Payamvdn/NorthPersian_fa_wiki huggingface dataset:
ستفاده می کند. آرایه فرانکلین از تکه های نیم موج کوتاه U-شکل استفاده می کند که تابش آنها در میدان دور خنثی می شود تا تکه های دوقطبی نیم موج را هم فاز کند. نوع دیگر، آنتن میکرواستریپ همه سویه (OMA) است. بررسی. الگوهای تابش همه سویه را ساده ترین آنتن های کاربردی، یعنی آنتن تک قطبی و دوقطبی تولید می کنند که از یک یا دو رسانای میله ای تشکیل شده اند. بهره آنتن (G)، حاصل ضرب بازده آنتن (e) و جهت داری آنتن (D) است؛ formula_1. یک رابطه مفید میان جهت داری الگوی تابش آنتن همه سویه (D) برحسب دسی بل و پهنای پرتو نیم توان (HPBW) و با فرض الگوی تابش به شکل formula_2، چنین است:
ذخیره سازی انرژی شبکه (که به آن ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ نیز گفته می شود)، مجموعه ای از روش هایی است که برای ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ در یک شبکه برق الکتریکی، استفاده می شود. انرژی الکتریکی در مواقعی که تولید برق فراوان و ارزان است (به ویژه از منابع انرژی متناوب مانند برق تجدیدپذیر از نیروی باد، نیروی جزر و مد و انرژی خورشیدی)، یا زمانی که تقاضای مصرف برق کم است، ذخیره می شود و بعداً زمانی که تقاضا افزایش یابد، به شبکه برق بازگردانده می شود. از سال ۲۰۲۰، بزرگ ترین شکل ذخیره سازی انرژی شبکه، شامل احداث سد و نیروگاه های برق آبی و همین طور نیروگاه های برق آبی با ذخیره پمپ بوده است. پیشرفت ها در ذخیره سازی انرژی با باتری، پروژه های تجاری را قادر می سازد تا انرژی را در زمان اوج تولید، ذخیره کرده و در زمان اوج تقاضا یا زمانی که تولید به طور غیرمنتظره کاهش می یابد، آزاد کنند تا به این ترتیب زمان لازم را برای پاسخ منابع انرژی کندتر فراهم کند. هیدروژن سبز، که از الکترولیز آب با کمک الکتریسیته حاصل از منابع تجدیدپذیر یا منابع انرژی منتشر کننده کم کربن، تولید می شود، از دید هزینه های سرمایه گذاری، ابزاری مقرون به صرفه
تر برای ذخیره سازی انرژی تجدیدپذیر به صورت طولانی مدت تر نسبت به منابع برق آبی یا باتری یا تلمبه ذخیره ای است. دو جایگزین برای ذخیره سازی شبکه، استفاده از نیروگاه های اوج مصرف (نیروگاه قله ای)، برای پر کردن شکاف های عرضه و تقاضا و انتقال بار مصرفی به زمان های دیگر شبانه روز است. مزایا. بایستی هر شبکه برق میزان تولید برق را با مصرف آن مطابقت دهد که هر دو آن ها در طول زمان به شدت با یکدیگر متفاوت هستند. هر ترکیبی از ذخیره انرژی و پاسخ به تقاضای مصرف، دارای مزایای زیر است: انرژی حاصل از منابع خورشیدی، جزر و مدی و باد، به طور ذاتی در مقیاس های زمانی دقیقه تا چند هفته متغیر است. مقدار برق تولیدی با توجه به زمان روز، دوره ماه، فصل و عوامل تصادفی مانند آب و هوا، متفاوت است؛ بنابراین، انرژی های تجدیدپذیر در غیاب ذخیره سازی، چالش های ویژه ای را برای شرکت های برق ایجاد می کنند. با وجود این که اتصال بسیاری منابع انرژی بادی مجزا به یکدیگر می تواند تغییرات کلی انرژی تولیدی را کاهش دهد، اما در مورد خورشیدی چنین نیست و به طور قطعی در اوقات شب در دسترس نیست. هم چنین نیروی جزر و مدی با موقعیت ماه جابجا می شود و بنابراین جزر
