Оптические системы хранения и зарядки — это новый тип энергетической инфраструктуры, сочетающий в себе производство солнечной энергии,хранилище энергиии зарядка электромобилей. Они могут предоставлять экологически чистые и удобные энергетические услуги для городских и сельских районов, особенно для регионов с недостаточным электроснабжением или высокими ценами на электроэнергию. Однако оптические системы хранения и зарядки также сталкиваются с такими проблемами, как прерывистость и неопределенность солнечной энергии, высокая стоимость и низкая эффективность хранения энергии, а также координация и управление несколькими источниками энергии и нагрузками.
Как может помочь накопление энергии
Хранение энергии является ключевым компонентом оптических систем хранения и зарядки, поскольку оно может помочь сбалансировать спрос и предложение электроэнергии, повысить надежность и стабильность системы, а также снизить эксплуатационные расходы и углеродный след системы.
Существуют различные типы технологий хранения энергии, которые можно использовать в оптических системах хранения и зарядки, например:
Батареи: Эти устройства преобразуют накопленную химическую энергию в электрическую. Их можно использовать в разных масштабах: от домашнего хозяйства до уровня сети, и в последние годы они стали дешевле и эффективнее. Они могут обеспечить быстрый отклик и высокую выходную мощность для кратковременных применений, таких как снижение пиковых нагрузок, регулирование частоты и контроль напряжения.
Насосная гидросистема: Этот метод включает в себя перекачку воды вверх в периоды низкого спроса на энергию и выпуск ее через турбины для выработки электроэнергии в периоды высокого спроса. Это наиболее широко используемый вид хранения энергии, особенно в крупномасштабных приложениях. Он может обеспечить недорогое и долгосрочное хранение данных для приложений большой мощности, таких как выравнивание нагрузки, вращающийся резерв и запуск из черного состояния.
Хранение тепловой энергии: Этот метод предполагает сохранение тепла или холода в таких материалах, как вода, расплавленная соль, лед или материалы с фазовым переходом. Его можно использовать для обогрева или охлаждения зданий или промышленных процессов, а также для производства электроэнергии с помощью паровых турбин или тепловых двигателей. Это может улучшить использование солнечной тепловой энергии и снизить зависимость от ископаемого топлива.
Хранение механической энергии: этот подход использует движение или гравитацию для хранения электричества. Примеры включают маховики, системы сжатого воздуха и гравитационные системы. Эти технологии могут обеспечить быстрое и гибкое реагирование на колебания сети и проблемы с качеством электроэнергии.
Каковы проблемыхранилище энергии
Хотя хранение энергии может предложить множество преимуществ для оптических систем хранения и зарядки, оно также сталкивается со многими проблемами. Некоторые из них включают в себя:
Расходы: Технологии хранения энергии по-прежнему дороги по сравнению с традиционными электростанциями, работающими на ископаемом топливе. Стоимость хранения энергии зависит от различных факторов, таких как тип, размер, местоположение и применение технологии. Нормированная стоимость хранения (LCOS), которая измеряет среднюю стоимость единицы электроэнергии, поставляемой системой хранения в течение срока ее службы, широко варьируется в зависимости от технологии и региона.
Производительность: Технологии хранения энергии имеют различные характеристики с точки зрения мощности, энергетической мощности, эффективности, срока службы и воздействия на окружающую среду. Это влияет на их пригодность для различных целей и сценариев. Например, аккумуляторы имеют высокую скорость саморазряда и ограниченный срок службы, в то время как гидроэлектростанции требуют высоких требований к земле и оказывают негативное воздействие на окружающую среду.
Надежность: Технологии хранения энергии должны быть достаточно надежными, чтобы удовлетворить спрос на электроэнергию в оптических системах хранения и зарядки, где перебои в подаче электроэнергии могут иметь серьезные последствия для клиентов и предприятий. Однако надежность хранения энергии зависит от наличия и качества солнечного ресурса, а также от конструкции и работы системы. Например, исследование Ван и др. аль. обнаружили, что динамическая настройка оптических поглотителей в материалах с фазовым переходом может улучшить скорость солнечной тепловой зарядки более чем на 270% и утроить общий объем запасаемой тепловой энергии.
Заключение
Накопление энергии играет важную роль в оптических системах хранения и зарядки, поскольку оно может помочь улучшить производительность и экономику производства солнечной энергии и зарядки электромобилей. Однако хранение энергии также сталкивается со многими техническими, экономическими и социальными проблемами, которые необходимо решить. Поэтому необходим комплексный и комплексный подход, учитывающий не только технологии хранения энергии, но и другие факторы, такие как оценка солнечных ресурсов, проектирование и оптимизация систем, интеграция и регулирование сетей, поведение и удовлетворенность клиентов. Более того, развитие систем хранения энергии должно быть согласовано с целями и ценностями устойчивого развития.