энергияны сактоонун ар кандай формаларынын негизинде,энергияны сактоо технологияларыбеш категорияга бөлүүгө болот: механикалык энергияны сактоо технологиясы, электрохимиялык энергияны сактоо технологиясы, электр энергиясын сактоо технологиясы, химиялык энергияны сактоо технологиясы жана жылуулук энергиясын сактоо технологиясы.
◇Электр энергиясын сактоо технологиясы
◇Энергияны сактоонун химиялык технологиясы
Механикалык энергияны сактоо технологиясы
Белгилүү болгондой, жаратылышта кинетикалык жана потенциалдык энергиянын түрдүү формалары бар, мисалы, аккан суу, табигый шамал, толкундар жана толкундар; адамдын иш-аракеттери, ошондой эле кыймылдаган адамдарды, транспорт каражаттарын, кемелерди жана суюктуктарды сыяктуу көп кинетикалык жана потенциалдуу энергияны жаратат. Бул энергиялардын баары, жаратылышта өндүрүлгөн да, адамдын иш-аракетинен пайда болгон да, кайра жаралуучу энергия булактары болуп саналат. Механикалык энергия – кинетикалык жана потенциалдык энергиянын жыйындысы, объекттин кыймыл абалын жана бийиктигин билдирген физикалык чоңдук. Объекттин кинетикалык жана потенциалдык энергиясы бири-бирине айланышы мүмкүн; кинетикалык жана потенциалдык энергиянын өз ара айлануу процессинде механикалык энергиянын жалпы көлөмү туруктуу бойдон калат, башкача айтканда механикалык энергия сакталат.
Механикалык энергияны сактоо - бул энергияны сактоо үчүн механикалык энергияга айландыруучу жана керек болгондо кайра электр энергиясына айландыруучу технология. Энергияны сактоонун кеңири таралган механикалык ыкмаларына насостук гидро сактоо, кысылган аба сактоо жана маховик энергиясын сактоо кирет. Механикалык энергияны сактоо технологиялары, адатта, жогорку кубаттуулуктун тыгыздыгы, тез жооп берүү мүмкүнчүлүктөрү жана узак кызмат мөөнөтү бар, аларды тармакты жөнгө салуу жана авариялык электр менен камсыздоо үчүн ылайыктуу кылат. Алардын сактоо убактысы жана масштабы конкреттүү технологияга жараша өзгөрүп турат, бир нече мүнөттөн күнгө чейин жана энергияны сактоонун ар кандай муктаждыктарын канааттандыра алат.
Насостук гидросклад:
Насостук суу сактагыч учурда эң кеңири колдонулган чоң{0}}масштабдуу энергияны сактоо технологиясы. Ал электр энергиясын төмөнкү деңгээлдеги{2}}деңгээлдеги суу сактагычтан жогорку-деңгээлдеги суу сактагычка сордуруу үчүн колдонот жана анын потенциалдуу энергиясын сактайт. Электр энергиясына суроо-талаптын күчөгөн мезгилинде суу турбиналар аркылуу электр энергиясын өндүрүү үчүн чыгарылат. Бул ыкма салыштырмалуу жогорку конверсия эффективдүүлүгүнө ээ (адатта 70%–85%), электр тармагындагы эң жогорку- өрөөн айырмачылыктарын жөнгө салуу үчүн ылайыктуу жана чоң сактоо сыйымдуулугун жана туруктуу иштөөнү сунуш кылат.
Насостук суу сактагыч көбүнчө энергиянын кайра жаралуучу булактарын интеграциялоо, суроо-талап менен суроо-талаптын өзгөрүүсүн тең салмактоо үчүн колдонулат жана узак сактоо мөөнөтү жана күчтүү резервдик кубаттуулукка ээ. Анын принциби 1-1-сүрөттө көрсөтүлгөн.
Кысылган аба энергиясын сактоо:
Кысылган абанын энергиясын сактоо абаны электрдик компрессордун жардамы менен кысууну жана аны жер астындагы үңкүрлөргө, резервуарларга же басымдуу идиштерге сактоону камтыйт. Электр энергиясына суроо-талап көбөйгөндө, топтолгон кысылган аба чыгарылып, жылытылат жана электр энергиясын өндүрүү үчүн турбинаны айдоо үчүн колдонулат. Кысылган аба энергиясын сактоо, адатта, чоң{2}}масштабдуу, узак{3}} энергияны сактоо мүмкүнчүлүктөрүн сунуштайт, эффективдүүлүктөр жалпысынан 50%дан 70%ке чейин. Бул эффективдүүлүктү жылуулукту калыбына келтирүүчү технологиялар менен айкалыштырганда дагы жакшыртса болот. Бул тармактын ийкемдүүлүгүн жана туруктуулугун жогорулатуу үчүн чоң-масштабдагы кайра жаралуучу энергия станциялары менен интеграциялоо үчүн ылайыктуу.