و مد، چهار بار در شبانه روز رخ می دهد. میزان تأثیر این امر برای هر یک از تأسیسات تولید برق به طور قابل توجهی متفاوت است. در تأسیسات اوج مصرف تابستانی، انرژی خورشیدی بیشتری جذب شده که با تقاضا مطابقت دارد. در تأسیسات اوج مصرف زمستانی (البته به میزان کمتری)، انرژی تولیدی از باد با تقاضای مصرفی گرمایش مرتبط است و می توان از آن برای تأمین این تقاضا استفاده کرد. بسته به این عوامل، فراتر از حدود ۲۰ تا ۴۰ درصد از کل تولید، منابع انرژی تجدید پذیر متصل به شبکه مانند انرژی خورشیدی و نیروی باد، به سرمایه گذاری در ارتباطات با شبکه، ذخیره انرژی شبکه یا مدیریت تقاضا نیاز دارند. در یک شبکه برق فاقد ذخیره سازی انرژی، تولیدی که به انرژی سوخت (زغال سنگ، زیست توده، گاز طبیعی، هسته ای) متکی است، باید برای تطابق با افزایش و کاهش تولید برق از منابع انرژی متغیر، افزایش یا کاهش یابد. در حالی که نیروگاه های برق آبی و گاز طبیعی را می توان به سرعت برای پیروی از بار مصرفی افزایش و کاهش داد اما در نیروگاه های زغال سنگ و هسته ای، زمان قابل توجهی برای پاسخ به بار نیاز دارند؛ بنابراین در شبکه ای که تأسیسات تولید برق با گاز طبیعی یا نیروگاه
برق آبی کمتری دارند، بیشتر به مدیریت تقاضا، ارتباطات با شبکه یا تلمبه ذخیره ای وابسته هستند. شرکت مشاوره فرانسوی "توسعه یول" (Yole Développement) تخمین زده بود که بازار «ذخیره سازی ثابت» تا سال ۲۰۲۳، به یک فرصت ۱۳٫۵ میلیارد دلاری تبدیل شود، در حالی که در سال ۲۰۱۵ کمتر از یک میلیارد دلار بود. مدیریت تقاضای مصرف و ذخیره سازی شبکه. در سمت تقاضا (مصرف کننده) نیز می توان برق را از شبکه ذخیره کرد. به عنوان مثال باتری وسیله نقلیه برقی در زمان شارژ، انرژی را برای آن وسیله نقلیه ذخیره می کند یا انرژی در ذخیره سازهای حرارتی برای گرمایش و سرمایش ساختمان ها ذخیره می شود. در حال حاضر این ذخیره سازی فقط برای انتقال مصرف به زمان کم پیک روز کار می کند و در عمل هیچ انرژی الکتریکی به شبکه برق بازگردانده نمی شود. نیاز به ذخیره سازی شبکه به منظور تأمین توان در اوقات اوج مصرف با قیمت گذاری پویا در سمت تقاضا، کاهش می یابد که یکی از مزایای کنتورهای هوشمند است. در سطح خانگی، مصرف کنندگان ممکن است زمان های کم هزینه تری را برای شستن و خشک کردن لباس ها، استفاده از ماشین ظرفشویی، دوش گرفتن و آشپزی انتخاب کنند. همچنین، کاربران تجاری و صن
عتی، با به تعویق انداختن برخی فرایندها به زمان های غیر اوج مصرف، از صرفه جویی در هزینه ها استفاده خواهند کرد. اثرات منطقه ای ناشی از عملکرد غیرقابل پیش بینی نیروی بادی، نیاز جدیدی را برای پاسخگویی تعاملی بار ایجاد کرده است که در آن تولیدکننده با مصرف کننده ارتباط برقرار می کند. از نظر تاریخی این موضوع تنها با همکاری مصرف کنندگان صنعتی بزرگ انجام می شد، اما اکنون می تواند به کل شبکه ها گسترش یابد. به عنوان مثال، چند پروژه در اروپا در مقیاس بزرگ، تغییرات در نیروی باد را به تغییر بار فریزرهای صنعتی مواد غذایی مرتبط می کند که تأثیر جزئی در تغییرات دمای آن ها دارد. اگر شبکه ارتباطی در مقیاس گسترده برقرار شود، تغییرات جزئی در دمای سیستم های گرمایش/سرمایش، به شکل فوری مصرف را در سراسر شبکه تغییر می دهد. گزارشی که در دسامبر ۲۰۱۳ توسط وزارت انرژی ایالات متحده منتشر شد، مزایای بالقوه ذخیره سازی انرژی و فن آوری های جانبی تقاضا در شبکه برق را بیشتر توضیح می دهد: «مدرن سازی سیستم الکتریکی به کشور کمک می کند تا با چالش های برآوردن نیازهای انرژی پیش بینی شده، از جمله با کاهش تغییرات آب و هوایی و با ادغام بیشتر انرژی از مناب
