نوشته‌ها

بزرگترین پروژه زخیره سازی تولید برق از نیروگاه ها در باتری

بزرگترین پروژه ذخیره سازی تولید برق از نیروگاه ها در باتری

باتری لیتیوم 1 180x180 - فناوری باتری لیتیوم

فناوری باتری لیتیوم

فناوری باتری لیتیوم چیست؟
با توجه به تراکم انرژی بالا و هزینه کم در هر چرخه، باتری لیتیوم جدا از سایر مواد شیمیایی باتری است. با این حال، “باتری لیتیوم” یک اصطلاح مبهم است. در حدود شش شیمیدان معمولی باتری های لیتیوم وجود دارد که همه آنها دارای مزایا و منافع خاص خود هستند. برای کاربردهای تجدید پذیر انرژی، شیمی در حال حاضر دارای فسفات آهن لیتیم (LiFePO4) است. این شیمی ایمنی عالی دارد، با ثبات حرارتی بالا، رتبه بندی فعلی بالا، زندگی چرخه طولانی.

فسفات آهن لیتیم (LiFePO4) بسیار شبیه شیمی لیتیوم است که در مقایسه با تقریبا تمام شیمیایی لیتیوم دیگر است. باطری با مواد کاتدی طبیعی (فسفات آهن) مونتاژ شده است. در مقایسه با سایر شیمیایی لیتیوم، فسفات آهن، یک پیوند مولکولی قوی را ایجاد می کند که به شرایط شارژ شدید، طول عمر چرخه را افزایش می دهد و در طول چرخه های بسیاری حفظ می شود. این چیزی است که این باتری ها را با ثبات حرارتی عالی، چرخه عمر طولانی. باتری های LiFePO4 مستعد گرمای بیش از حد نیستند و یا به “فرار حرارتی” منتقل نمی شوند و در نتیجه در معرض سوء استفاده جدی و یا شرایط محیطی سخت قرار نمی گیرند.

بر خلاف اسید سرب و دیگر مواد شیمیایی باتری، باتری های لیتیوم گازهای خطرناک مانند هیدروژن و اکسیژن را از بین نمی برند. همچنین هیچگونه خطر برای قرار گرفتن در معرض الکترولیت های سوزنی مثل اسید سولفوریک یا هیدروکسید پتاسیم وجود ندارد. در بیشتر موارد، این باتری ها را می توان در مناطق محصور بدون خطر انفجار ذخیره کرد و یک سیستم به درستی طراحی شده نباید نیاز به خنک کننده یا خروج فعال داشته باشد.

باتری لیتیوم 300x192 - فناوری باتری لیتیوم

باتری لیتیوم یک مونتاژ متشکل از بسیاری از سلول ها، مانند باتری های اسید سرب و بسیاری از انواع دیگر باتری است. باتری اسید سرب دارای ولتاژ اسمی 2 ولت / سلول است، در حالی که باتری های لیتیوم دارای ولتاژ اسمی 3.2 ولت هستند. بنابراین، برای رسیدن به یک باتری 12 ولت، معمولا دارای چهار سلول متصل به یک سری است. این باعث می شود ولتاژ اسمی یک 12.8V LiFePO4 باشد. هشت سلول متصل در یک سری باتری 24 ولت با ولتاژ نامی 25.6 ولت و شانزده سلول متصل در یک سری یک باتری 48 ولت با ولتاژ نامی 51.2 ولت می باشد. این ولتاژ با استانداردهای 12V، 24V و 48V معمولی کار می کند.

باتری های لیتیوم اغلب برای جایگزینی مستقیم باتری های اسید سرب استفاده می شوند، زیرا ولتاژ شارژ بسیار شبیه هستند. چهار باتری LiFePO4 باتری (12.8 ولت) معمولا دارای ولتاژ شارژ حداکثر بین 14.4-14.6V (بسته به توصیه های سازندگان) است. برای باتری لیتیوم منحصر به فرد است که آنها به یک بار جذب نیاز ندارد و یا در یک حالت ولتاژ ثابت برای مدت زمان قابل توجهی نگهداری می شود. به طور معمول هنگامی که باتری به حداکثر ولتاژ شارژ می رسد، دیگر نیازی به شارژ آن نیست. ویژگی های تخلیه باتری های LiFePO4 نیز منحصر به فرد است. در هنگام تخلیه، باتری های لیتیوم ولتاژ بسیار بالاتر از باتری های اسید سرب را به طور معمول تحت بار نگه می دارد. باتری لیتیوم تنها چند دهم یک ولت از یک شارژ کامل تا 75٪ تخلیه نمیشود. این می تواند دشوار باشد که چقدر ظرفیت بدون تجهیزات مانیتورینگ باتری مورد استفاده قرار گیرد.