Маховик энергияны сактоо:
Flywheel энергиясын сактоочу электр энергиясын сактоо үчүн кинетикалык энергияга айландыруу үчүн жогорку ылдамдыкта маховикти айдоо үчүн мотор колдонот. Зарыл болгон учурда маховик кинетикалык энергияны кайра электр энергиясына айландыруу үчүн генераторду колдонот. Flywheel энергиясын сактоо технологиясы өзүнүн өтө тез жооп берүү ылдамдыгы (адатта миллисекунддук диапазондо) жана циклдин жогорку мөөнөтү (жүз миңдеген циклдерге чейин) менен белгилүү, бул тармак жыштыгын жөнгө салуу жана үзгүлтүксүз энергия булактары (UPS) сыяктуу кыска-мөөнөттүү, жогорку-энергияны сактоо сценарийлерине ылайыктуу. Энергияны сактоочу маховик, адатта, 85%–95% жетет, конверсиянын жогорку эффективдүүлүгүнө ээ, бирок анын сактоо убактысы салыштырмалуу кыска, адатта кыска мөөнөттүү кубаттуулуктун өзгөрүшүн тең салмактоо үчүн колдонулат. 1-2-сүрөттө маховик энергияны сактоочу энергия системасынын схемалык схемасы көрсөтүлгөн.
Электрохимиялык энергияны сактоо технологиясы
Электрохимиялык энергияны сактоо – бул электр энергиясын электрохимиялык реакциялар аркылуу химиялык энергияга айландыруучу, аны сактоочу жана керек болгондо кайра электр энергиясына айландыруучу технология. Анын өзөгү - батареяларды заряддоо жана разряддоо процесси аркылуу энергияны сактоо жана чыгаруу. Электрохимиялык энергияны сактоо технологиясы тез жооп берүү ылдамдыгы, жогорку натыйжалуулук, ийкемдүү орнотуу жана модулдук дизайн сыяктуу артыкчылыктарга ээ, бул аны кайра жаралуучу энергия тармагы-байланышкан жыштык жөнгө салуу, чоку- өрөөндү жөнгө салуу жана авариялык электр менен жабдуу сыяктуу сценарийлерге ылайыктуу кылат. Учурда электрохимиялык энергияны сактоонун негизги технологияларына коргошун{5}}кислоталуу батареялар, никель{6}}металл гидриддик батареялар, литий-иондук батарейкалар, натрий{8}}батареялар жана агымдык батареялар кирет, алардын ар бири өзүнүн уникалдуу иштеши, колдонуу сценарийлери жана өнүктүрүү потенциалы менен. Кайра жаралуучу энергиянын үлүшүнүн өсүшү менен электрохимиялык энергияны сактоо глобалдык энергетикалык структураны өзгөртүүдө чечүүчү ролду ойнойт жана таза, аз көмүртектүү жана коопсуз энергия системасына жетишүү үчүн маанилүү кепилдик болуп саналат.
Коргошун{0}}кислота батареялары:
Коргошун{0}}кислота батареялары көптөн бери калыптанып калган-электрохимиялык энергияны сактоочу технология. Алардын принциби коргошун жана анын оксиддерин оң жана терс электрод материалдары катары, ал эми электролит катары күкүрт кислотасынын суу эритмесин электрохимиялык реакция аркылуу заряддоо жана разряддоо үчүн колдонууну камтыйт. Коргошун{4}}кислота батареялары өндүрүштүн төмөн наркы, жетилген технология, жогорку ишенимдүүлүк жана ашыкча зарядга жана ашыкча разрядга- күчтүү туруктуулук сыяктуу артыкчылыктарга ээ жана унаалардын баштапкы батарейкаларында, резервдик кубат булактарында жана энергияны сактоо тутумдарында кеңири колдонулат. Бирок коргошун-кислота аккумуляторлорунун энергия тыгыздыгы аз, цикл мөөнөтү чектелген жана туура эмес ташталганда айлана-чөйрөнү булгап турган уулуу коргошун бар. Ошого карабастан, коргошун{9}}кислота аккумуляторлору дагы эле белгилүү бир тармактарда, өзгөчө,-баалуу колдонмолордо олуттуу орунду ээлейт. Келечекте бул технологияны өнүктүрүүнүн негизги багыттары коргошун-кислота батареяларын экологиялык жактан таза кайра иштетүү жана натыйжалуулугун жогорулатуу-болот.
Никель-металл гидрид (NiMH) батареялары:
NiMH батареялары оң электрод катары никель гидроксиди жана терс электрод катары никелди гидридди колдонгон электрохимиялык энергияны сактоо технологиясы. Алар энергиянын жогорку тыгыздыгы, экологиялык тазалык жана узак цикл өмүрү сыяктуу артыкчылыктарды сунуштайт. Салттуу батарейкаларга салыштырмалуу NiMH батареялары кадмий жана молибден менен байланышкан химиялык коркунучтарга ээ эмес, бул аларды экологиялык жактан таза кылат. Ошондуктан, алар электр шаймандарында, гибриддик унааларда жана көчмө электрондук шаймандарда кеңири колдонулат. Алар ошондой эле жогорку кубаттоо-разрядга ээ жана ар кандай чөйрөдө туруктуу иштей алышат. Никелден жасалган батарейкалардын негизги өзгөчөлүгү алардын күчтүү ашыкча зарядга жана ашыкча разрядга чыдамдуу-болушу болуп саналат, бул аларды бат-баттан заряддоону жана разрядды талап кылган колдонмолордо мыкты кылат. Акыркы жылдарда литий{8}}иондук батарейкалардын өсүшү NiMH батареяларынын рыноктук үлүшүнүн төмөндөшүнө алып келгенине карабастан, алар дагы эле белгилүү бир колдонуу аймактарында өз ордун сактап калышат.