ع تجدیدپذیر و افزایش کارایی از فرآیندهای انرژی "تجدید ناپذیر"، مقابله کند. پیشرفت در شبکه برق باید از یک سیستم کارآمد و انعطاف پذیر در تحویل برق حمایت کند و ذخیره انرژی می تواند با بهبود عملکرد آن، نقش مهمی در رفع این چالش ها با افزایش قابلیت های شبکه، کاهش هزینه و بالا بردن قابلیت اطمینان و همچنین به تعویق انداختن و کاهش سرمایه گذاری های زیرساختی، ایفا کند. در نهایت، ذخیره سازی انرژی به دلیل توانایی آن در ارائه توان پشتیبان و همچنین خدمات تثبیت کننده شبکه، می تواند برای آمادگی اضطراری مفید باشد. این گزارش توسط یک گروه اصلی از توسعه دهندگان به نمایندگی از دفتر تحویل برق و قابلیت اطمینان انرژی، ARPA-E، دفتر بهره وری انرژی و انرژی های تجدیدپذیر، آزمایشگاه های ملی ساندیا و آزمایشگاه ملی شمال غرب اقیانوس آرام نوشته شده است که همگی درگیر توسعه ذخیره انرژی شبکه هستند. ذخیره انرژی برای کاربردهای شبکه. دارایی های مرتبط با ذخیره انرژی یک دارایی با ارزش برای شبکه برق است. آن ها می توانند مزایا و خدماتی مانند مدیریت بار، کیفیت برق و تغذیه بدون وقفه را برای افزایش کارایی و امنیت در عرضه برق، ارائه دهند. این امر با توجه ب
ه گذار انرژی و نیاز به یک سیستم انرژی کارآمدتر و پایدار بیشتر اهمیت می یابد. فن آوری های ذخیره سازی انرژی متعددی (نیروگاه تلمبه ذخیره ای، باتری الکتریکی، باتری جریان، ذخیره سازی انرژی چرخ طیار، ابرخازن و غیره) برای کاربردهای مقیاس شبکه مناسب هستند، با این حال ویژگی های آن ها متفاوت است. به عنوان مثال، یک نیروگاه تلمبه ذخیره ای به دلیل ظرفیت و توان زیاد، برای کاربردهای مدیریت بار مصرفی عمده مناسب است. با این حال، مکان مناسب برای احداث آن ها محدود است و در حفظ کیفیت توان تولیدی ضعیف هستند. از سوی دیگر، چرخ های طیار (فلایویل ها) و خازن ها در حفظ کیفیت توان بسیار مؤثر هستند اما فاقد ظرفیت ذخیره سازی برای استفاده در کاربردهای بزرگتر هستند. این محدودیت ها یک محدودیت طبیعی برای کاربردهای ذخیره سازی هستند. مطالعات متعددی مورد توجه قرار گرفته اند و مناسب بودن یا انتخاب بهینه ترین سیستم ذخیره انرژی برای کاربردهای خاص را بررسی کرده اند. تحقیقات منتشر شده شامل اطلاعات زیادی از آخرین پیشرفت ها و کاربردهای ذخیره سازی بر اساس پروژه های موجود و مقایسه آن ها است. مطالعات دیگری در ارزیابی ذخیره انرژی قدمی فراتر برداشته و آنها
را بر اساس تحلیل تصمیم گیری چند معیاره نسبت به هم رتبه بندی می کنند. مقاله دیگری یک طرح ارزیابی را از طریق بررسی و مدل سازی ذخیره سازی به عنوان مدارهای معادل پیشنهاد کرد. یک رویکرد شاخص نیز در چند مطالعه پیشنهاد شده که هنوز در مراحل اولیه است. به منظور افزایش پتانسیل اقتصادی سیستم های ذخیره سازی انرژی متصل به شبکه، بایستی سبدی با چندین سرویس مختلف برای یک یا چند کاربرد سیستم ذخیره سازی انرژی مورد توجه باشد. با انجام این کار، می توان چندین جریان درآمدی را با یک سیستم ذخیره سازی واحد به دست آورد و در نتیجه میزان به کارگیری را نیز افزایش داد. دو مثال در این خصوص، ترکیبی از پاسخ فرکانسی و خدمات ذخیره سازی مورد بررسی قرار گرفته است، در حالی که هموار سازی توان با پیک بار مصرفی همزمان در نظر گرفته شده است. روش ها. هوا. هوای فشرده. یکی از روش های ذخیره سازی انرژی شبکه، استفاده از برق در شرایط غیر پیک یا از منابع تجدیدپذیر برای فشرده سازی هوا است که معمولاً در یک معدن قدیمی یا برخی عوارض زمین شناسی دیگر ذخیره می شود. هنگامی که تقاضای برق زیاد است، هوای فشرده با استفاده از مقدار کمی سوخت گاز طبیعی گرم شده و سپس از طریق
