През последните години фотоволтаичните проекти се развиха бързо, което освободи традиционните електроцентрали, използващи горива, и намали натиска върху обществените електропреносни мрежи. Вятърната и слънчевата енергия ни донесоха мощна и почти вечна енергия. Ключов момент е как гъвкаво да съхраняваме, контролираме и използваме тази енергия. Тази статия ще обясни система за съхранение на енергия с маховик (FESS). Можете да научите повече за принципа на работа, предимствата и недостатъците му и сравнението с BESS в статията, за да ви помогне да изберете.
Какво представлява системата за съхранение на енергия с маховик?
Системата за съхранение на енергия с маховик е механично устройство, което се използва за съхранение на енергия чрез въртеливо движение. Когато има излишък от електроенергия, тя се използва за ускоряване на маховика до много висока скорост. Енергията се съхранява като кинетична енергия и може да бъде възстановена чрез забавяне на маховика, като движението се превръща отново в електроенергия.
Как работи системата за съхранение на енергия с маховик?
За да разберете как работи системата за съхранение на енергия с маховик, представете си фигурист, който прави завъртане. Когато кънкьорът издърпа ръцете си, те се въртят по-бързо, натрупвайки ротационна енергия. Когато изпъне ръцете си, въртенето се забавя. Тялото на фигуриста е като маховик, а въртеливото му движение представлява съхранената енергия.
В системите за съхранение на енергия с маховик електрическата енергия се използва за въртене на маховик с невероятно високи скорости. Маховикът, изработен от трайни материали като композитни въглеродни влакна, съхранява енергия под формата на ротационна кинетична енергия. Ето как протича процесът:
- Абсорбиране на енергия: Когато има излишък на електроенергия, например когато мрежата произвежда свръхмного енергия, системата използва тази излишна енергия, за да ускори маховика. Тази енергия се съхранява като кинетична енергия, подобно на начина, по който фигуристът ускорява въртенето си, като изтегля ръцете си.
- Съхранение на енергия: Маховикът продължава да се върти с висока скорост, запазвайки енергията си, докато триенето и съпротивлението са сведени до минимум. Колкото по-дълго се върти, толкова повече енергия запазва, подобно на начина, по който фигуристът запазва енергията на въртене, докато продължава да се върти.
- Освобождаване на енергия: Когато системата се нуждае от енергия - например по време на пиково потребление или колебания в мрежата - въртенето на маховика се забавя. Процесът на забавяне на маховика превръща натрупаната кинетична енергия обратно в електроенергия, която може да се подаде към мрежата или да се използва от други устройства. Този процес работи по същия начин, както когато фигуристът отпуска ръцете си, за да забави движението си, прехвърляйки тази енергия в ново движение.
По същество маховикът съхранява и освобождава енергия точно както фигуристът, който използва и контролира въртящия се импулс, предлагайки бързо, ефективно и дълготрайно съхранение на енергия.
Компоненти на система за съхранение на енергия с маховик
- Маховик: Сърцевината на системата, която обикновено е изработена от композитни материали, се върти с много висока скорост.
- Двигател/генератор: Този компонент задвижва маховика и също така преобразува кинетичната енергия обратно в електричество.
- Лагери: Усъвършенстваните лагери спомагат за намаляване на триенето, което позволява на маховика да поддържа скоростта си.
- Силова електроника: Те регулират потока на електроенергия в и извън системата.
Предимства на системите за съхранение на енергия с маховик
Системите с маховик имат няколко предимства, особено при приложения, изискващи бързи цикли на зареждане и разреждане.
- Бързо зареждане/разреждане: Маховиците могат да зареждат и разреждат електроенергия много по-бързо от традиционните батерии, което ги прави идеални за балансиране на енергийните мрежи или за управление на краткосрочни колебания в търсенето на енергия.
- Дълъг живот: Без химически реакции, маховиците могат да издържат десетки хиляди цикли, което значително превъзхожда батериите по отношение на дълготрайността.
- Висока ефективност: Системите с маховик са много ефективни при съхраняването и освобождаването на енергия, като загубите на енергия с течение на времето са минимални.
- Щадящ околната среда: Тъй като няма вредни химикали или тежки метали, маховиците се считат за по-екологичен вариант в сравнение с химическите батерии.
