానికి సూపర్ కెపాసిటర్ల పనితీరును మెరుగుపరచడం అవసరం.

సూపర్ కెపాసిటర్ల వివరాలు:
అయోనిస్టులు (సూపర్ కెపాసిటర్లు) — పరికరం, ఆచరణాత్మక అప్లికేషన్, ప్రయోజనాలు మరియు అప్రయోజనాలు

సంపీడన వాయు శక్తి నిల్వ

కంప్రెస్డ్ ఎయిర్ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ అనేది ఒక సమయంలో ఉత్పత్తి చేయబడిన శక్తిని మరొక సమయంలో ఉపయోగించడం కోసం నిల్వ చేసే మార్గం. యుటిలిటీ స్కేల్‌లో, తక్కువ శక్తి డిమాండ్ (ఆఫ్-పీక్) సమయంలో ఉత్పత్తి చేయబడిన శక్తిని అధిక డిమాండ్ (పీక్ లోడ్) కాలాలకు అనుగుణంగా విడుదల చేయవచ్చు.

కంప్రెస్డ్ ఎయిర్ ఐసోథర్మల్ స్టోరేజ్ (CAES) అనేది సాంప్రదాయ (డయాబాటిక్ లేదా అడియాబాటిక్) సిస్టమ్‌ల యొక్క కొన్ని పరిమితులను అధిగమించడానికి ప్రయత్నించే కొత్త సాంకేతికత.

క్రయోజెనిక్ శక్తి నిల్వ

బ్రిటన్ 250 MWh ద్రవీకృత గాలి నిల్వను నిర్మించాలని యోచిస్తోంది. ఇది పునరుత్పాదక ఇంధన వనరుల పార్కుతో కలిపి వాటి అంతరాయాలను భర్తీ చేస్తుంది.

కమీషనింగ్ 2022కి షెడ్యూల్ చేయబడింది. క్రయోజెనిక్ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ యూనిట్లు మాంచెస్టర్ సమీపంలోని ట్రాఫోర్డ్ ఎనర్జీ పార్క్‌తో కలిసి పని చేస్తాయి, ఇక్కడ విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో కొంత భాగం ఫోటోవోల్టాయిక్ ప్యానెల్‌లు మరియు విండ్ టర్బైన్‌ల నుండి వస్తుంది.

ఈ నిల్వ సౌకర్యం ఈ పునరుత్పాదక ఇంధన వనరుల వినియోగంలో అంతరాయాలను భర్తీ చేస్తుంది.

ఈ ఇన్‌స్టాలేషన్ యొక్క ఆపరేషన్ సూత్రం ఎయిర్ కండీషనర్‌ను మార్చే రెండు చక్రాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

విద్యుత్ శక్తి గాలిలోకి లాగడానికి ఉపయోగించబడుతుంది మరియు అది ద్రవంగా మారే వరకు చాలా తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలకు (-196 డిగ్రీలు) చల్లబరుస్తుంది. ఇది పెద్ద, ఇన్సులేట్ చేయబడిన, ఈ ఉపయోగం కోసం ప్రత్యేకంగా స్వీకరించబడిన తక్కువ-పీడన ట్యాంకులలో నిల్వ చేయబడుతుంది.

విద్యుత్ శక్తి అవసరం ఉన్నప్పుడు రెండవ చక్రం జరుగుతుంది. క్రయోజెనిక్ ద్రవం బాష్పీభవనాన్ని కొనసాగించడానికి ఉష్ణ వినిమాయకం ద్వారా వేడి చేయబడుతుంది మరియు దానిని వాయు స్థితికి తిరిగి ఇస్తుంది.

క్రయోజెనిక్ లిక్విడ్ యొక్క బాష్పీభవనం వాయువు యొక్క వాల్యూమ్ విస్తరణకు కారణమవుతుంది, ఇది విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేసే టర్బైన్లను నడిపిస్తుంది.

గతి శక్తి నిల్వ పరికరాలు

ఫ్లైవీల్ అనేది భ్రమణ శక్తిని నిల్వ చేయడానికి ఉపయోగించే ఒక తిరిగే మెకానికల్ పరికరం. ఫ్లైవీల్ కాలక్రమేణా అడపాదడపా శక్తి వనరుల నుండి శక్తిని సంగ్రహించగలదు మరియు గ్రిడ్‌కు నిరంతర విద్యుత్ సరఫరాను అందిస్తుంది.

ఫ్లైవీల్ శక్తి నిల్వ వ్యవస్థలు గతి శక్తిగా నిల్వ చేయబడిన ఇన్‌పుట్ విద్యుత్ శక్తిని ఉపయోగిస్తాయి.

యాంత్రిక వ్యవస్థల భౌతికశాస్త్రం తరచుగా చాలా సరళంగా ఉన్నప్పటికీ (ఫ్లైవీల్‌ను తిప్పడం లేదా బరువులు పైకి ఎత్తడం వంటివి), ఈ శక్తులను సమర్థవంతంగా మరియు సమర్ధవంతంగా ఉపయోగించుకునేలా చేసే సాంకేతికతలు ముఖ్యంగా అధునాతనమైనవి.

హైటెక్ మెటీరియల్స్, తాజా కంప్యూటర్ కంట్రోల్ సిస్టమ్స్ మరియు ఇన్నోవేటివ్ డిజైన్ ఈ సిస్టమ్‌లను నిజమైన అప్లికేషన్‌లకు అనుకూలంగా చేస్తాయి.

వాణిజ్య గతితార్కిక నిల్వ కోసం UPS వ్యవస్థలు మూడు ఉపవ్యవస్థలను కలిగి ఉంటాయి:

• శక్తి నిల్వ పరికరాలు, సాధారణంగా ఫ్లైవీల్;
• పంపిణీ పరికరాలు;
• శక్తి నిల్వ సామర్థ్యంపై లోపాలను తట్టుకునే శక్తిని అందించడానికి ప్రారంభించబడే ప్రత్యేక జనరేటర్.

ఫ్లైవీల్‌ను బ్యాకప్ జనరేటర్‌తో ఏకీకృతం చేయవచ్చు, ఇది మెకానికల్ సిస్టమ్‌లను నేరుగా కనెక్ట్ చేయడం ద్వారా విశ్వసనీయతను మెరుగుపరుస్తుంది.

ఈ పరికరాల గురించి మరింత:

విద్యుత్ పరిశ్రమ కోసం గతి శక్తి నిల్వ పరికరాలు

ఫ్లైవీల్ (కైనటిక్) శక్తి నిల్వ పరికరాలు ఎలా అమర్చబడి పని చేస్తాయి

పవర్ గ్రిడ్‌ల కోసం అధిక ఉష్ణోగ్రత సూపర్ కండక్టింగ్ మాగ్నెటిక్ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ (SMES):

సూపర్ కండక్టింగ్ అయస్కాంత శక్తి నిల్వ వ్యవస్థలు ఎలా పని చేస్తాయి మరియు పనిచేస్తాయి