Хранилище энергии
Накопление энергии — это улавливание энергии , произведенной в один момент времени, для использования в более позднее время [1] для уменьшения дисбаланса между спросом на энергию и производством энергии. Устройство, накапливающее энергию, обычно называют аккумулятором или батареей . Энергия бывает нескольких форм, включая излучение, химию , гравитационный потенциал , электрический потенциал , электричество, повышенную температуру, скрытую теплоту и кинетическую энергию . Хранение энергии включает в себя преобразование энергии из форм, которые трудно хранить, в более удобные или экономичные формы хранения.
Некоторые технологии обеспечивают кратковременное хранение энергии, в то время как другие могут работать гораздо дольше. В настоящее время преобладают плотины гидроэлектростанций, как обычные, так и гидроэлектростанции. Сетевое накопление энергии — это набор методов, используемых для крупномасштабного накопления энергии в электрической сети.
Типичными примерами хранения энергии являются перезаряжаемые батареи , в которых хранится химическая энергия, легко преобразуемая в электричество для работы мобильного телефона; плотина гидроэлектростанции , которая накапливает энергию в резервуаре в виде потенциальной энергии гравитации ; и резервуары для хранения льда , в которых хранится лед, замороженный за счет более дешевой энергии в ночное время, чтобы удовлетворить пиковый дневной спрос на охлаждение.Ископаемые виды топлива , такие как уголь и бензин, хранят древнюю энергию, полученную от солнечного света организмами, которые позже умерли, были похоронены и со временем были преобразованы в эти виды топлива. Пища (которая производится тем же процессом, что и ископаемое топливо) представляет собой форму энергии, хранящуюся в химических веществах .форма.
В сети 20-го века электроэнергия в основном производилась за счет сжигания ископаемого топлива. Когда требовалось меньше энергии, сжигалось меньше топлива. [2] Гидроэнергетика , метод хранения механической энергии, является наиболее широко распространенным способом хранения механической энергии и использовался на протяжении столетий. Плотины крупных гидроэлектростанций уже более ста лет служат хранилищами энергии. [3] Опасения по поводу загрязнения воздуха, импорта энергии и глобального потепления привели к росту использования возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия. [2] Энергия ветра не контролируется и может генерироваться в то время, когда дополнительная энергия не требуется. Солнечная энергияменяется в зависимости от облачности и в лучшем случае доступен только в светлое время суток, в то время как спрос часто достигает пика после захода солнца ( см. кривую утки ). Интерес к хранению энергии из этих прерывистых источников растет, поскольку отрасль возобновляемых источников энергии начинает генерировать большую долю общего потребления энергии. [4]
Использование электроэнергии вне сети было нишевым рынком в 20 веке, но в 21 веке оно расширилось. Портативные устройства используются во всем мире. Солнечные батареи теперь широко распространены в сельской местности по всему миру. Доступ к электричеству теперь является вопросом экономики и финансовой жизнеспособности, а не только технических аспектов. Электромобили постепенно вытесняют автомобили с двигателями внутреннего сгорания. Тем не менее, обеспечение дальних перевозок без сжигания топлива остается в разработке.
Энергия может храниться в воде, перекачиваемой на большую высоту с использованием методов хранения с помощью насосов или путем перемещения твердого вещества в более высокие места ( гравитационные батареи ). Другие коммерческие механические методы включают сжатие воздуха и маховики , которые преобразуют электрическую энергию во внутреннюю энергию или кинетическую энергию, а затем обратно, когда потребность в электроэнергии достигает пика.
