Akujaamad, patareide kasutamine elektrienergia salvestamiseks
Üks tõhusamaid ja paljutõotavamaid viise elektrienergia salvestamiseks selle salvestustiheduse poolest on akudel põhinevate salvestusseadmete kasutamine, mis võimaldavad energia salvestamist keemilisel kujul.
Akuelektrijaamad on eriti kasulikud siis, kui on vaja anda lühiajalist tippvõimsust, vältides sellega tarbijate elektrikatkestusi.
Seega on akuelektrijaamadel oma tööpõhimõtte kohaselt palju tavapäraste pidevate energiaallikatega ühiseid jooni, mis erinevad siiski konstruktsiooni suuremast suurusest. Jaama patareide hoidmiseks on eraldatud eraldi ruum, mis sarnaneb suure lao või mitme konteineriga.
Nagu katkematu toiteallika tehnoloogias, on ka siin iseloomulik tunnus, mis seisneb selles, et akudes salvestatud elektrokeemilist energiat saab kasutada eranditult alalisvooluna.
Kuid kuna tavavõrkude saamiseks on vaja vahelduvvoolu, on vaja akudesse salvestatud energiat täiendavalt muuta. Seetõttu on kõrgepingevool palju sobivam edastada energiat kaugele, saadakse võimsate türistorinverterite abil, mis on tingimata osa elektrijaamadest.
Konkreetses paigalduses kasutatavate akude tüüp määratakse selle maksumuse, jõudlusnõuete (salvestatud energia, saadaolev võimsus) ja eeldatava kasutusea järgi. 1980. aastatel võis akumulatsioonielektrijaamades leida ainult pliiakusid. 1990ndatel ja 2000ndate alguses ilmusid nikkel-kaadmium ja naatrium-väävel akud.
Tänapäeval kasutatakse liitiumioonakude hinna languse tõttu (autotööstuse kiire arengu tõttu) peamiselt liitiumioon. Kohati on juba tekkinud läbivooluakusüsteemid. Mõnes eelarvehoones võib siiski leida pliihappelahuseid.
Akuelektrijaamade eelis võrreldes pumbaelektrijaamadega on ilmne. Puuduvad pidevalt liikuvad osad, praktiliselt puuduvad müraallikad. Akujaama käivitamiseks piisab mõnekümnest millisekundist, misjärel saab see kohe täisvõimsusel tööle hakata.
See eelis võimaldab akujaamadel kergesti taluda maksimaalseid koormusi, mida seadmed isegi ei taju kui midagi kriitilist, nii et selline jaam võib töötada maksimaalselt tunde.
Ütlematagi selge, et akujaamad saavad võrgu tippkoormusest põhjustatud pingekõikumiste summutamise ülesandega hõlpsalt hakkama. Tänu neile saavad linnad ja terved piirkonnad olla kaitstud ummikutest tingitud elektrikatkestuste eest.
Sama kehtib ka akuelektrijaamade töötamise kohta seoses taastuvate autonoomsete energiaallikatega, täna on tegemist terve tööstusharuga.
Taastuvenergia [taastuvenergia tootmine (taastuvenergia)] — majanduse, teaduse ja tehnoloogia valdkond, mis hõlmab taastuvate energiaallikate abil saadud elektri-, soojus- ja mehaanilise energia tootmist, edastamist, muundamist, akumuleerimist ja tarbimist.
mul on erinevat tüüpi patareid on plusse ja miinuseid. Mõned (naatrium-väävel) töötavad hästi konstantsel režiimil, näiteks koos autonoomsete energiaallikatega, kuid on altid korrosioonile ja vananemisele, isegi kui neid ei kasutata. Teised kannatavad kulumise ja rebenemise all lihtsalt kiirete laadimis-tühjenemise tsüklite suure arvu tõttu.
Mõned akud vajavad regulaarset hooldust (pliiakusid tuleb veega laadida), gaasi eemaldamist plahvatuse vältimiseks jne.
Moodsamad suletud liitiumioonakud võivad ilma hoolduseta töötada kaua, nende seisukorda jälgib elektroonika ja vajadusel annab märku elemendi väljavahetamise vajadusest.
Kaasaegne näide on üks maailma suurimaid elektrijaamu — Hornsdale Power Reserve, mis töötab koos Hornsdale'i tuuleelektrijaamaga. Tesla ehitas selle 2017. aasta lõpus.
2018. aasta alguses, kui Lõuna-Austraalia kandis majanduslikku kahju, tõi jaam oma omanikele ligi miljon dollarit, et varustada võrku elektrienergiaga 14 000 Austraalia dollarit megavatt-tunni kohta. Jaam on võimeline pidevalt tootma 30 MW 3 tundi ja 70 MW 10 minutit.
100 MW on elektrijaama projekteeritud koguvõimsus. Jaama kogu aku mahutavus, 129 MWh, koosneb mitmest miljonist Samsung 21700 liitiumioonelemendist (3000-5000 mAh).
Süsteem hoiab elektritarbijate võrgu usaldusväärselt stabiilsena ka juhtudel, kui tuule kiirus on äärmiselt madal. 2020. aastal on jaama võimsust suurendatud 194 MWh-ni ning projekteeritud võimsus on 150 MW.
Vana tehnoloogia näide on Californias Chinos asuv akuelektrijaam aastatel 1988–1997. Tehas sisaldas 8256 pliiakut, mis paiknesid kahes saalis.
Konstruktsioon toimib staatilise deformatsioonivuugina reaktiivvõimsus ja tarbijate kaitsmine elektrikatkestuste eest elektrikatkestuse ajal. Selle tippvõimsus oli 14 MW ja aku koguvõimsus 40 MWh.
Vaata ka:
Kõige tavalisemad tööstuslike energiasalvestusseadmete tüübid
Kuidas kineetilise energia salvestamise seadmed töötavad ja töötavad elektritööstuses?