Съхраняване на енергия на маховик срещу съхранение на батерия
Макар че и маховикът, и системи за съхранение на батерии служат за една и съща основна цел - съхраняване на енергия за по-късна употреба - техните технологии, експлоатационни характеристики и сценарии за най-добро използване са доста различни.
| Функции | Съхранение на енергия чрез маховик | Съхранение на енергия от батерии |
| Механизъм за съхранение на енергия | Кинетична енергия чрез въртящ се маховик | Химични реакции в клетките на батериите |
| Време за зареждане/разреждане | Много бързо, обикновено под 10 секунди | По-бавно, обикновено отнема от минути до часове |
| Ефективност | Висока, с минимални загуби на енергия | Добър, но губи енергия с течение на времето |
| Продължителност на живота | Десетки хиляди цикли | Обикновено по-кратко, около 3000-5000 цикъла |
| Въздействие върху околната среда | Слабо въздействие, без опасни материали | Потенциални екологични проблеми (напр. добив на литий) |
| Разходи | По-високи първоначални разходи, но дългосрочни икономии | По-достъпни първоначално, но с по-кратък живот и по-високи разходи за поддръжка |
Какви са основните разлики между съхранението на енергия чрез маховик и батерия?
- Средство за съхранение: Маховиците съхраняват енергия под формата на кинетична енергия, докато батериите съхраняват енергия по химичен път.
- Енергийна ефективност: Системите с маховик обикновено предлагат по-добра ефективност по отношение на извличането и разтоварването на енергията.
- Продължителност на живота: Маховиците са склонни да издържат много по-дълго от батериите, особено при приложения с висок цикъл.
- Пригодност за краткосрочни енергийни нужди: Маховиците са отлични в управлението на краткосрочни енергийни скокове или дисбаланси, докато батериите често са по-добри за дългосрочно съхранение.
Кое е по-добро: Съхранение на енергия с маховик или с батерия?
И двете технологии имат своите предимства, но изборът между маховик и система за съхранение на енергия от батерии зависи до голяма степен от вашите нужди:
- Системи с маховик са по-подходящи за приложения, които изискват бързи енергийни импулси, като например стабилизиране на електропреносната мрежа, регулиране на честотата и резервно захранване на критична инфраструктура.
- Съхранение на батерии обикновено е по-добър избор за дългосрочно съхранение на енергия, като например за системи за възобновяема енергия (слънчева или вятърна) или домашно съхранение на енергия.
Текущо състояние и бъдеще на съхранението на енергия чрез маховици
Технологията на маховиците се развива, като няколко държави, включително Китай, са водещи в мащабните инсталации на маховици. През 2022 г. Китай представи първата си собствена система за съхранение на енергия с мегаватов мащаб на маховици, отбелязвайки значителен етап в развитието на тази технология.
С развитието на технологията се очаква маховиците да играят ключова роля в балансирането на електроснабдяването и интегрирането на възобновяемите енергийни източници в мрежата. С намаляването на разходите, повишаването на ефективността и разширяването на приложенията бъдещето на съхранението на енергия чрез маховици изглежда обещаващо.
Заключение
Системите за съхранение на енергия с маховик предлагат уникална и ефективна алтернатива на традиционните акумулаторни системи с предимства по отношение на скоростта, продължителността на живота и въздействието върху околната среда. Въпреки че акумулаторните батерии остават доминиращ избор за дългосрочно съхранение на енергия, системите с маховик са подходящи за приложения, изискващи бързо освобождаване на енергия и чести цикли. Тъй като технологиите продължават да се усъвършенстват, съхранението на енергия чрез маховици може да се превърне в ключов компонент в енергийния пейзаж, като спомогне за поддържането на по-устойчива и устойчива енергийна мрежа.
Пестене на пари, опазване на околната среда
PKNERGY ви помага да намалите сметките си за енергия за вашия дом Съхраняване на слънчева енергия, съхраняване на слънчева енергия за използване по всяко време - през нощта или по време на прекъсване.
BG 
EN 
ES 
DE 
PT 
AR 
KU 
ID 
RU 
SL 
KO 
FR 
IT 
NL 
CS 