هل سمعت من قبل عن شيء مذهل كهذا، من حيث الطاقة التي تجمع القوة باستخدام الهواء المضغوط يمنع الطاقة. تخزين طاقة الهواء المضغوط (CAES) لا يؤدي ذلك إلى التميز فحسب، بل أيضًا المحتوى نفسه. ببساطة، يأخذ CAES أي طاقة فائضة من الرياح أو الطاقة الشمسية ويخزنها في شكل هواء مضغوط لاستخدامه في وقت لاحق. ولكن ماذا يفعل بالضبط؟ في الواقع، يمكن أن تبدأ كلمات مثل الكثير من طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية في الضغط - ميكانيكيًا في نفس الشيء الذي يخلق العمل ويدمره (ضواغط الهواء) - مما يؤدي إلى الضغط بإحكام على كهوف العلاقة الحميمة للإعدادات تحت السطح. يتم بعد ذلك إطلاق هذا الهواء المضغوط عند الحاجة إلى الطاقة لتشغيل التوربين الذي ينتج الكهرباء.
هذه هي المقالة الأولى في سلسلة من خمس مقالات حول تخزين الطاقة CAES - تكشف مزاياها وعيوبها
يعد تكامل تخزين الطاقة CAES مفيدًا جدًا في سياق جلب المزيد من الطاقات المتجددة إلى اللعب. يمكن أن تكون طاقة الرياح والطاقة الشمسية متقطعة، لذا فإن CAES هي وسيلة لتخزين الطاقة المتجددة. في بريطانيا، هناك رياح وفيرة على وجه التحديد مع توليد منخفض الكربون ولكن أيضًا وفرة من إمكانات التخزين التي يتم إطلاقها من خلال تقنية CAES خلال الفترات التي لا تكون هناك حاجة إلى الطاقة - تقليديًا في الليل أو في الصباح الباكر ثم يتم استخدامها بموجب التعليمات الرسمية لـ NGET. من خلال حل مشكلة الإمداد غير المنتظم، يجعل CAES من المناسب استخدام ملفات تعريف الطاقة المتقلبة.
ومع ذلك، فمن الجدير بالذكر أن نظام CAES لديه بعض العيوب. وبطبيعة الحال، يشكل التخزين جزءًا كبيرًا من مشكلة تخزين طاقة الهواء في شكل مضغوط. في الوقت الحالي، لا تستطيع التكنولوجيا سوى تخزين جزء صغير من طاقتها، لذلك في حين أنها تظهر نتائج واعدة في هذا الوضع المحدود للغاية؛ في جميع أنحاء العالم، لم تكن "متقدمة تقنيًا" بعد: لتخزين إمكانات الطاقة الكبيرة. ومع ذلك، فإن تكاليف بناء النظام واستخدامه أعلى من تقنيات تخزين الطاقة الأخرى، مما يجعل توقف الطاقة من نوع CAES على نطاق الشبكة باهظ الثمن.
ومن ثم، فإن أحد أكبر التحديات التي يجب أن تواجهها شبكات الكهرباء هو التحكم في تخزين الطاقة هذا، خاصة في الأوقات التي يكون فيها الاستخدام على الأرجح ذروة. وهنا تظهر أهمية CAES كتقنية. يمكن لـ CAES أيضًا تخزين قدر كبير من الطاقة وإطلاقها في وظيفتها (راجع مدخل CAES لمزيد من التفاصيل). من خلال اعتماد تقنيات متقدمة مثل CAES، لا يقتصر الأمر على تحسين الكفاءة فحسب، بل أيضًا مخاوف انبعاثات الملوثات الأخرى ذات الصلة في البيئة مما يؤدي إلى حل مزدوج لكل من قضايا الطاقة والبيئة جنبًا إلى جنب مع الجدوى الاقتصادية. لن يساعد تخزين الطاقة من الجيل التالي في الحفاظ على استقرار شبكتنا الكهربائية فحسب، بل سيقلل أيضًا من الحاجة الإجمالية للوقود الأحفوري.
