El almacenamiento de energía eléctrica es una tecnología para equilibrar la oferta y la demanda en la red eléctrica. La forma de almacenamiento de energía eléctrica generalmente no es almacenar directamente "energía eléctrica", sino convertir primero la energía eléctrica en energía cinética, energía potencial (agua), energía química y otras formas de almacenamiento, y luego convertirla nuevamente en energía eléctrica cuando sea necesario.
El almacenamiento de energía eléctrica en sí no es una tecnología emergente, pero desde una perspectiva industrial acaba de surgir y se encuentra en sus primeras etapas. El equilibrio dinámico instantáneo de fuentes de energía y cargas del sistema eléctrico "rígido" tradicional es cada vez más difícil de mantener. En el futuro, el sistema eléctrico deberá tener la suficiente "flexibilidad" para adaptarse a la nueva normalidad de una alta proporción de energías renovables. En este proceso de transformación, el almacenamiento de energía se ha convertido en una de las tecnologías de soporte clave para futuros sistemas de energía de alta proporción de energía renovable debido a su capacidad para separar la producción y el consumo de electricidad del tiempo y el espacio.
1 、 explicación popular
Tecnología de almacenamiento de energía eléctrica, una tecnología para almacenar energía eléctrica. En el sistema eléctrico, la producción y el uso de electricidad se realizan simultáneamente y la cantidad está equilibrada. Pero el consumo de electricidad siempre fluctúa y también es necesario considerar la posibilidad de fallas en los equipos de generación de energía. Por lo tanto, la capacidad del equipo de generación de energía puesto en funcionamiento en el sistema es a menudo mayor que el consumo de electricidad, por lo que el exceso de electricidad puede almacenarse para su ajuste y uso cuando aumenta la electricidad de respaldo. Los métodos de almacenamiento de energía incluyen el almacenamiento por bombeo, el almacenamiento por batería, el almacenamiento superconductor, el almacenamiento por volante mecánico, el almacenamiento por aire comprimido, etc. El almacenamiento por bombeo es el más común entre ellos.
La energía almacenada se puede utilizar como energía de emergencia, así como para almacenar energía durante cargas bajas de la red y energía de salida durante cargas altas de la red para reducir los picos y llenar los valles, reduciendo las fluctuaciones de la red.
El almacenamiento de energía es un componente esencial de los futuros sistemas energéticos y es indispensable. El almacenamiento de energía puede lograr una aplicación de energía en turnos de tiempo, suavizar la intermitencia del viento y la luz y generar electricidad de inmediato. Recortando y rellenando valles se pueden conseguir ingresos. El acoplamiento en tiempo real entre el suministro y la demanda de energía se puede cambiar a un acoplamiento en tiempo cruzado, enriqueciendo los medios de equilibrio de energía, logrando una aplicación controlable y de alta densidad de energía fluctuante y de baja densidad, logrando el efecto de las fuentes de energía convencionales y convirtiéndose en un altamente fuente de energía competitiva.
2 、 Introducción técnica
El almacenamiento de energía eléctrica se refiere al proceso de almacenar energía a través de un medio o dispositivo y liberarla cuando sea necesario.
3. Almacenamiento de energía pequeño y almacenamiento de energía grande
Pequeño almacenamiento de energía: El almacenamiento de energía al final del proceso de consumo de energía, con un volumen pequeño, altos requisitos de seguridad y baja rentabilidad, se centra en la miniaturización y el desarrollo de la seguridad, y es popular en áreas como baterías de teléfonos móviles, baterías de vehículos eléctricos y emergencias. fuentes de alimentación.
Gran almacenamiento de energía: Almacenamiento de energía orientado al lado de la oferta, con un gran volumen y requisitos de rendimiento de alto costo, con un enfoque en el desarrollo hacia la rentabilidad.
4. Métodos de almacenamiento de energía.
4.1 Almacenamiento de energía de la batería
Las baterías de plomo ácido se utilizan generalmente en aplicaciones de alta potencia, principalmente para almacenar energía excedente en fuentes de energía de emergencia, vehículos eléctricos y plantas de energía. Las aplicaciones de baja potencia también pueden utilizar baterías secas recargables, como baterías de níquel-hidrógeno, baterías de iones de litio, etc.
Toda batería de flujo de vanadio es una batería de almacenamiento de energía a gran escala que convierte la energía química en energía eléctrica mediante cambios en el estado de valencia de los iones de vanadio, almacenando y liberando así las fuerzas generadas por la energía eólica o solar. Se le conoce comúnmente como el "banco de energía" en la industria. La industria de las baterías de vanadio utilizadas para reducir los picos de las centrales eléctricas y almacenar energía eólica en países desarrollados como Estados Unidos y Japón se está desarrollando rápidamente y la tecnología está básicamente madura. En comparación con las baterías de litio, la mayor ventaja de todas las baterías de flujo de vanadio es que no se queman ni explotan.
