Tueddiadau Newydd O System Storio Ynni Technoleg ESS

Dadansoddodd y gwneuthurwr byd-enwog o gynhyrchion rheoli diwydiannol - C3CONTROLS yn yr Unol Daleithiau dueddiadau technoleg newydd system storio ynni ESS heddiw yn ei bapur gwyn technegol, mae'r canlynol yn ddyfyniad.

Ni ellir storio trydan yn ei ffurf amrwd ar unrhyw raddfa, ond trwy ddefnyddio system storio ynni (ESS), gellir ei drawsnewid yn fathau eraill o ynni y gellir ei storio. Gellir trosi'r mathau hyn o ynni yn ôl yn drydan pan fo angen.

Mae systemau storio ynni yn cynnig ystod eang o ddulliau technolegol o reoli ein cyflenwad trydan mewn ymdrech i greu seilwaith ynni mwy gwydn ac arbed costau i gyfleustodau a defnyddwyr. Mae technolegau systemau storio pŵer cyfredol yn cynnwys batris, olwynion hedfan, aer cywasgedig, storfa ddŵr wedi'i bwmpio, a mwy. Heddiw, mae'r holl systemau hyn yn dal i fod yn gyfyngedig o ran cyfanswm yr ynni y gallant ei storio, ond mae ymchwil yn parhau i wella'r technolegau hyn yn gyflym.

Mae grid trydanol yr Unol Daleithiau wedi'i adeiladu ar gydbwysedd cain rhwng cyflenwad trydan a galw defnyddwyr. Ffordd effeithiol o helpu i gydbwyso amrywiadau yn y cyflenwad a'r galw am drydan yw storio trydan yn ystod cyfnodau o gynhyrchu uchel a galw isel, ac yna ei ryddhau yn ôl i'r grid yn ystod cyfnodau o gynhyrchu isel neu alw uchel.

Yma, rydym yn trafod sut y gall storio trydan roi buddion dibynadwyedd, economaidd ac amgylcheddol i ni i gyd. Yn dibynnu ar faint o ddefnydd a wneir ohono, gallai storio trydan helpu grid yr UD i redeg yn fwy effeithlon, lleihau'r tebygolrwydd o doriadau yn ystod cyfnodau galw brig, a chaniatáu defnyddio mwy o adnoddau adnewyddadwy. llun

Galw cynyddol am storio trydan

Ers darganfod trydan, mae llawer o ymchwilwyr a gwyddonwyr wedi bod yn chwilio am ffyrdd effeithlon o storio ynni ar gyfer defnydd ar-alw. Dros y 100 mlynedd diwethaf, mae'r diwydiant storio ynni wedi tyfu ac arloesi mewn ymateb i ofynion newidiol trydan a datblygiadau technolegol.

Heddiw, mae defnyddwyr yn yr Unol Daleithiau yn defnyddio trydan 24 awr y dydd. P'un a ydym yn effro neu'n cysgu, mae ein hangen am drydan yn gyson. Mae defnyddwyr Americanaidd yn tueddu i gymryd yn ganiataol pa mor hawdd yw hi i gael yr ynni sydd ei angen arnom i bweru ein hoffer, offer, offer, peiriannau, cerbydau, a phopeth a ddefnyddiwn ddydd a nos.

Fodd bynnag, mae poblogrwydd cyflym presennol cerbydau trydan, er enghraifft, wedi rhoi mwy o bwysau ar y grid ac mae angen iddo fodloni mwy o alw am bŵer. At hynny, mae datblygiad technolegol a thwf yn y farchnad ynni adnewyddadwy (ee solar, gwynt, ac ati) wedi bod yn sbardun pwysig i'r galw am storio ynni o ystyried yr effaith sylweddol ar y grid.