توربو اکسپندرها برای تولید برق به کار گرفته می شود. بازدهی سیستم ذخیره سازی هوای فشرده، معمولاً حدود ۶۰ تا ۹۰ درصد است. هوای مایع. یکی دیگر از روش های ذخیره سازی برق، فشرده کردن و خنک کردن هوا برای تبدیل آن به هوای مایع است، که می توان آن را ذخیره کرد و در صورت نیاز برای چرخاندن توربین، تولید برق، با راندمان ذخیره سازی تا ۷۰٪ استفاده کرد. در شمال انگلستان یک نیروگاه تجاری با ذخیره سازی انرژی هوای مایع در حال ساخت است، که بهره برداری از آن در سال ۲۰۲۲ برنامه ریزی شده بود. ظرفیت ذخیره انرژی ۲۵۰ مگاوات ساعتی این نیروگاه تقریباً دو برابر ظرفیت بزرگ ترین باتری لیتیوم یونی موجود در جهان به نام هورنزدیل (Hornsdale Power Reserve) در استرالیای جنوبی خواهد بود. دی اکسید کربن فشرده. دی اکسید کربن را می توان برای ذخیره انرژی در مقیاس شبکه، فشرده کرد. این گاز به خوبی برای این نقش مناسب است، زیرا برخلاف هوا، در دمای محیط تبدیل به مایع می شود. دی اکسیر کربن مایع را می توان به طور نامحدود در سیلندرهای فشار بالا، ذخیره کرد تا در مواقع نیاز استفاده شود. حامی اصلی این فناوری، شرکت نوپای گنبد انرژی (Energy Dome) است که در سال ۲
۰۲۲ یک نیروگاه آزمایشی ۲٫۵ مگاوات/۴ مگاوات-ساعتی در ساردینیا ساخت. این شرکت ادعا می کند که راندمان رفت و برگشت، ۷۵ درصد و هزینه پیش بینی شده ۲۲۰ یورو در هر کیلووات-ساعت ظرفیت ذخیره سازی است که نصف باتری های لیتیوم یونی است. باتری ها. از همان روزهای اول استفاده از برق جریان مستقیم، ذخیره سازی با باتری استفاده می شد. در جاهایی که برق شبکه جریان متناوب (AC) به راحتی در دسترس نبود، نیروگاه های منفرد به منظور روشنایی که توسط توربین های بادی یا موتورهای احتراق داخلی کار می کردند، مصارف روشنایی و انرژی لازم را برای موتورهای کوچک فراهم می کردند. از سیستم باتری می شد برای باردهی، بدون روشن کردن موتور یا در زمان سکون هوا استفاده کرد. مجموعه ای از باتری های سرب اسیدی، در ظروف شیشه ای برای ذخیره انرژِی استفاده می شد. بازدهی فناوری ذخیره سازی باتری معمولاً بین ۸۰ تا بیش از ۹۰ درصد برای دستگاه های لیتیوم یونی جدید است. سیستم های باتری متصل به مبدل های بزرگ حالت جامد، برای تثبیت شبکه های توزیع برق استفاده شده است. برخی از باتری های شبکه برای هموارسازی برق تامین شده در خروجی منابع بادی یا خورشیدی یا برای جابجایی زمان تولید ب
ه ساعات دیگری از روز که نیروگاه تجدیدپذیر نمی تواند برق تولید کند، در نیروگاه های انرژی تجدیدپذیر قرار می گیرند. این سیستم های هیبریدی (تولید و ذخیره سازی) می توانند فشار وارد بر شبکه را هنگام اتصال منابع تجدیدپذیر کاهش دهند یا برای رسیدن به خودکفایی و کار به صورت «خارج از شبکه» استفاده شوند. برخلاف کاربری خودروهای الکتریکی، باتری های ذخیره سازی ثابت از دید وزن و فضا محدودیت ندارند. با این حال، با توجه به مقادیر زیاد انرژی و توان، هزینه ذخیره سازی به ازای واحد توان یا انرژی اهمیت پیدا می کند. معیارهای مربوط برای ارزیابی به یک فناوری برای ذخیره سازی در مقیاس شبکه، به جای وات-ساعت بر کیلوگرم (Wh/kg) (یا وات بر کیلوگرم W/kg) بر حسب هزینه و به صورت وات-ساعت بر دلار (یا وات بر دلار $/W) مورد توجه قرار می گیرد. ذخیره سازی الکتروشیمیایی در قالب شبکه، به لطف توسعه وسایل نقلیه الکتریکی امکان پذیر شده است که باعث کاهش سریع هزینه های تولید باتری های زیر ۳۰۰ دلار در کیلووات-ساعت شد. صنایع بزرگ قصد داشتند تا پایان سال ۲۰۲۰، با بهینه سازی زنجیره تولید به ۱۵۰ دلار در هر کیلووات ساعت برسند، اما در عمل به ۱۴۰ دلار در هر کیلوو
