بطارية تخزين الطاقة

بطارية تخزين الطاقة

بطارية تخزين الطاقة، يشار إليها باسم بطارية تخزين الطاقة،هو جهاز كهروكيماوي يستخدم خصيصا لتخزين الطاقة الكهربائية المولدة من الطاقة المتجددة (مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح) أو الطاقة الكهربائية خلال ساعات عدم الذروة من شبكة الكهرباء، وتطلق الطاقة الكهربائية خلال الذروة في استهلاك الطاقة أو نقص الطاقة1.بطاريات تخزين الطاقة تحقق نقل الطاقة الكهربائية في الزمن والمكان، معالجة فعالة للانقباضات والتقلبات في الطاقة المتجددة.وتحقيق أهداف "كربون مزدوج".

مع التحول العميق لمزيج الطاقة العالميصناعة بطاريات تخزين الطاقة قد مرت عبر رحلة التنمية من الهيمنة المبكرة للبطاريات الحمضية الرصاص إلى اعتماد واسع النطاق للبطاريات الليثيوم أيونوبالإضافة إلى وجود طرق تقنية متنوعة.بطاريات الليثيوم أيون (وخاصة بطاريات الليثيوم الفوسفات الحديدي) تحتل مكانة مهيمنة في السوق بفضل كثافة الطاقة العالية.، حياة دورة طويلة وتكاليف معتدلة.أظهرت الطرق التقنية مثل بطاريات التدفق وبطاريات الأيونات الصوديوم مزايا فريدة في تخزين الطاقة لفترة طويلة وحالات التطبيق المحددة، دفع الصناعة للتطور نحو ارتفاع السلامة، وانخفاض التكاليف وطول عمر الخدمة.

بطاريات الرصاص والحمض
بطاريات الحمض الرصاصي تمثل أقدم تكنولوجيا تخزين الطاقة. أقطابها المصنوعة من الرصاص وأكسيدات الرصاص، مع محلول حمض الكبريتيك بمثابة المنتج الكهربائي.ميزاتهم تشمل التكنولوجيا الناضجة، موثوقية عالية وتكلفة منخفضة. ومع ذلك، فإن بطاريات الرصاص الحمضي تعاني من عيوب مثل انخفاض كثافة الطاقة، وعمر دورة قصيرة (حوالي 1000 إلى 1500 دورة) ،سرعة شحن بطيئة وتلوث المعادن الثقيلةفي الوقت الحالي ، يتم نشرها بشكل رئيسي في الأسواق منخفضة التكلفة بما في ذلك الأنظمة الصغيرة خارج الشبكة ومصادر الطاقة الاحتياطية UPS ، ويتم استبدالها تدريجيا ببطاريات ليثيوم أيون.

بطاريات الليثيوم أيون
بطاريات الليثيوم أيون هي التكنولوجيا الأكثر استخداما لتخزين الطاقة حاليا.مبدأ عملهم الأساسي يعتمد على تفاعل وتفكيك تفاعل أيونات الليثيوم بين الأقطاب الإيجابية والسلبية لتحقيق تخزين الطاقةفي قطاع تخزين الطاقة، تحتل بطاريات الليثيوم الفوسفات الحديدي (LFP) مكانة مهيمنة.000 إلى 12،000 دورة) وتكاليف منخفضة نسبيا، مما يجعلها المنتج الرئيسي المطلق في سوق تخزين الطاقة الحالية.توفر بطاريات الليثيوم الثلاثية كثافة طاقة عالية وأداء مناسب في درجات حرارة منخفضة ولكنها تأتي مع سلامة ضعيفة نسبيا وتكاليف أعلى، وتستخدم في المقام الأول في سيناريوهات خاصة مع متطلبات صارمة للكثافة الطاقة.

بطاريات التدفق
بطاريات التدفق هي تكنولوجيات مناسبة لتخزين الطاقة على نطاق واسع وطويل. السمة المميزة هي فصل الطاقة والقدرة:يتم تخزين المواد النشطة في خزانات الكهربائيات الخارجية ويتم ضخها في كومة لإطلاق التفاعلات الكيميائيةبطاريات التدفق الكاملة من الفاناديوم هي النوع الأكثر نضجاً تقنياً وتطوراً تجارياً من بطاريات التدفق.السلامة العالية وتأثير الذاكرة الصفر، فهي مناسبة لسيناريوهات تخزين الطاقة لفترة طويلة تتطلب أكثر من أربع ساعات من التفريغ.تتمتع بميزة انخفاض التكاليف لكنها تتخلف قليلاً في النضج التقني.

بطاريات الصوديوم والكبريت
بطاريات الصوديوم الكبريتية تستخدم الصوديوم السائل كالكترود السلبي، والكبريت كالكترود الإيجابي، وأنابيب السيراميك كمنفصلين للكهرباء. تتميز بكثافة طاقة عالية،كفاءة عالية وعمر خدمة طويل، ولكنها يجب أن تعمل في درجات حرارة عالية (أكثر من 300 درجة مئوية) ، مما يفرض متطلبات صارمة للغاية للعزل الحراري ومراقبة السلامة للنظام.بطاريات الصوديوم والكبريت لديها سيناريوهات تطبيق محدودة نسبيا، وتركز معظمها في مشاريع محددة لحلق قمم الشبكة.

بطاريات الأيون الصوديوم
تتشارك بطاريات الأيونات الصوديوم في آلية عمل مماثلة مع بطاريات الأيونات الليثيومية ، في حين تستبدل موارد الليثيوم بمصادر الصوديوم. تقع نقاط قوتها في احتياطيات المواد الخام الوفيرة ،إمكانية كبيرة لخفض التكاليف، أداء ممتاز في درجات الحرارة المنخفضة وتحسين السلامة مقارنة ببطاريات الليثيوم.البطاريات الصوديومية الأيونية لا تزال في مرحلة مبكرة من التسويق ومن المتوقع أن تكمل البطاريات الليثيومية في تخزين الطاقة طويل الأمد وحالات التطبيق منخفضة الحرارة.