ملحوظة: هذه تقنية رائعة لتخزين الطاقة، ولكنها ليست الوحيدة التي تقوم بنشر حزمة كهرباء إضافية عن طريق سحبها من قطاعات أخرى؛ تخزين طاقة البطارية على سبيل المثال. تتمتع CAES بعدد من الفوائد مقارنة بالبطاريات. يُترجم هذا، على سبيل المثال، إلى أن دورة الحياة أطول مما يجعل أي بطارية أخرى بحاجة إلى التغيير كل بضع سنوات. على أية حال، يمكن لـ CAES أن تحتوي على كهرباء أكثر بكثير من البطاريات، وبالتالي يمكن أن تكون نسخة احتياطية فائقة على نطاق الشبكة.
من الجانب السلبي، كان CAES بطيئًا منذ فترة طويلة في الاستجابة (على سبيل المثال، الشحن والتفريغ الأبطأ) مقارنة بالبطاريات - أطلق عليه الفارق الزمني بين مرات استخدام المحفظة - ولم يكن قادرًا على المساهمة في أوقات التقلبات السريعة في الطلب على الطاقة. إن تخزين طاقة الهواء المضغوط هذا والنهج الجديد للنظام المذكور يعاني في الواقع من بعض فقدان الشكل مما يولد LC لجميع استخدامات فك الضغط التي يتم تحويلها إلى كهرباء. ولذلك، يتم اختيار تكنولوجيا تخزين الطاقة لاستخدامها في هذه الحالة.
عالم تكنولوجيا CAES في حركة دائمة. وتبذل الجهود لاستكشاف سبل جديدة سعياً إلى تحسين هذا النظام الثلاثي. إن CAES الأديابي الموجود في العمل يقوم بنفس الشيء بشكل أساسي ولكنه يبذل جهدًا متضافرًا لتقليل فقدان الحرارة وذلك لتحسين كفاءة النظام. يعتمد النهج الجديد على ضغط الهواء الساخن وتخزينه بالفعل في وعاء معزول بشدة لمنع تسرب الحرارة أثناء التخزين. يقع التخزين تحت الأرض في الغالب داخل سفح الجبل، ويستخدم لتخزين الهواء المضغوط أولاً ثم تسخين الهواء المضغوط المخزن بإطلاق كمادات ذات درجة حرارة عالية تعمل على تشغيل التوربينات القادرة على توليد الكهرباء. المجال الآخر الذي يبحث فيه الباحثون هو الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي لتحسين أنظمة التحكم في CAES، والتي يمكن أن تزيد من كفاءة تخزين الطاقة بأحجام كبيرة أيضًا.
لذلك، يمكن تقدير مساهمة تكنولوجيا CAES في إعطاء مصادر الطاقة المتجددة مكانًا في الشبكة وإدارة ساعات الذروة للطاقة. على الرغم من أن تقنية CAES صغيرة إلى حد ما وغير عملية اليوم، إلا أنها قد تكون قادرة على تعزيز الطاقة المتجددة على نطاق دولي مما قد يمهد الطريق لمستقبل أكثر إشراقًا. نأمل أن يخرج القراء الشباب في كل مكان ويبحثون في كل من هذه الاختراعات بمزيد من التعمق، وأن يبدأوا في النظر في احتمالات أخرى لا تعد ولا تحصى لمستقبل الطاقة المخزنة... مستقبل يعمل بشكل جيد دون تدمير زملائنا من المخلوقات أو البيئة.
يوفر تكامل تخزين الطاقة CAES العديد من المزايا في سياق دمج الطاقة المتجددة. CAES هي وسيلة لتخزين الطاقة المتجددة، حيث قد تكون طاقة الرياح والطاقة الشمسية غير منتظمة. في المملكة المتحدة، حيث يوجد وفرة من الرياح وتوليد منخفض الكربون ولكن أيضًا تركيز عالٍ من قدرات تخزين الطاقة باستخدام تقنية CAES التي يمكنها تخزين الطاقة الزائدة المولدة عندما يكون الجو عاصفًا أو مشمسًا بشكل خاص لاستخدامها خلال فترات انخفاض الإنتاج. باستخدامه، يسمح CAES باستخدام ملفات تعريف الطاقة المتقلبة من خلال حل التحدي المتمثل في العرض غير المتسق.
ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن نظام CAES ليس مثاليًا. جزء كبير من هذه المشكلة هو نقص القدرة على تخزين طاقة الهواء المضغوط. حاليًا، تسمح لهم التكنولوجيا فقط بتخزين جزء صغير من طاقتهم، مما يحد من إمكانات التخزين الإجمالية. ومع ذلك، فإن تكاليف إنشاء هذا النظام وصيانته أعلى من تقنيات تخزين الطاقة الأخرى، مما يعني أن شكل تخزين الطاقة المعتمد على CAES هو خيار أكثر تكلفة.
تمثل إدارة تخزين الطاقة إحدى الصعوبات الرئيسية التي تواجهها شبكات الكهرباء، خاصة في ذروة الطلب. وهنا تظهر أهمية CAES كتقنية. كما رأينا، CAES قادر على تخزين كميات كبيرة من الطاقة وتفريغها عند الحد الأدنى من الطلب. إن تبني التقنيات المبتكرة مثل CAES لا يؤدي إلى زيادة الكفاءة فحسب، بل يخفف أيضًا من المخاوف البيئية الأخرى المرتبطة بانبعاثات الملوثات، مما يولد منافع مشتركة للبيئة والاقتصاد. لا يمكننا الحفاظ على استقرار شبكتنا الكهربائية من خلال تخزين الطاقة من الجيل التالي فحسب، بل يمكننا أيضًا تقليل استخدام الوقود الأحفوري.
إنها تقنية تخزين طاقة مثيرة للإعجاب بشكل خاص، ولكن هذا لا يعني أنه ينبغي اعتبارها الخيار الوحيد لتخزين الكهرباء الزائدة؛ تخزين طاقة البطارية متاح أيضًا ويتم استخدامه على نطاق عالمي. هناك العديد من المزايا لـ CAES مقارنة بالبطاريات. وهذا يعني، على سبيل المثال، عمرًا أطول من البطاريات التي تحتاج إلى الاستبدال كل بضع سنوات. في الواقع، يمكن لـ CAES تخزين طاقة أكثر بكثير من البطاريات، ولهذا السبب قد يكون خيارًا أفضل للطاقة الاحتياطية على نطاق الشبكة.
تتضمن بعض عيوب CAES فارقًا زمنيًا مقارنة بالبطاريات، ولكن الشحن والتفريغ البطيء، على سبيل المثال، يجعلها أقل قدرة على الاستجابة بسرعة في أوقات التقلبات السريعة في الطلب على الطاقة. كما أن الطريقة التي يتم بها ضغط الهواء للتخزين ومن ثم إعادة ضغطه لإنتاج الكهرباء تفقد بعضًا من طاقتها في كل مرة تمر بهذه الدورة. وبالتالي، فإن اختيار تكنولوجيا تخزين الطاقة يعتمد على حالة الاستخدام التي تهدف إلى تحقيقها.
عالم تكنولوجيا CAES يتقدم باستمرار. ويجري الآن دراسة سبل جديدة لمواصلة تحسين هذه الجوانب الثلاثة للنظام. تتبع CAES Adiabatic الموجودة على لوحة الرسم نفس العملية بشكل جوهري، ولكنها تقلل بشكل كبير من فقدان الحرارة في محاولة لتحسين كفاءة النظام. يعتمد المخطط الجديد على ضغط الهواء وتخزينه في وعاء معزول بدرجة عالية لتقليل فقدان الحرارة المرتبط بالتخزين. ويتضمن النظام شحن مخزن الهواء وتسخين الهواء المضغوط المخزن، مع إطلاق الكمادات الساخنة لتشغيل التوربينات التي تولد الكهرباء. ويعمل الباحثون أيضًا على استخدام الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي في تحسين أنظمة التحكم CAES، والتي يمكن أن تزيد من كفاءة تخزين الطاقة بأضعاف مضاعفة.