ات ساعت رسیدند. نرخ کاهش قیمت باتری به طور مداوم از بیشتر از اکثر تخمین ها بوده است و در سال ۲۰۲۱ به ۱۳۲ دلار در هر کیلووات ساعت رسید. این باتری ها متکی به فناوری لیتیوم یون هستند که هزینه و چگالی انرژی بالایی داشته و برای کاربری های نیازمند قابلیت جابجایی مناسب است. فن آوری های بهینه سازی شده برای شبکه باید بر هزینه کم در هر کیلووات ساعت تمرکز کنند. باتری های لیتیوم فسفات آهن، به دلیل هزینه کم، مقیاس و چگالی انرژی قابل قبول برای بسیاری از کاربردها، به طور فزاینده ای در وسایل نقلیه و ذخیره سازی شبکه استفاده می شوند. فن آوری های باتری مبتنی بر شبکه. باتری های سدیم جایگزین ارزان و پایداری برای لیتیوم هستند، زیرا سدیم بسیار فراوان تر و ارزان تر از لیتیوم است، اما در عین حال چگالی توان کمتری دارد. با این حال، آن ها هنوز در مراحل اولیه توسعه خود هستند. فن آوری های خودرو محور بر الکترودهای جامد تکیه دارند که دارای چگالی انرژی بالایی هستند اما نیاز به فرایند تولید گران قیمت تری دارند. الکترودهای مایع جایگزین ارزان تر ولی کم تراکم تر هستند زیرا نیازی به پردازش ندارند. باتری های نمک مذاب/فلز مایع. این باتری ها از دو آ
لیاژ فلز مذاب تشکیل شده اند که توسط یک الکترولیت از هم جدا شده اند. ساخت آنها ساده است اما برای نگهداری آلیاژها در حالت مایع به دمای چند صد درجه سانتیگراد نیاز دارند. این فناوری شامل باتری نمک مذاب (ZEBRA)، باتری های سدیم گوگرد و فلز مایع است. باتری های سدیم گوگرد برای ذخیره سازی شبکه ای در ژاپن و ایالات متحده استفاده می شود. الکترولیت از آلومینا بتا جامد تشکیل شده است. باتری فلزی مایع که توسط گروه پروفسور دونالد سادووی توسعه داده شد، از آلیاژهای مذاب منیزیم و آنتیموان در آن استفاده می شود که توسط یک نمک مذاب عایق الکتریکی جدا شده اند. این فن آوری توسط شرکت امبری (MIT Ambri) به بازار آورده شده است، که در حال حاضر قرارداد نصب اولین سیستم ۲۵۰ مگاوات ساعتی برای شرکت مرکز داده ترا اسکیل (TerraScale) در نزدیکی رنو، نوادا بسته شده است. باتری های جریانی. در باتری های جریان قابل شارژ، محلولی از یون های فلزات واسط در آب در دمای اتاق وجود دارد که انرژی را در آن ذخیره می کنند. باتری های جریان دارای مزایای هزینه سرمایه گذاری پایین برای زمان شارژ-دشارژ بیش از ۲–۴ ساعته و دوام چندین ساله هستند. باتری های جریانی از نظر بازد
ه تبدیل انرژی نسبت به باتری های لیتیوم یونی پایین تر هستند. باتری های جریان در حال حاضر برای ذخیره انرژی از منابع تجدیدپذیر مانند باد و خورشید استفاده می شوند. باتری های کاهش اکسایش وانادیوم از پیشرفته ترین نوع باتری های جریان از نظر فنی و تجاری هستند. در حال حاضر ده ها باتری وانادیومی در سایت های مختلف نصب شده اند، از جمله: مزرعه بادی هاکسلی هیل (استرالیا)، تپه های بادی توماری در هوکایدو (ژاپن) و همچنین در کاربردهای مزرعه های غیر بادی. ضمن این که قرار بود یک باتری جریان ۱۲ مگاوات ساعتی در مزرعه بادی Sorne Hill (ایرلند) نصب شود. این سیستم های ذخیره سازی برای هموارسازی نوسانات گذرای باد طراحی شده اند. مثال ها. یک سیستم در پورتوریکو با ظرفیت ۲۰ مگاوات به مدت ۱۵ دقیق فرکانس برق تولیدی در یک جزیره را تثبیت کرد. در یک مورد دیگر در سال ۲۰۰۳، یک بانک باتری نیکل کادمیوم با ظرفیت ۲۷ مگاوات در مدت ۱۵ دقیقه در فیربنکس آلاسکا، در انتهای یک خط انتقال برای تثبیت ولتاژ استفاده شد. در سال ۲۰۱۴، پروژه ذخیره انرژی تهاچاپی (Tehachapi) توسط شرکت ادیسون کالیفرنیای جنوبی راه اندازی شد. در سال ۲۰۱۶، یک باتری یون روی برای استفاده در