 

کارایی یک عامل بسیار مهم در طراحی سیستم های برق خورشیدی است. راندمان سفر دور سفر میانگین باتری اسید سرب حدود 80٪ است. شیمی دیگر می تواند حتی بدتر باشد. راندمان انرژی دورافتاده یک باتری لیتیوم فسفات آلفا از 95 تا 98 درصد بیشتر است. این به تنهایی یک پیشرفت قابل توجه برای سیستم هایی است که از انرژی خورشیدی در زمستان گرسنه می مانند، صرفه جویی در مصرف سوخت از شارژر ژنراتور می تواند بسیار زیاد باشد. مرحله شارژ جذب باتری های سرب اسید به ویژه ناکارآمد است و در نتیجه کارایی 50٪ و یا حتی کمتر است. با توجه به اینکه باتری های لیتیوم شارژ جذب نمی کنند، زمان شارژ از تخلیه کامل تا کاملا کامل می تواند به اندازه دو ساعت باشد. همچنین لازم به ذکر است که یک باتری لیتیوم می تواند تقریبا تخلیه کامل را بدون عوارض قابل ملاحظه ای ارزیابی کند. با این وجود، مهم است که مطمئن شوید که سلول های فردی بیش ازحد تخلیه نمی شوند. این کار سیستم مدیریت باتری یکپارچه (BMS) است.

ایمنی و قابلیت اطمینان باتری های لیتیوم نگرانی بزرگی است، بنابراین تمامی مجامع باید یک سیستم مدیریت باتری یکپارچه (BMS) داشته باشند. BMS یک سیستم است که نظارت، ارزشیابی می کند

باتری های خورشیدی

انواع باتری مورد استفاده در سیستم های الکتریکی باد و خورشیدی

 

خلاصه ای از انواع باتری های مختلف که ممکن است در سیستم های قدرت خورشیدی برق و پشتیبان استفاده شود.

اسید سرب

باتری های رایج خودرو که در آن الکترود ها شبکه هایی از اکسید سرب حاوی سرب فلزاتی هستند که در هنگام شارژ و تخلیه در ترکیب تغییر می کنند. الکترولیت اسید سولفوریک رقیق است.

فن آوری جدید AGM باتری تاثیر زیادی بر روی باتری های سرب اسید داشته و یکی از بهترین باتری ها برای استفاده در سیستم های برق خورشیدی است. در اینجا باتری

AGM باتری - انواع باتری مورد استفاده در سیستم های الکتریکی باد و خورشیدی

فناوری AGM بیشتر بدانید.

باتری های صنعتی نوعی می توانند تا 20 سال با مراقبت های متوسط طول بکشد و حتی باتری های استاندارد چرخه عمر، مانند نوع ماشین گلف، باید 3-5 سال طول بکشد. باتری های متوسط مانند S460 و سایر باتری های ساخته شده توسط Surrette باید 7 تا 12 سال طول بکشد.

لیتیوم

باتری لیتیوم دارای مزایای زیادی نسبت به انواع باتری سنتی است. آنها عمر چرخه بسیار طولانی و تخلیه و بار بالا دارند. در اینجا باتری لیتیوم بیشتر بدانید.

NICAD (نیکل کادمیوم)

باتری های قلیایی که در آن مواد فعال مثبت اکسید نیکل هستند و منفی حاوی کادمیوم است.