4.2 Almacenamiento de energía en condensadores
Los condensadores también son componentes de almacenamiento de energía, y su energía eléctrica almacenada es proporcional al cuadrado de su propia capacitancia y voltaje terminal: E=C * U * U/2. El almacenamiento de energía capacitivo es fácil de mantener y no requiere superconductores. Otro aspecto importante del almacenamiento de energía capacitivo es su capacidad para proporcionar alta potencia instantánea, lo que lo hace muy adecuado para aplicaciones como láseres y linternas.
Los supercondensadores, también conocidos como condensadores electroquímicos, son un nuevo tipo de dispositivo de almacenamiento de energía que se encuentra entre los condensadores tradicionales y las baterías recargables. SuLa estructura es similar a la de las baterías, e incluye principalmente electrodos duales, electrolitos, colectores de corriente y aisladores. Tienen ventajas como alta densidad de potencia, ciclo de vida prolongado, buen rendimiento a baja temperatura, seguridad, confiabilidad y respeto al medio ambiente. Sin embargo, debido a la baja tensión dieléctrica soportada, existe una corriente de fuga, lo que limita el almacenamiento de energía y el tiempo de retención. En la actualidad, los supercondensadores se basan principalmente en condensadores de doble capa con interfaces porosas de electrodos de carbono/electrolito, o cuasicondensadores generados por óxidos metálicos o polímeros conductores para lograr el almacenamiento de energía.
5. Escenarios de aplicación
5.1 Lado de la fuente de alimentación
Salida fluida: Absorber las fluctuaciones en la generación de energía renovable o suavizar la potencia de salida de la generación de energía renovable.
Seguimiento del plan de generación de energía: Seguir el aumento de la generación de energía renovable para ayudar a la generación de energía eólica y solar, convirtiéndolas en una fuente de energía parcialmente ajustable y mejorando su controlabilidad.
En un área de generación de energía renovable de alta penetración, almacenar el exceso de energía eólica y solar para reducir el desperdicio de energía y aumentar la penetración y la economía de la energía renovable.
La energía almacenada se puede utilizar como respaldo rotativo para la programación de la red eléctrica en cualquier momento, reduciendo así la cantidad de respaldo para la generación de energía convencional y mejorando su eficiencia.
5.2 Lado de la transmisión
Reducir la presión sobre las unidades de regulación de frecuencia y reducción de picos, proporcionar servicios auxiliares de regulación de frecuencia y reducción de picos para la red eléctrica y pagar de acuerdo con el efecto de regulación.
Los dispositivos de almacenamiento de energía construidos en diferentes ubicaciones y en múltiples ubicaciones pueden servir como servicios auxiliares, optimizar el flujo de energía, reducir o resolver la sobrecarga y la congestión de la línea, y reducir las pérdidas de la línea y la red.
Retrasar la construcción y operación de nuevas líneas.
Cuando hay una perturbación o un accidente en la red eléctrica, el almacenamiento de energía se puede utilizar como fuente de energía reguladora para ayudar a mejorar el rendimiento de seguridad y estabilidad de la red eléctrica y aumentar el margen de operación segura de la red eléctrica. También se puede utilizar como fuente de energía de respaldo de emergencia o fuente de energía de arranque en negro para la red eléctrica.
5.3 Lado de distribución
Para microrredes independientes o conectadas a la red, los dispositivos de almacenamiento de energía se convierten en un equipo indispensable para mantener el funcionamiento normal y estable de la microrred. Pueden usarse para ajustar la frecuencia de la microrred, mantener la estabilidad de la frecuencia durante el proceso de transición y usarse para la gestión de energía a largo plazo.
Uno de los métodos de ajuste necesarios para las redes de distribución activa es mejorar la capacidad de la red de distribución para absorber fuentes de energía distribuidas y garantizar la calidad de la energía para garantizar que la red de distribución opere dentro de un rango seguro.
Los dispositivos móviles de almacenamiento de energía pueden transportar rápidamente dispositivos de almacenamiento de energía al área del corte de energía y conectarlos a la red en caso de cortes de energía regionales, para acortar el tiempo de corte y mejorar la confiabilidad del suministro de energía.
5.4 Lado del usuario
Los usuarios pueden utilizar dispositivos de almacenamiento de energía y precios de electricidad por tiempo de uso para cambiar su tiempo y métodos de uso de electricidad, con el fin de reducir la carga pico y la carga valle, y reducir los costos de electricidad.
Para algunos usuarios que requieren una alta confiabilidad, las consecuencias de la interrupción del suministro de energía son extremadamente graves y requieren la instalación de una cierta cantidad de dispositivos de almacenamiento de energía como fuentes de energía de respaldo (o fuentes de energía ininterrumpida).
Cuando un vehículo eléctrico está conectado a la red eléctrica, puede servir como un dispositivo de almacenamiento de energía, utilizando la función de V2G para responder a la demanda y devolver la energía almacenada dentro del vehículo eléctrico a la red cuando sea necesario.
Los sistemas de almacenamiento de energía también se pueden utilizar para sistemas de gestión de energía en hogares y edificios.
Red IPv6 compatible