Technoleg storio ynni

Un o nodweddion allweddol y sector trydan yw bod lefel y trydan y gellir ei gynhyrchu yn sefydlog am gyfnodau byr o amser. Yn lle hynny, mae'r galw am drydan yn amrywio trwy gydol y dydd. Mae datblygu technolegau i storio ynni trydanol fel ei fod ar gael pan fydd ei angen yn cynrychioli newid mawr yn y ffordd y caiff trydan ei ddosbarthu.

System storio ynni

Mae systemau storio ynni (ESS) wedi'u cynllunio i reoli'r lefelau trydan sydd eu hangen i bweru cwsmeriaid yn ystod yr oriau brig pan fo'r galw ar ei fwyaf - gan helpu yn y pen draw i hwyluso'r defnydd o ynni adnewyddadwy a'i chwistrellu'n haws i'r system ddosbarthu.

Bydd yr ESS hefyd yn helpu i gydbwyso'r microgrid i sicrhau cydbwysedd sefydlog rhwng cynhyrchu a llwyth. Gall y system storio ynni ddarparu rheoleiddio amlder - mae'n hanfodol cadw amlder y system gyfan ar 60 Hz. Mae hyn yn cynnal cydbwysedd rhwng llwyth rhwydwaith a phŵer a gynhyrchir. Yn ogystal, gall defnyddio ESS hefyd ddarparu cyflenwad pŵer mwy dibynadwy ar gyfer cyfleusterau diwydiannol uwch-dechnoleg. Mae storio ynni ac electroneg pŵer yn addewid calonogol ar gyfer trawsnewid y sector pŵer.

Electroneg Pŵer Foltedd Uchel

Mae electroneg pŵer foltedd uchel, fel switshis, rheolwyr, a gwrthdroyddion, yn rheoli pŵer yn gyflym ac yn fanwl gywir i gefnogi trosglwyddiad dros bellteroedd hir. Bydd y dyfeisiau foltedd uchel hyn yn caniatáu i'r system weithredu'n fwy effeithlon ac ymateb yn effeithiol i aflonyddwch yn gyflymach. Her fawr arall sy'n cael sylw yw lleihau cost technoleg storio ynni ac electroneg pŵer i gyflymu derbyniad y farchnad.

Rhaglen Storio Ynni DOE

Mae'r Rhaglen Storio Ynni (ESP) a sefydlwyd gan Swyddfa Trydan Adran Ynni yr Unol Daleithiau (OE) yn cynnal ymchwil a datblygu ar wahanol dechnolegau storio ynni. Mae'r sylfaen dechnoleg eang hon yn cynnwys batris (confensiynol ac uwch), cynwysyddion electrocemegol, olwynion hedfan, electroneg pŵer, systemau rheoli, ac offer meddalwedd ar gyfer optimeiddio storio a maint. Mae ESP yn gweithio'n agos gyda phartneriaid yn y diwydiant - mae llawer o'i brosiectau'n cael eu rhannu'n ddrud.

Mae'r Rhaglen Storio Ynni (ESP) yn cynnig cyfle i gyfleustodau ac adrannau ynni'r wladwriaeth gydweithio i ddylunio, caffael, gosod a chomisiynu gosodiadau storio mawr sy'n torri tir newydd hyd at sawl megawat o ran maint. Mae hefyd yn cefnogi astudiaethau dadansoddol o berfformiad technegol ac economaidd technolegau storio, yn ogystal â gwerthusiadau technegol o gydrannau systemau storio ynni a systemau gweithredu.

Gall storio ynni gwell ddarparu buddion lluosog i'r diwydiant pŵer a'i gwsmeriaid preswyl, yn ogystal â chwmnïau gweithgynhyrchu diwydiannol a mentrau masnachol. Bydd y buddion hyn yn cynnwys gwell ansawdd pŵer a darparu pŵer dibynadwy i gwsmeriaid - a mwy o sefydlogrwydd a dibynadwyedd systemau trosglwyddo a dosbarthu.