DOWNSIDES

بسیار گران است
کادمیوم بسیار خطرناک در نظر گرفته شده است.
راندمان پایین (65-80٪)
منحنی های ولتاژ غیر معمول و شارژ ممکن است مشکلاتی را برای استفاده از بعضی از تجهیزات مانند مبدل های استاندارد و شارژرها ایجاد کند.
تصور من از بشقاب پاکت های سنتی NiCads – این یک نوبت از فن آوری قرن است – این است که آنها بسیاری از نقاط خوب – کم خود تخلیه، غیر انجماد، و غیره – اما CYCLE زندگی خود را بهتر از ، اسید سرب به عبارت دیگر، آنها عمر طولانی در * دوره زمانی دارند، اما نه در * چرخه * شرایط. این کار آنها را برای سیستم های اضطراری / آماده به کار مفید می کند، اما نه برای سیستم هایی با یک چرخه روزانه. برای اکثر سیستم های انرژی خورشیدی یا پشتیبان توصیه نمی شود.

NIFE (NICKEL IRON)

تراکم ذخیره سازی انرژی = 55 وات بر کیلوگرم

سلول های الکتریکی نوع الکلی با استفاده از هیدروکسید پتاسیم به عنوان الکترولیت و آنودای سرامیک ورقه های فولادی با مواد آهن فعال و کاتد های زیرزمینی ورق های فولادی با مواد نیکل با مواد فعال نیکل. این “EDISON سلول” است.
تجربه ما با مشتریان با استفاده از باتری های قلیایی در سیستم های AE مستقل نشان می دهد که آنها ممکن است به عنوان مزایای در مقایسه با باتری های سرب اسید مزایای بسیاری داشته باشد
کریستوفر Freitas Xantrex

DOWNSIDES:
راندمان کم – ممکن است تا 50٪ پایین باشد، معمولا 60-65٪ است. نرخ بسیار بالای خود تخلیه
مصرف گاز بالا / آب
مقاومت داخلی بالا به این معنی است که شما می توانید قطر ولتاژ بزرگ را در سلول های سری قرار دهید.
وزن / حجم ویژه بالا
می تواند کارایی کلی سیستم خورشیدی را تا 25٪ کاهش دهد
این بدان معنی است که ولتاژ خروجی با بار و شارژ خیلی بیشتر از باتری های دیگر متفاوت است. اگر شما از اینورتر استفاده می کنید، اینورتر باید با این تغییرات ولتاژ طراحی شود. شما ممکن است نتوانید از NiFe استفاده کنید اگر سیستم شما به یک ولتاژ پایدار بستگی دارد، مثلا اگر شما در حال استفاده از لوازم معمول DC مانند یخچال و فریزر به طور مستقیم از باتری ها هستید. همچنین هنگام استفاده از NiFe به روشنایی DC نور، شدت نور را تغییر می دهد. همیشه می توان از یک رگولاتور ولتاژ برای تغذیه آن دسته از لوازم مورد نیاز استفاده کرد، اما حتی راندمان را نیز کاهش می دهد.

در حال حاضر به نظر می رسد که تنها منبع باتری های NiFe جدید از مجارستان است و ما گزارش های متفاوتی در مورد آنها داشته ایم. به طور خلاصه ما آنها را توصیه نمی کنیم مگر اینکه آنها تقریبا آزاد باشند. تلفات زیاد در هنگام شارژ و تخلیه، 25 تا 40 درصد اضافی را به اندازه پانل های خورشیدی که برای مصرف انرژی مشابه نیاز دارید، اضافه خواهید کرد.

به طور خلاصه، علی رغم برخی از اعتیاد در مورد زندگی طولانی و هزاران سیکل، ما احساس می کنیم که این باتری ها برای همه کاربردهای خورشیدی بسیار مناسب هستند.

برق خورشیدی

برق خورشیدی چیست؟

برق خورشیدی چیست
ماژول های فوتوولتائیک (PV) برق را از نور خورشید تولید می کنند و به طرز شگفت انگیزی ساده، مؤثر و با دوام هستند. آنها در خورشید نشسته اند و بدون قطعات متحرک می توانند لوازم خود را اجرا کنند، باتری های خود را شارژ کنند یا انرژی لازم را برای شبکه برق تامین کنند.