ذخیره سازی شبکه پیشنهاد شد. در سال ۲۰۱۷، کمیسیون خدمات عمومی کالیفرنیا، تعداد ۳۹۶ پشته باتری تسلا به اندازه یخچال را در پست میرا لوما در انتاریو، کالیفرنیا نصب کرد. هر پشته در دو ماژول هر کدام ۱۰ مگاوات (در مجموع ۲۰ مگاوات) مستقر شده بودند که هر کدام قادر به کار به مدت ۴ ساعت هستند، بنابراین ظرفیت آن به ۸۰ مگاوات ساعت می رسید. ظرفیت ذخیره سازی این آرایه قادر است برق ۱۵۰۰۰ خانه را برای بیش از چهار ساعت تأمین کند. بزرگ ترین باتری های ذخیره سازی شبکه ای در ایالات متحده شامل سیستم باتری ۳۱٫۵ مگاواتی در نیروگاه گرند ریج در ایلینوی و ۳۱٫۵ مگاواتی در بیچ ریج، ویرجینیای غربی است. در سال ۲۰۱۵، دو سیستم ذخیره سازی باتری در حال ساخت وجود داشت که شامل ۴۰۰ مگاوات ساعت (۱۰۰ مگاوات به مدت ۴ ساعت) می شد. پروژه ادیسون کالیفرنیای جنوبی و پروژه ۵۲ مگاوات ساعتی در کائوآی، هاوایی، خروجی یک مزرعه خورشیدی ۱۳ مگاواتی را به طور کامل به ساعات عصر جابجا می کند. دو باتری در فیربنکس، آلاسکا (۴۰ مگاوات به مدت ۷ دقیقه با استفاده از سلول های Ni-Cd) و در نوتریس، تگزاس (۳۶ مگاوات به مدت ۴۰ دقیقه با استفاده از باتری های سرب اسید) قرار دارند.
یک باتری ۱۳ مگاوات ساعتی ساخته شده از باتری های مستعمل خودروهای الکتریکی هوشمند دایملر در لونن آلمان ساخته شدکه عمر دوم آن ۱۰ سال خواهد بود. در سال ۲۰۱۵، یک سیستم ذخیره سازی باتری با ظرفیت ۲۲۱ مگاوات در ایالات متحده نصب شد که انتظار می رفت تا سال ۲۰۲۰، ظرفیت کل آن به ۱٫۷ گیگاوات برسد. در سال ۲۰۱۸، بریتانیا ۵۰ مگاوات باتری شبکه لیتیوم یون در هرتفوردشایر نصب کرد. در فوریه ۲۰۲۱، ساخت و ساز توسعه ذخیره سازی باتری ۵۰ مگاواتی در بورول، کمبریج شایر و یک سایت ۴۰ مگاواتی در بارنزلی، یورکشایر جنوبی آغاز شد. در نوامبر ۲۰۱۷، تسلا یک سیستم ۱۰۰ مگاواتی (۱۲۹ مگاوات ساعتی) در استرالیای جنوبی نصب کرد. اپراتور بازار انرژی استرالیا اظهار داشت که این سیستم در مقایسه با خدماتی که معمولاً توسط یک واحد تولید سنکرون معمولی ارائه می شود، هم سریع و هم دقیق است. وسایل نقلیه الکتریکی. شرکت هایی در حال تحقیق در مورد استفاده احتمالی از وسایل نقلیه برقی برای پاسخگویی به تقاضای مصرف در ساعات اوج هستند. یک وسیله نقلیه الکتریکی که پارک شده و متصل به سیستم تغذیه است، می تواند برق باتری خودرو را در زمان اوج بار بفروشد و در طول شب (در خانه) یا د
ر زمان کم بار شارژ شود. خودروهای پلاگین هیبریدی یا الکتریکی می توانند برای قابلیت های ذخیره سازی انرژی استفاده شوند. می توان از فناوری خودرو به شبکه استفاده کرد و هر وسیله نقلیه را به یک باتری با ظرفیت ۲۰ تا ۵۰ کیلووات ساعت به عنوان دستگاه متعادل کننده بار توزیع شده یا منبع برق اضطراری تبدیل کرد. این ظرفیت بیانگر نیازهای متوسط خانوار برای هر وسیله نقلیه در دو تا پنج روز بوده که معادل ۱۰ کیلووات ساعت در روز است. با فرض مصرف سالانه ۳۶۵۰ کیلووات ساعت، این مقدار انرژی معادل بین برای خودروهایی با مصرف است. برخی از شرکت های تولید برق قصد دارند از باتری های قدیمی خودرو برای ذخیره برق استفاده کنند. با این حال، یک عیب بزرگ استفاده از ذخیره سازی انرژی خودرو در شبکه، اعمال تنش به باتری خودرو در هر چرخه شارژ و دشارژ خواهد بود. با این حال، یک مطالعه همه جانبه نشان داده است که استفاده هوشمندانه در ذخیره سازی وسایل نقلیه، می تواند باعث بهبود طول عمر باتری ها شود. باتری های لیتیوم یون معمولی (بر پایه کبالت) بر اساس تعداد چرخه های ذخیره سازی خراب می شوند اما باتری های لیتیوم یونی جدیدتر، افت قابل توجهی ندارند و بنابراین عمر ط