Mae'r Rhaglen Storio Ynni (ESP) yn annog cyfleustodau i ôl-ffitio offer presennol i ohirio neu ddileu uwchraddio costus - gwella argaeledd a chynyddu gwerth marchnad pŵer dosbarthedig. Mae ESPs yn darparu cyfleustodau a chyflenwyr gyda chynhyrchiant ynni adnewyddadwy gwerth uwch a chostau is trwy gapasiti uwch a gohirio taliadau trawsyrru.

Mae ESP hefyd yn gweithio i gynyddu dwysedd storio ynni trwy ymchwil i electrolytau uwch ar gyfer batris llif, datblygu batris sodiwm tymheredd isel, ac electrodau nanostrwythuredig gyda pherfformiad electrocemegol gwell. Ym maes electroneg pŵer, mae ymchwil ar ddeunyddiau newydd foltedd uchel, pŵer uchel, amledd uchel a band eang fel carbid silicon a gallium nitride yn mynd rhagddo. Yn ogystal, mae ymchwil yn parhau i systemau trosi pŵer uwch sy'n defnyddio magnetig uwch, cynwysyddion foltedd uchel, pecynnu, a rheolyddion uwch i gynyddu dwysedd pŵer a pherfformiad yn sylweddol.

Planed Ynni

Mae'r Energy Earthshots Initiative yn fenter arall gan Adran Ynni yr UD i gyflymu datblygiadau i atebion ynni glân mwy helaeth, fforddiadwy a dibynadwy o fewn degawd. Bydd cyflawni’r Fenter Energy Earthshots yn helpu’r Unol Daleithiau i fynd i’r afael â’r rhwystrau anoddaf i fynd i’r afael â’r argyfwng hinsawdd, tyfu economi ynni glân, a symud yn gyflymach i allyriadau carbon sero-net erbyn 2050.

DOE – Earthshot Storio Ynni Hirdymor

Mae Earthshots Ynni Storio Hirdymor (LDSEE) wedi gosod nod o leihau cost storio ynni ar raddfa grid ar gyfer systemau sy'n para mwy na 10 awr gan 90 y cant o fewn degawd. Mae gan storio ynni y potensial i gyflymu datgarboneiddio cyflawn y grid.

Mae storfa am gyfnod byrrach yn cael ei gosod ar hyn o bryd i gefnogi lefelau cynhyrchu ynni adnewyddadwy heddiw. Wrth i fwy a mwy o ynni adnewyddadwy gael ei ddefnyddio ar y grid, mae angen technolegau storio hirach. Bydd storio rhatach a mwy effeithlon yn ei gwneud hi'n fwy ymarferol i ddal a storio ynni glân adnewyddadwy i'w ddefnyddio pan nad yw cynhyrchu ynni ar gael neu pan fydd yn is na'r galw.

Er enghraifft, gellir defnyddio ynni adnewyddadwy fel pŵer solar a gynhyrchir yn ystod y dydd gyda'r nos pan fydd y galw'n cynyddu, neu gellir defnyddio ynni niwclear a gynhyrchir yn ystod cyfnodau o alw isel pan fydd y galw'n cynyddu. Bydd LDSS yn ystyried pob math o dechnoleg - cludwyr electrocemegol, mecanyddol, thermol, cemegol, neu unrhyw gyfuniad sydd â'r potensial i gyrraedd y nodau hyd a chost sy'n ofynnol ar gyfer hyblygrwydd grid.

cronfeydd

Mae sawl swyddfa DOE yn cynnal gweithgareddau storio ynni, ac mae cais cyllideb FY 2022 y Llywydd yn cynnwys cyfanswm o $1.16 biliwn ar gyfer y gweithgareddau hyn, wedi'i olrhain trwy drawstoriad Her Fawr Storio Ynni. Wrth aros am arian grant, mae DOE yn rhagweld cyfleoedd ariannu a gweithgareddau eraill i helpu i symud cynnydd tuag at nodau LDSS, yn gyson â map ffordd Heriau Mawr Storio Ynni DOE.