آرایه PV یک جمع کننده انرژی – ژنراتور خورشیدی است و این کار را از طریق اثر فتوولتائیک انجام می دهد. اثر فتوولتائیک در سال 1839 توسط فیزیکدان فرانسوی Alexandre-Edmund Becquerel کشف شد که در آن سلولهای PV تولید انرژی از انرژی در فوتون های نور خورشید را تولید می کنند. هنگامی که نور خورشید به یک سلول PV منتقل می شود، سلول برخی از فوتون ها را جذب می کند و انرژی فوتون ها به یک الکترون در مواد نیمه هادی منتقل می شود. با استفاده از انرژی فوتون، الکترون می تواند از موقعیت معمول خود در اتم نیمه هادی عبور کند تا بخشی از جریان در یک مدار الکتریکی شود.

بیشتر سلولهای PV به یکی از دو دسته اساسی تقسیم می شوند: سیلیکون بلورین یا فیلم نازک. ماژول های سیلیکون بلورین را می توان از سیلیکون یون سدیم، چند کریستالی یا روبان استفاده کرد. فیلم نازک یک اصطلاح است که شامل طیف وسیعی از فن آوری های مختلف از جمله سیلیکون آمورف و تعدادی از تغییرات با استفاده از نیمه هادی های دیگر مانند تلورید کادمیوم یا CIGS (دیسیلنید گلیمیک مس) است. تکنولوژی نازک فیلم، بسیاری از کنفرانس های تحقیق و توسعه فعلی را تولید می کند، اما ماژول های بلورین در حال حاضر بیش از 80 درصد از بازار را جذب می کنند.

برای استفاده از انرژی از آرایه، شما همچنین ممکن است به اجزای دیگر مانند مبدل، کنترل کننده های شارژ و باتری نیاز داشته باشید که سیستم برق خورشیدی را تشکیل می دهند. اجزای مورد نیاز وابسته به نوع سیستم طراحی شده است. انواع سیستم عبارتند از:

PV-DIRECT SYSTEMS:

این ساده ترین سیستم های برق خورشیدی است که دارای کمترین اجزای (اساسا آرایه PV و بار) است. از آنجا که آنها باتری ندارند و به وسیله ابزار متصل نیستند، هنگامی که خورشید درخشان است، بارها را بارگیری می کنند. این بدان معنی است که آنها فقط برای چند برنامه انتخابی، مخصوصا پمپاژ آب و تهویه مناسب هستند، هنگامی که خورشید درخشش می یابد، فن یا پمپ اجرا می شود.

سیستم های خاموش GRID:

اگر چه در مکان های دور از محل بدون خدمات نرم افزاری رایج هستند، سیستم های برق خورشیدی برق خاموش می توانند در هر کجا کار کنند. این سیستم ها به طور مستقل از شبکه عمل می کنند تا تمام برق خانوار را تامین کند. این سیستم ها نیاز به یک بانک باتری برای ذخیره برق خورشیدی برای استفاده در حین شب و یا ابری، یک کنترل کننده شارژ برای محافظت از بانک باتری از اضافه بار، یک اینورتر برای تبدیل قدرت DC array PA به AC برای استفاده با لوازم خانگی AC، و همه قطع اتصال مورد نیاز، نظارت و تجهیزات ایمنی مرتبط با برق.

سیستم های GRID-TIED با پشتیبان گیری باتری:

این نوع بسیار شبیه به سیستم خارج از شبکه در طراحی و اجزای آن است، اما شبکه ابزار اضافه می کند، که نیاز به سیستم را برای تمام انرژی تمام وقت فراهم می کند.

سیستم های بدون سیستم بی سیم:

این سیستم های رایج ترین PV همچنین به عنوان شبکه های شبکه ای، وابسته به شبکه، ابزار تعاملی، شبکه ای Intertied یا شبکه مستقیم شناخته می شوند. آنها برق خورشیدی را تولید می کنند و آن را به بار و شبکه برق هدایت می کنند و از مصرف برق در خانه یا کسب و کار را جبران می کنند. اجزای سیستم به سادگی از آرایه PV، اینورتر (ها) و دیتابیس ایمنی مورد نیاز (به عنوان مثال، فیوزها / شکن / قطع / نظارت) تشکیل شده است. زندگی با یک سیستم برق خورشیدی متصل به شبکه، از زندگی الکتریسیته با برق خبری متفاوت نیست، به جز اینکه بخشی از یا تمام برق مورد استفاده شما از خورشید است. (اشکال این سیستم های بدون خنک کننده این است که آنها هیچ حفاظت از قطع برق را فراهم نمی کنند، هنگامی که شبکه ابزار خاتمه می یابد، این سیستم ها نمی توانند کار کنند.)