Литий{0}}ион Батареялар:
Литий{0}}иондук батарейкалар - бул оң жана терс электроддордун ортосуна литий иондорун киргизүү жана экстракциялоо аркылуу заряддоого жана кубаттоого жетишкен электрохимиялык энергияны сактоо технологиясы. Литийдин жеңил салмагы жана энергиянын жогорку тыгыздыгы литий{2}}иондук батарейкаларды портативдик электрондук шаймандарда, электр унааларында жана энергиянын кайра жаралуучу булактарында кеңири колдонууга алып келди. Литий{4}}иондук батарейкалар узак иштөө мөөнөтү жана эстутум эффектиси жок сыяктуу артыкчылыктарды сунуштайт, бирок аларда ашыкча заряддоо жана ашыкча-зарядаттан пайда болгон термикалык качуу сыяктуу коопсуздук маселелери да бар. Технологиялык жетишкендиктер менен литий{7}}батарейкалардын коопсуздугу жана электрохимиялык көрсөткүчтөрү тынымсыз жакшырып, баасы төмөндөп, аларды бүгүнкү күндө рынокто эң кеңири колдонулган энергия сактоочу батареялардын бирине айлантты. Келечекте катуу абалдагы электролиттер жана кремний{10}}негизделген аноддор сыяктуу технологиялардын өнүгүшү литий-батареялардын электрохимиялык натыйжалуулугун жана коопсуздугун дагы да жакшыртат деп күтүлүүдө.
Натрий{0}}ион Батареялары:
Натрий{0}}иондук батарейкалар акыркы жылдарда тез өнүгүп жаткан электрохимиялык энергияны сактоонун жаңы технологиясы. Алардын иштөө принциби литий-батарейкаларына окшош, мында литий иондору заряддоо жана разряддоо үчүн оң жана терс электроддор ортосунда интеркалацияланат жана деинтеркалацияланат. Натрий{4}}иондук батарейкаларынын артыкчылыктары натрий ресурстарынын көптүгү жана арзандыгында, ошондой эле литий ресурстарынын чектөөлөрүнөн көз карандысыздыгында, бул аларды чоң-масштабдагы энергияны сактоо колдонмолору үчүн өзгөчө ылайыктуу кылат. Алардын энергия тыгыздыгы литий{7}}иондук батареяларга караганда төмөн болгону менен, натрий{8}}иондук батарейкалар циклдин туруктуулугу, төмөнкү температуранын иштеши жана коопсуздук жагынан жакшы көрсөткүчтөрдү көрсөтүп, келечектеги өнүгүү үчүн чоң убадаларды көрсөтүп турат. Учурда натрий{11}}иондук батареялары боюнча изилдөөлөр энергиянын тыгыздыгын жакшыртууга, циклдин иштөө мөөнөтүн узартууга жана өндүрүштүк чыгымдарды кыскартууга багытталган. Үзгүлтүксүз технологиялык жетишкендиктер менен, натрий{13}}иондук батарейкалар келечекте чоң- энергияны сактоо үчүн маанилүү чечимдердин бири болуп калышы күтүлүүдө.
Батареянын агымы:
Агым батареялары электролит тышкы резервуарда сакталган электрохимиялык энергияны сактоо технологиясы. Алардын принциби батареянын ичиндеги эки түрдүү электролиттердин ортосундагы электрохимиялык реакциялар аркылуу энергияны сактоону жана бошотууну камтыйт. Агымдуу батарейкалардын олуттуу мүнөздөмөсү алардын өз алдынча жөнгө салынуучу энергиясы жана кубаттуулугу болуп саналат; сактагычтын сыйымдуулугу сакталган электролиттин көлөмүн көбөйтүү жолу менен кеңейтилиши мүмкүн, бул аларды өзгөчө чоң-масштаб, узак-энергияны сактоочу колдонмолор үчүн ылайыктуу кылат. Агым батарейкаларынын кеңири таралган түрлөрүнө ванадий редокс агымы батарейкалары жана цинк/бром агымы батареялары кирет. Агым батарейкалары узак иштөө мөөнөтүн, жакшы коопсуздукту жана экологиялык тазалыкты сунуштайт, бирок алардын алгачкы инвестициясы чоң жана батарея системасы татаал. Технологиялык жетишкендиктер менен, чоң{7}}масштабдагы энергияны сактоодо агымдык батареялардын потенциалы, айрыкча кайра жаралуучу энергия тармактарын интеграциялоо жана тармакты жөнгө салуу колдонмолорунда акырындык менен пайда болууда.