Cyrraedd y nod o allyriadau carbon sero net

Mae targedau Storio Daear Hirdymor (LDSS) yn allweddol i gyflawni allyriadau carbon sero net ar gyfer y grid erbyn 2035 ac ar gyfer yr economi gyfan erbyn 2050. Gall storio ynni wella rheolaeth leol ar y system bŵer a chreu gwytnwch ar gyfer cymunedau sy'n profi toriadau pŵer yn aml neu efallai na fydd ganddynt fynediad i'r grid. Bydd datblygu technoleg a gweithgynhyrchu i gwrdd â thargedau costau LDSS hefyd yn sefydlu sector gweithgynhyrchu cynnyrch cof newydd yn yr Unol Daleithiau.

Wrth i gost technolegau solar a gwynt ostwng yn gyflym, bydd cyfran gynyddol o ynni adnewyddadwy amrywiol yn dod yn norm yn y dyfodol. Mae'r defnydd o gerbydau trydan yn cyflymu ymdrechion i ddatgarboneiddio'r sector trafnidiaeth.

Mae'r angen i gynnwys cyflenwad ynni amrywiol tra bod y sector pŵer yn darparu allbwn di-dor yn nod cyraeddadwy. Mae ymdrechion i integreiddio ynni adnewyddadwy fel solar, gwynt ac adnoddau adnewyddadwy eraill i sectorau defnydd terfynol wedi dangos potensial sylweddol, a phwysigrwydd hanfodol storio trydan i gyflawni datgarboneiddio dwfn.

Bydd storio trydan yn seiliedig ar wella batris a thechnolegau eraill yn gyflym yn caniatáu mwy o hyblygrwydd system, ased allweddol wrth i'r gyfran o ynni adnewyddadwy amrywiol barhau i gynyddu. Gall storio trydan alluogi sector cludiant sy'n cael ei ddominyddu gan EV, galluogi systemau cartref solar effeithlon 24-awr oddi ar y grid, a chefnogi microgridiau adnewyddadwy 100 y cant.

rhagolwg rhyngwladol

Yn yr adroddiad Storio Trydan ac Ynni Adnewyddadwy: Costau a Marchnadoedd, mae'r Asiantaeth Ynni Adnewyddadwy Rhyngwladol (IRENA) yn dadansoddi cost a pherfformiad presennol ystod o dechnolegau storio trydan mewn cymwysiadau llonydd, yn ogystal â'u potensial ar gyfer lleihau costau a gwella perfformiad trwy 2030 erbyn 2030."

Daeth yr adroddiad i'r casgliad y gallai cyfanswm y capasiti storio trydan dreblu o ran ynni erbyn 2030. Gyda mabwysiadu ynni adnewyddadwy yn gyflym, dylai hyn fod yn ddigon i ddyblu cyfran yr ynni adnewyddadwy yn y cymysgedd ynni byd-eang mewn llai na 15 mlynedd. Gallai storfa pŵer batri dyfu 17-plyg, a gallai cost technoleg storio batri ostwng cymaint â 66 y cant .

Mae'r ymchwil hwn yn dangos bod gan systemau storio batris botensial enfawr i'w defnyddio a lleihau costau. Gallai cyfanswm y costau gosodedig ostwng 50 y cant i 60 y cant erbyn 2030, gyda chostau batri yn gostwng hyd yn oed yn fwy. Mae hyn i gyd yn cael ei yrru gan optimeiddio cyfleusterau gweithgynhyrchu, yn ogystal â gwell cyfansoddiad a llai o ddefnydd o ddeunyddiau.

Technoleg System Storio Ynni

Mae systemau storio ynni (ESS) yn cynnig ystod eang o ddulliau technolegol o reoli ein cyflenwad trydan i greu seilwaith ynni mwy gwydn ac arbed costau i gyfleustodau a defnyddwyr. Trafodir y gwahanol ddulliau a ddefnyddir ar hyn o bryd ledled y byd isod.