برق خورشیدی نیروگاه خورشیدی آرانیرو 300x152 - برق خورشیدی چیست؟

چرا از برق خورشیدی استفاده میکنید؟

وقتی ما هزینه واقعی انرژی را در نظر می گیریم، باید به تصویر بزرگ نگاه کنیم، نه فقط به نرخ بهره بردار. سوخت های متعارف اثرات اجتماعی، زیست محیطی و اقتصادی دارند. هزینه های سالانه و تجمعی وجود دارد که از همه آلاینده ها (هوا، جامد و مایع) ناشی از استخراج، پردازش و حمل سوخت های فسیلی است که بر سلامت عمومی و محیط ما تأثیر می گذارد. برق تولید شده از زغال سنگ و گاز طبیعی هرگز قادر نخواهد بود که انرژی و منابع مستمر مورد نیاز برای تولید آن را بیش از حد کند. بر خلاف منابع انرژی متعارف، سیستم های PV تولید برق پاک را برای چندین دهه پس از به دست آوردن بازپرداخت انرژی خود در سه سال یا کمتر تولید می کنند، این واقعا جادویی از تکنولوژی PV است.
الکتریسیته ساکن در صورت استفاده از آن پرداخت می شود و پرداخت ها برای همیشه انجام می شود. در مقابل، اکثر هزینه های سیستم PV در زمان نصب سیستم پرداخت می شود. پس از آن، انرژی اساسا آزاد است. به عبارت دقیق اقتصادی، نرخ بازگشت سیستم PV شما بستگی به سه چیز دارد: منابع خورشیدی؛ قیمت برق؛ و سیاست های دولت یا انگیزه ها. در حالی که بسیاری از تاسیسات برق را با قیمت مقرون به صرفه به فروش می رسانند، تورم و تاریخچه قیمت های انرژی و پیش بینی ها نشان می دهد که افزایش قیمت در آینده ما باعث خواهد شد که بازپرداخت سیستم های اعتباری RE سریع تر شود. داده های تاریخی که توسط موسسه ادیسون الکتریک گزارش شده است نشان می دهد که از سال 1929 تا 2005 میانگین افزایش سالیانه برق برای سالانه 2.94 درصد بوده است. و طبق اداره اطلاعات انرژی در ماه ژوئن 2008، چشم انداز کوتاه مدت انرژی، میزان مصرف آب در سال 2008 به طور متوسط 3.7٪ افزایش می یابد و در سال 2009 نیز 3.6٪ افزایش می یابد. مالیات های مالیاتی فدرال برای سیستم های انرژی تجدید پذیر در دسترس هستند، هزینه ها و بسیاری از ایالت ها، مناطق و تاسیسات همچنین تخفیف های قابل توجهی، انگیزه های عملکردی، اعتبارات مالیاتی، معافیت های مالیاتی، وام ها و سایر مشوق های اقتصادی برای سیستم های برق خورشیدی ارائه می دهند.

استقلال یکی از دلایلی است که میخواهید سیستم PV خارج از شبکه را در اختیار داشته باشید. سیستم های خارج از شبکه به شرایط یا سیاست های ابزار محلی اعمال نمی شوند، و صاحبان سیستم ها به افزایش نرخ، قطع برق و یا کاهش مصرف نمی پردازند. اگر شما برای اموال روستایی خرید می کنید، احتمالا خواهید دید که بسته های خارج از شبکه گران تر هستند. بودن خارج از شبکه همچنین می تواند ارزان تر از دریافت یک خط تمدید به یک ملک است.

هنگام جابجایی گزینه های انرژی (بین شبکه و انرژی خورشیدی، باد و آب) آشکار می شود که برق خورشیدی یک شکل بسیار دموکراتیک از انرژی است. از آنجا که خورشید در همه جا می درخشد، پتانسیل استفاده از برق خورشیدی برای همه قابل دسترس است. علاوه بر این، در مقایسه با ژنراتورها (گاز، حتی بادی و یا نیروی آبی)، به دلیل اینکه سیستم های PV دارای قطعات متحرک نیستند، بسیار قابل اعتماد هستند و نیاز به تعمیر و نگهداری بسیار کمی دارند.