V zadnjih letih so se hitro razvijali fotovoltaični projekti, ki so osvobodili elektrarne na klasična goriva in zmanjšali pritisk na javna električna omrežja. Vetrna in sončna energija sta nam prinesli močno in skoraj večno energijo. Ključno je, kako to energijo prožno shranjevati, nadzorovati in uporabljati. V tem članku je pojasnjeno, kako sistem shranjevanja energije na vztrajnik (FESS). Spoznate lahko njegovo načelo delovanja, prednosti in slabosti ter primerjavo z BESS v članku, ki vam bodo pomagali pri izbiri.
Kaj je sistem za shranjevanje energije z vztrajnikom?
Vztrajnik za shranjevanje energije je mehanska naprava, ki se uporablja za shranjevanje energije z vrtenjem. Ko je na voljo presežek električne energije, se ta uporabi za pospeševanje vztrajnika do zelo visoke hitrosti. Energija se shrani kot kinetična energija in se lahko ponovno pridobi z upočasnitvijo vztrajnika, pri čemer se gibanje pretvori nazaj v električno energijo.
Kako deluje sistem za shranjevanje energije z vztrajnikom?
Če želite razumeti delovanje sistema za shranjevanje energije z vztrajnikom, si predstavljajte drsalca, ki izvaja zavoj. Ko drsalec potegne roke navznoter, se vrti hitreje, pri čemer se shranjuje rotacijska energija. Ko roke iztegne, se vrtenje upočasni. Drsalčevo telo je kot vztrajnik, njegovo vrtenje pa predstavlja shranjeno energijo.
V sistemu shranjevanja energije z vztrajnikom se električna energija uporablja za vrtenje vztrajnika pri izjemno visokih hitrostih. Vztrajnik, izdelan iz trpežnih materialov, kot so kompozitna ogljikova vlakna, shranjuje energijo v obliki vrtilne kinetične energije. Tukaj je razčlenitev postopka:
- Absorpcija energije: Ko je v omrežju presežek električne energije, na primer ob prekomerni proizvodnji energije, sistem to presežno energijo uporabi za pospeševanje vztrajnika. Ta energija se shrani kot kinetična energija, podobno kot drsalec pospeši vrtenje s potegom rok.
- Shranjevanje energije: Vztrajnik se še naprej vrti pri visoki hitrosti in ohranja energijo, dokler sta trenje in upor čim manjša. Čim dlje se vrti, tem več energije ohranja, podobno kot drsalec z vrtenjem ohranja energijo vrtenja.
- Sprostitev energije: Ko sistem potrebuje energijo - na primer med največjim povpraševanjem ali nihanjem v omrežju - se vrtenje vztrajnika upočasni. Pri upočasnjevanju vztrajnika se shranjena kinetična energija pretvori nazaj v električno energijo, ki se lahko odda v omrežje ali uporabi v drugih napravah. Ta proces deluje podobno kot pri drsalcu, ki sprosti roke, da upočasni gibanje, in tako prenese energijo v novo gibanje.
Vztrajnik v bistvu shranjuje in sprošča energijo tako kot drsalec, ki izkorišča in nadzoruje svoj vrtilni moment, kar omogoča hitro, učinkovito in dolgotrajno shranjevanje energije.
Sestavni deli sistema za shranjevanje energije z vztrajnikom
- Vztrajnik: Jedro sistema, ki je običajno izdelano iz kompozitnih materialov, se vrti pri zelo visokih hitrostih.
- Motor/generator: Ta del poganja vztrajnik in pretvarja kinetično energijo nazaj v električno energijo.
- Ležaji: Napredni ležaji pomagajo zmanjšati trenje, zato vztrajnik ohranja svojo hitrost.
- Napajalna elektronika: Ti uravnavajo pretok električne energije v sistem in iz njega.
Prednosti sistemov za shranjevanje energije z vztrajnikom
Sistemi z vztrajnikom imajo več prednosti, zlasti pri aplikacijah, ki zahtevajo hitre cikle polnjenja in praznjenja.
- Hitro polnjenje/praznjenje: Vztrajniki se lahko polnijo in praznijo veliko hitreje kot običajne baterije, zato so idealni za uravnoteženje električnih omrežij ali obvladovanje kratkoročnih nihanj v povpraševanju po energiji.
- Dolga življenjska doba: Vztrajniki brez kemičnih reakcij lahko zdržijo več deset tisoč ciklov, s čimer po življenjski dobi znatno presegajo baterije.
- Visoka učinkovitost: Sistemi z vztrajniki so zelo učinkoviti pri shranjevanju in sproščanju energije, pri čemer je njena izguba sčasoma minimalna.
- Okolju prijazno: Vztrajniki so v primerjavi s kemičnimi baterijami okolju prijaznejša možnost, saj ne vsebujejo škodljivih kemikalij ali težkih kovin.
