V posledních letech se rychle rozvíjejí fotovoltaické projekty, které uvolňují tradiční elektrárny na paliva a snižují tlak na veřejné energetické sítě. Větrná a sluneční energie nám přinesla výkonnou a téměř věčnou energii. Klíčovým se stal způsob, jak tuto energii flexibilně skladovat, řídit a využívat. Tento článek vysvětluje setrvačníkový systém skladování energie (FESS). Dozvíte se o jeho principu fungování, výhodách a nevýhodách a porovnání s BESS v článku, které vám pomohou s výběrem.
Co je setrvačníkový systém skladování energie?
Setrvačník je mechanické zařízení, které slouží k ukládání energie prostřednictvím rotačního pohybu. Když je k dispozici přebytek elektrické energie, použije se k urychlení setrvačníku na velmi vysoké otáčky. Energie je uložena jako kinetická energie a lze ji získat zpět zpomalením setrvačníku, čímž se pohyb přemění zpět na elektřinu.
Jak funguje setrvačníkový systém skladování energie?
Abyste pochopili, jak setrvačník funguje, představte si krasobruslaře, který provádí otočku. Když bruslař přitáhne ruce, roztočí se rychleji, čímž se uloží rotační energie. Když paže natáhne, rotace se zpomalí. Tělo bruslaře je jako setrvačník a jeho otáčivý pohyb představuje uloženou energii.
V setrvačníkovém systému skladování energie se elektrická energie využívá k roztočení setrvačníku při neuvěřitelně vysokých otáčkách. Setrvačník, vyrobený z odolných materiálů, jako jsou kompozitní uhlíková vlákna, uchovává energii ve formě rotační kinetické energie. Zde je rozpis tohoto procesu:
- Absorpce energie: Když je v síti přebytek elektřiny, například při nadměrné výrobě energie, systém využívá přebytečnou energii k urychlení setrvačníku. Tato energie se ukládá jako kinetická energie, podobně jako když krasobruslař zrychluje svou rotaci přitahováním paží.
- Ukládání energie: Setrvačník se stále otáčí vysokou rychlostí a udržuje energii, dokud je tření a odpor minimální. Čím déle se točí, tím více energie si uchovává, podobně jako si bruslař udržuje rotační energii, když se stále točí.
- Uvolňování energie: Když systém potřebuje energii - například při špičkové poptávce nebo výkyvech v síti - otáčky setrvačníku se zpomalí. Proces zpomalování setrvačníku přeměňuje uloženou kinetickou energii zpět na elektřinu, kterou lze dodávat do sítě nebo využívat jinými zařízeními. Tento proces funguje podobně, jako když krasobruslař uvolní ruce a zpomalí, čímž převede energii do nového pohybu.
Setrvačník v podstatě ukládá a uvolňuje energii podobně jako krasobruslař, který využívá a řídí svůj točivý moment, a nabízí tak rychlé, účinné a dlouhodobé ukládání energie.
Součásti setrvačníkového systému skladování energie
- Setrvačník: Jádro systému, obvykle vyrobené z kompozitních materiálů, se otáčí velmi vysokou rychlostí.
- Motor/generátor: Tato součást pohání setrvačník a zároveň přeměňuje kinetickou energii zpět na elektřinu.
- Ložiska: Pokročilá ložiska pomáhají snižovat tření a umožňují setrvačníku udržovat otáčky.
- Výkonová elektronika: Ty regulují tok elektřiny do systému a ze systému.
Výhody setrvačníkových systémů skladování energie
Setrvačníkové systémy mají několik výhod, zejména v aplikacích vyžadujících rychlé nabíjení a vybíjení.
- Rychlé nabíjení/vybíjení: Setrvačníky se mohou nabíjet a vybíjet elektřinou mnohem rychleji než tradiční baterie, takže jsou ideální pro vyrovnávání energetických sítí nebo řízení krátkodobých výkyvů v poptávce po energii.
- Dlouhá životnost: Setrvačníky bez chemických reakcí vydrží desítky tisíc cyklů, čímž výrazně překonávají baterie z hlediska životnosti.
- Vysoká účinnost: Setrvačníkové systémy jsou vysoce účinné při ukládání a uvolňování energie s minimálními časovými ztrátami.
- Šetrné k životnímu prostředí: Protože setrvačníky neobsahují žádné škodlivé chemikálie ani těžké kovy, jsou ve srovnání s chemickými bateriemi považovány za ekologičtější variantu.