ولانی تری دارند. یک رویکرد دیگر، استفاده مجدد از باتری های غیرقابل اعتماد خودرو در ذخیره سازی است، زیرا انتظار می رود بتوانند تا ده سال عملکرد قابل قبول داشته باشند. اگر چنین ذخیره سازی در مقیاس بزرگ انجام شود، تضمین تعویض باتری خودرو که در مواردی مانند تلفن همراه ضعیف است، بسیار آسان تر می شود چون باتری های قدیمی دارای ارزش و امکان استفاده فوری دارند. چرخ طیار (فلایویل). اینرسی مکانیکی اساس این روش ذخیره سازی است. هنگامی که نیروی الکتریکی به چنین دستگاهی جریان یابد، یک موتور الکتریکی یک دیسک چرخان سنگین را شتاب می دهد. هنگامی که جهت توان معکوس می شود، موتور به عنوان یک ژنراتور عمل کرده و باعث کاهش سرعت دیسک و در نتیجه تولید برق می شود؛ بنابراین برق به صورت انرژی جنبشی در دیسک ذخیره می شود. در این دستگاه مقدار اصطکاک باید به حداقل برسد تا زمان ذخیره سازی طولانی تر شود. این اغلب موضوع با قرار دادن فلایویل در خلاء و استفاده از یاتاقان های مغناطیسی قابل حصول است که البته این روش را گران می کند. سرعت بیشتر چرخ فلایویل، ظرفیت ذخیره سازی بیشتری را فراهم می کند اما به مواد مستحکمی مانند فولاد یا مواد کامپوزیت برای م
قاومت در برابر نیروهای گریز از مرکز نیاز دارد. با این حال، فناوری ذخیره سازی نیرو و انرژی که این روش را اقتصادی می کند، باعث می شود چرخ های فلایویل برای کاربرد عمومی تر در سیستم های قدرت نامناسب باشند. احتمال دارد این فن آوری برای کاربردهای تراز کردن بار در سیستم های برق راه آهن و برای بهبود کیفیت توان در سیستم های انرژی تجدیدپذیر مشابه سیستم ۲۰ مگاواتی در ایرلند، مناسب باشد.کاربردهایی که از ذخیره سازی چرخ طیار استفاده می کنند، آن هایی هستند که به توان بسیار بالا برای مدت های بسیار کوتاه نیاز دارند که نمونه آن توکامک و آزمایش های لیزری است که در آن یک موتور ژنراتور تا سرعت نامی می چرخد و تا حدودی در طول تخلیه کند می شود. ذخیره سازی فلایویل نیز در حال حاضر به شکل منبع تغذیه دوار دیزلی برای ارائه سیستم های منبع تغذیه بدون وقفه (مانند آنهایی که در مراکز داده بزرگ هستند) برای انتقال نیروی لازم در حین انتقال استفاده می شود. یعنی مدت زمان نسبتاً کوتاهی که بین قطع برق شبکه و گرم شدن یک منبع جایگزین مانند دیزل ژنراتور وجود دارد. این راه حل بالقوه توسط EDA در آزور، در جزایر گراتسیوسا و فلورس پیاده سازی شده است. این سی
ستم از یک فلایویل ۱۸ مگاوات ثانیه ای برای بهبود کیفیت توان و در نتیجه امکان افزایش مصرف انرژی تجدیدپذیر استفاده می کند. در توضیحات آن آمده است که این سیستم ها برای هموار کردن نوسانات گذرا طراحی شده اند و هرگز نمی توانند برای مقابله با خاموشی بیش از چند روز استفاده شوند. در استرالیا شرکت پاورکورپ در حال توسعه برنامه هایی با استفاده از توربین های بادی، فلایویل ها و دیزل های کم بار برای به حداکثر رساندن انرژی ورودی بادی به شبکه های کوچک است. سیستمی که در خلیج کورال، استرالیای غربی نصب شده است، از توربین های بادی همراه با سیستم کنترل مبتنی بر چرخ طیار و دیزل های کم بار استفاده می کند. فناوری چرخ طیار به توربین های بادی این امکان را می دهد تا ۹۵ درصد انرژی خلیج مرجانی را در برخی مواقع با نفوذ سالانه باد ۴۵ درصد تأمین کنند. هیدروژن. هیدروژن به عنوان یک ماده واسطه برای ذخیره انرژی الکتریکی در حال توسعه است. ابتدا هیدروژن تولید می شود، سپس فشرده یا مایع می شود و به صورت برودتی در دمای ۲۵۲٫۸۸۲- درجه سانتی گراد ذخیره می شود و در نهایت به انرژی الکتریکی یا گرما تبدیل می گردد. هیدروژن می تواند به عنوان سوخت برای تولید ان