وبالتالي، يمكن ملاحظة أن تقنية CAES مهمة جدًا في جلب مصادر الطاقة المتجددة إلى الشبكة وحل ساعات الذروة للطاقة. على الرغم من أنها محدودة إلى حد ما في حجمها وكفاءتها الحالية، فإن تقنية CAES تحمل الوعد بتعزيز الطاقة على نطاق واسع من خلال مصادر الطاقة المتجددة التي يمكن أن تضيء مشهدنا المستقبلي. نأمل أن يستكشف القراء الشباب كل هذه التقنيات بشكل أكبر وأن يبدأ شبابنا المستقبلي ومواطني العالم في التفكير في طرق أكثر تنوعًا يمكن من خلالها تخزين الطاقة من أجل عالم أفضل.
يقوم تخزين الطاقة من جانب توليد الطاقة بتنفيذ تعديل التردد المشترك لزيادة كفاءة استهلاك الطاقة الجديدة والإنتاج السلس؛ في جانب شبكة الطاقة، يمكن أن يساعد تخزين الطاقة طاقة الشبكة في تحقيق خدمات مساعدة مثل تنظيم ذروة التردد وتوسيع السعة الديناميكية لمركز النقل وتحقيق قطع الذروة وملء الوادي لدعم حمل شبكة الطاقة الإقليمية. حالة تخزين الطاقة من جانب المستخدم يمكن تكييفها لتخزين الطاقة للأسر بالإضافة إلى قواعد التجارة والصناعة واسعة النطاق، التخزين البصري وتكامل الشحن، الطاقة الافتراضية هي تخزين الطاقة بالإضافة إلى مجالات أخرى من حياة الناس من أجل مساعدة المستخدمين في خفض تكاليف الطاقة، وتوفير الحماية في حالات الطوارئ والمساعدة في المساعدة على جعل الطاقة الخضراء في متناول الجميع.
تغطي محفظة المشاريع العالمية لشركة ZNTECH آسيا وأوروبا وأفريقيا وأمريكا الشمالية وأمريكا الجنوبية حيث يوجد منها 4 مصانع لتصنيع تخزين الطاقة، والتي يتم توزيعها عبر رومانيا والبرازيل وتايوان وجيانغسو والصين، بما في ذلك مشروع جانب شبكة تخزين الطاقة caes في البرازيل. وثاني أكبر مشروع لتخزين الطاقة في هولندا ومشروع تخزين الطاقة بقدرة 232 ميجاوات في الساعة في تايوان، الصين.
ZNTECH هي شركة متخصصة في تخزين تكامل أيونات الليثيوم. إنه يقدم خدمة متكاملة تغطي التصميم والتطوير والتكامل في أنظمة التصنيع الذكية. تشتمل مجموعة المنتجات على بطاريات تخزين الطاقة، وحزم تخزين الطاقة، وأنظمة الطاقة السكنية، وتخزين الطاقة الصناعية والتجارية، بالإضافة إلى تخزين طاقة المرافق.
لدينا إجمالي 6 سنوات من الخبرة في تكامل أنظمة تخزين الطاقة، كما أننا على دراية بمجموعة متنوعة من تطبيقات تخزين الطاقة ومتطلبات السوق. يمكننا أن نقدم لعملائنا حلولاً محددة. تم منح شهادة تخزين الطاقة caes شهادة IEC الأوروبية، وشهادة UL الأمريكية، وشهادة GB الصينية، وما إلى ذلك. لقد أنشأنا أيضًا تعاونًا وثيقًا مع الشركات ذات السمعة الطيبة في الولايات المتحدة وعلى المستوى الدولي، مثل شركات Nande SMA Fractal Delta الأخرى لتطوير التكنولوجيا. لتخزين الطاقة.