Skladování energie v setrvačníku vs. bateriové úložiště
Zatímco setrvačník i bateriové úložné systémy slouží ke stejnému základnímu účelu - uchovávání energie pro pozdější použití - jejich technologie, výkonnostní charakteristiky a scénáře nejlepšího využití jsou zcela odlišné.
| Funkce | Skladování energie v setrvačníku | Ukládání energie do baterií |
| Mechanismus ukládání energie | Kinetická energie prostřednictvím rotujícího setrvačníku | Chemické reakce v bateriových článcích |
| Doba nabíjení/vybíjení | Velmi rychle, obvykle do 10 sekund | Pomaleji, obvykle trvá minuty až hodiny |
| Efektivita | Vysoká, s minimálními energetickými ztrátami | Dobrý, ale časem ztrácí energii |
| Délka života | Desítky tisíc cyklů | Obecně kratší, přibližně 3 000-5 000 cyklů. |
| Dopad na životní prostředí | Nízký dopad, žádné nebezpečné materiály | Potenciální obavy o životní prostředí (např. těžba lithia). |
| Náklady | Vyšší počáteční náklady, ale dlouhodobé úspory | Cenově dostupnější zpočátku, ale s kratší životností a vyššími náklady na údržbu. |
Jaké jsou hlavní rozdíly mezi setrvačníkem a bateriovým úložištěm energie?
- Úložné médium: Setrvačníky uchovávají energii ve formě kinetické energie, zatímco baterie uchovávají energii chemicky.
- Energetická účinnost: Setrvačníkové systémy obvykle nabízejí lepší účinnost, pokud jde o získávání a vybíjení energie.
- Délka života: Setrvačníky mají tendenci vydržet mnohem déle než baterie, zejména u vysokocyklových aplikací.
- Vhodnost pro krátkodobé energetické potřeby: Setrvačníky vynikají při zvládání krátkodobých energetických nárazů nebo nerovnováhy, zatímco baterie jsou často vhodnější pro dlouhodobé skladování.
Co je lepší: Setrvačník nebo bateriové úložiště energie?
Obě technologie mají své přednosti, ale volba mezi setrvačníkem a bateriovým systémem skladování energie závisí především na vašich potřebách:
- Setrvačníkové systémy jsou vhodnější pro aplikace, které vyžadují rychlé dodávky energie, jako je stabilizace elektrické sítě, regulace frekvence a záložní napájení kritické infrastruktury.
- Skladování baterií je obvykle lepší volbou pro dlouhodobé skladování energie, například pro systémy obnovitelných zdrojů energie (solární nebo větrné) či skladování energie v domácnostech.
Současný stav a budoucnost ukládání energie v setrvačnících
Technologie setrvačníků se vyvíjí a několik zemí, včetně Číny, je lídrem v oblasti rozsáhlých instalací setrvačníků. V roce 2022 Čína představila svůj první vlastní megawattový setrvačníkový úložný systém, což představuje významný milník ve vývoji této technologie.
Očekává se, že s rozvojem této technologie budou setrvačníkové systémy hrát klíčovou roli při vyrovnávání dodávek energie a integraci obnovitelných zdrojů energie do sítě. Vzhledem ke snižujícím se nákladům, zvyšující se účinnosti a rozšiřujícím se aplikacím vypadá budoucnost skladování energie pomocí setrvačníků slibně.
Závěr
Setrvačníkové systémy skladování energie představují jedinečnou a účinnou alternativu k tradičním bateriovým systémům, která má výhody v rychlosti, životnosti a dopadu na životní prostředí. Zatímco bateriové úložiště zůstává dominantní volbou pro dlouhodobé skladování energie., setrvačníkové systémy jsou vhodné pro aplikace vyžadující rychlé uvolňování energie a časté cyklování. S dalším zdokonalováním technologií se setrvačníkové skladování energie může stát klíčovou součástí energetického prostředí a přispět k podpoře udržitelnější a odolnější energetické sítě.
Úspora peněz, ochrana životního prostředí
PKNERGY vám pomůže snížit účty za energii pro váš dům solární skladování energie, ukládání solární energie pro použití kdykoli - v noci nebo během výpadku.
CS 
EN 
ES 
DE 
PT 
AR 
KU 
ID 
RU 
SL 
KO 
FR 
IT 
BG 
NL 