رژی قابل حمل (مثلا در وسایل نقلیه) یا ثابت استفاده شود. در مقایسه با سیستم تلمبه ذخیره ای و باتری، هیدروژن این مزیت را دارد که یک سوخت با چگالی انرژی بالا است. هیدروژن سبز، حاصل از الکترولیز آب، از نظر هزینه های سرمایه ای برای ذخیره سازی انرژی تجدیدپذیر نسبت به تلمبه ذخیره ای یا باتری ها، در بلندمدت مقرون به صرفه تر است. هیدروژن را می توان با اصلاح گاز طبیعی با بخار یا با الکترولیز آب به هیدروژن و اکسیژن تولید کرد (به تولید هیدروژن مراجعه کنید). اصلاح گاز طبیعی دی اکسید کربن را به عنوان یک محصول جانبی تولید می کند. الکترولیز در دمای بالا و الکترولیز فشار بالا دو تکنیکی هستند که با استفاده از آنها می توان راندمان تولید هیدروژن را افزایش داد. سپس هیدروژن در یک موتور احتراق داخلی یا یک پیل سوختی به الکتریسیته تبدیل می شود. راندمان AC-to-AC ذخیره سازی هیدروژن در حدود ۲۰ تا ۴۵ درصد است که به همین دلیل محدودیت های اقتصادی تحمیل می کند. نسبت قیمت بین خرید و فروش برق باید حداقل متناسب با راندمان آن باشد تا سیستم اقتصادی باشد. پیل های سوختی هیدروژنی می توانند به اندازه کافی سریع، پاسخگوی نوسانات سریع تقاضا یا عرضه برق
باشند و فرکانس را تنظیم کنند. این که آیا هیدروژن می تواند از زیرساخت گاز طبیعی استفاده کند یا نه، به چگونگی زیرساخت شبکه، استانداردهای اتصالات و فشار ذخیره بستگی دارد. تجهیزات لازم برای ذخیره انرژی هیدروژن شامل یک کارخانه الکترولیز، کمپرسورها یا مایع سازهای هیدروژن و همچنین مخازن ذخیره سازی آن است. بیوهیدروژن فرآیندی برای تولید هیدروژن با استفاده از زیست توده می باشد که هنوز در حال بررسی است. گرما و توان ترکیبی میکرو (microCHP) می تواند از هیدروژن به عنوان سوخت استفاده کند. برخی از نیروگاه های هسته ای ممکن است بتوانند با تولید هیدروژن به یک فرایند همزیستی تبدیل شوند. دمای بالا (۹۵۰ تا ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد) راکتورهای نسل چهارم هسته ای که دارای سیستم خنک کاری با گاز هستند، پتانسیل الکترولیز هیدروژن از آب را با استفاده از گرمای انرژی هسته ای مانند چرخه گوگرد-ید دارند. پیش بینی می شود که اولین راکتورهای تجاری در سال ۲۰۳۰ به کار گرفته شوند. در سال ۲۰۰۷ یک برنامه آزمایشی با استفاده از توربین های بادی و ژنراتورهای هیدروژنی در مناطق دورافتاده رامیا، نیوفاندلند و لابرادور آغاز شد. هم چنین پروژه مشابهی از سال ۲۰۰۴ در ش
هر اوتسیرا، یک جزیره کوچک نروژی در جریان بوده است. ذخیره سازی زیرزمینی هیدروژن. ذخیره سازی زیرزمینی هیدروژن به ذخیره آن در حفره های زیرزمینی، گنبدهای نمکی و میدان ها نفت و گازی که تخلیه شده اند، مربوط است. تا کنون مقادیر زیادی هیدروژن به صورت گازی توسط صنایع شیمیایی امپریال (ICI) برای چندین سال بدون هیچ مشکلی در غارهای بزرگ ذخیره شده است. پروژه اروپایی هیوندر (Hyunder) در سال ۲۰۱۳ نشان داد که برای ذخیره انرژی باد و خورشید، به ۸۵ حفره نیاز است زیرا نمی توان آن را با سیستم های ذخیره سازی هوای فشرده و تلمبه ذخیره ای پوشش داد. برق به گاز. برق به گاز فناوری است که طی آن توان الکتریکی را به سوخت گاز تبدیل می کند. برای این منظور دو روش وجود دارد، روش اول استفاده از برق برای شکافت آب و تزریق هیدروژن حاصل از آن به شبکه گاز طبیعی است. دومین روش که کمتر کارآمد است، برای تبدیل دی اکسید کربن و آب به متان با استفاده از الکترولیز و واکنش ساباتیراستفاده می شود. انرژی الکتریکی اضافی یا توان خارج از ساعات اوج مصرف توسط ژنراتورهای بادی یا آرایه های خورشیدی برای متعادل کردن بار در شبکه انرژی استفاده می شود. سازنده پیل سوختی هیدر