Skladiščenje energije z vztrajnikom v primerjavi s skladiščenjem z baterijami
Medtem ko sta vztrajnik in sistemi za shranjevanje baterij služijo istemu temeljnemu namenu - shranjevanju energije za poznejšo uporabo -, se njihove tehnologije, značilnosti delovanja in scenariji najboljše uporabe precej razlikujejo.
| Funkcija | Skladiščenje energije z vztrajnikom | Shranjevanje energije iz baterij |
| Mehanizem shranjevanja energije | Kinetična energija prek vrtečega se vztrajnika | Kemične reakcije v baterijskih celicah |
| Čas polnjenja/praznjenja | Zelo hitro, običajno v manj kot 10 sekundah | Počasneje, običajno traja od nekaj minut do nekaj ur |
| Učinkovitost | Visoka, z minimalno izgubo energije | Dobro, vendar sčasoma izgubi nekaj energije |
| Življenjska doba | Več deset tisoč ciklov | Običajno krajši, približno 3.000-5.000 ciklov |
| Vpliv na okolje | Majhen vpliv, brez nevarnih snovi | Morebitni okoljski problemi (npr. pridobivanje litija). |
| Stroški | Višja začetna cena, vendar dolgoročni prihranki | cenovno ugodnejši na začetku, vendar krajša življenjska doba in višji stroški vzdrževanja |
Katere so ključne razlike med shranjevanjem energije z vztrajnikom in baterijo?
- Sredstvo za shranjevanje: Vztrajniki shranjujejo energijo v obliki kinetične energije, medtem ko baterije shranjujejo energijo kemično.
- Energetska učinkovitost: Sistemi z vztrajnikom običajno zagotavljajo večjo učinkovitost pri pridobivanju in praznjenju energije.
- Življenjska doba: Vztrajniki običajno zdržijo veliko dlje kot baterije, zlasti pri aplikacijah z velikim številom ciklov.
- Primernost za kratkoročne potrebe po energiji: Vztrajniki so odlični pri obvladovanju kratkoročnih energijskih skokov ali neravnovesij, medtem ko so baterije pogosto primernejše za dolgoročno shranjevanje.
Kaj je bolje: Muhasto kolo ali baterija za shranjevanje energije?
Obe tehnologiji imata svoje prednosti, vendar je izbira med vztrajnikom in baterijskim sistemom za shranjevanje energije odvisna predvsem od vaših potreb:
- Sistemi z vztrajnikom so primernejši za aplikacije, ki zahtevajo hitre energijske izbruhe, kot so stabilizacija električnega omrežja, regulacija frekvence in rezervno napajanje kritične infrastrukture.
- Shranjevanje baterij je običajno boljša izbira za dolgoročno shranjevanje energije, na primer za sisteme obnovljivih virov energije (sončna ali vetrna energija) ali shranjevanje energije na domu.
Trenutno stanje in prihodnost shranjevanja energije z vztrajniki
Tehnologija vztrajnikov se razvija, pri čemer je več držav, med njimi Kitajska, vodilnih na področju obsežnih namestitev vztrajnikov. Leta 2022 je Kitajska predstavila svoj prvi lastni megavatni sistem shranjevanja z vztrajnikom, kar je pomenilo pomemben mejnik v razvoju te tehnologije.
Z razvojem tehnologije se pričakuje, da bodo vztrajniški sistemi igrali ključno vlogo pri uravnavanju oskrbe z električno energijo in vključevanju obnovljivih virov energije v omrežje. Zaradi vse nižjih stroškov, večje učinkovitosti in širše uporabe je prihodnost shranjevanja energije z vztrajniki obetavna.
Zaključek
Sistemi shranjevanja energije z vztrajniki so edinstvena in učinkovita alternativa tradicionalnim baterijskim sistemom, saj imajo prednosti glede hitrosti, življenjske dobe in vpliva na okolje. Medtem ko baterijsko shranjevanje ostaja prevladujoča izbira za dolgoročno shranjevanje energije, so vztrajniki primerni za aplikacije, ki zahtevajo hitro sproščanje energije in pogoste cikle. Ker se tehnologija še naprej izboljšuje, lahko shranjevanje energije z vztrajniki postane ključna sestavina v energetski krajini, ki bo pomagala podpirati bolj trajnostno in odporno elektroenergetsko omrežje.
Prihranite denar, zaščitite okolje
PKNERGY vam pomaga zmanjšati račune za energijo za shranjevanje sončne energije v vašem domu, shranite sončno energijo za uporabo kadar koli - ponoči ali med izpadom.
SL 
EN 
ES 
DE 
PT 
AR 
KU 
ID 
RU 
KO 
FR 
IT 
BG 
NL 
CS 