АКУМУЛАТОРИ ЗА СЛЪНЧЕВА ЕНЕРГИЯ
Попитали Козма Прутков, кое е по - полезно – Слънцето или Луната.
– Луната, отговорил той. - Тя свети нощем, когато е тъмно, а Слънцето свети денем, когато и без това е светло.
Воден от тази логика, стигнах до извода, че акумулаторите са по – полезни от генераторите.
Най – голямото препятствие пред слънчевата и вятърната енергетика е непостоянството на източника. Повишаването на дела на ВЕИ над 20 % от мощността на енергийната система, създава проблеми и претоварва преносните мрежи. Повишава цената на електроенергията, поради необходимостта от поддържане на резервни мощности. За да разполагаме с нужната енергия по всяко време, са нужни акумулатори. Когато става въпрос за мегавати, реално се използват помпено – акумулиращи ВЕЦ ( ПАВЕЦ ). У нас има изградени три ПАВЕЦ: http://energy-review.bg/energy-statii.aspx?br=65&rub=645&id=130
Друг начин за акумулиране на големи количества енергия е чрез нагнетяване на сгъстен въздух в херметични подземни кухини. Първата такава станция, с мощност 290 MW е изградена в Германия през 1978 г. Кратък обзор има на адрес:
http://conf.uni-ruse.bg/bg/docs/cp12/4/4-19.pdf
При неголеми потребители е възможно акумулирането в маховици: http://www.membrana.ru/particle/3607
Маховиците са подходящи и за някои транспортни средства: http://www.membrana.ru/particle/3198
За поддържане на честотата на енергийната система при аварийни ситуации, в САЩ се използват супермаховици:
http://www.membrana.ru/particle/3111
За акумулиране на големи количества енергия, разпространените електрохимически акумулатори са неподходящи. От министерството на енергетиката на САЩ са пресметнали, че за да бъдат рентабилни акумулаторите, цената трябва да е под $100 /квтч акумулираща мощност. Освен това, трябва да издържат няколко хиляди цикъла зареждане / разреждане, без значително намаляване на капацитета. Да не се саморазреждат при продължително съхранение. Засега, към тези изисквания се приближават единствено проточните ( редокс ) акумулатори. Най – важната разлика при тях е в това, че енергията се съхранява в електролита, а не в електродите. Това предпазва електродите от деградиране и осигурява повече от 10000 цикъла. Имат два резервоара, в които са разтворени метални соли, като металните йони са в различни степени на окисление. Реакцията се извършва в отделна камера, преградена от мембрана, пропускаща само протони ( водородни ядра ). В зависимост от посоката на движение на протоните, се извършва зареждане или разреждане. В резултат на реакциите се образуват или разпадат молекули вода. Енергията се натрупва / отдава чрез промяна на степента на окисление на йоните. Електролитите нямат пряк контакт. Те се подават към камерата чрез помпи. При изключване на помпите, реакцията спира и енергията се съхранява неограничено време. От този тип акумулатори, най – добре проучени са ванадий / ванадий. Основни недостатъци са високата цена на ванадия и ниската енергийна плътност (квтч / кг), сравнима с тази на оловните акумулатори. Добро описание на редокс акумулаторите има на адрес: https://www.bsu.by/Cache/pdf/524693.pdf
В последно време, особено във връзка с електромобилите, активно се работи за усъвършенстване на редокс акумулаторите. Търси се замяна на скъпия ванадий и повишаване на енергийната плътност. Едно от решенията е замяната на ванадия с хинон. https://www.nkj.ru/news/23645/ (отдолу има препратка към източника на английски).
В швейцарската компания NanoFlowcell Holdings са разработили иновационен носител на заряда, bi-ION, който осигурява енергийна плътност 600 втч / л. и гарантира 10000 цикъла. Компанията NanoFlowcell използва по – проста конструкция, само с един поток и без мембрана. При разреждане, полисулфатите на лития поглъщат литиеви йони, а при зареждане, йоните се връщат обратно в органичния разтворител.
https://akkumulyatoravto.ru/vybor-akb/vidy/protochnye-akb.html ( за съжаление, в статията има малко принципни данни и много мечти ). Предполагам, че става преминаване от сулфат към сулфит и обратно.
В интересна разработка на германската компания EWE AG се предлага електролитите да се съхраняват в подземни кухини от солници. Самите електролити се състоят от солен разтвор и електроактивни полимери. Пускът на пълномащабна версия от 700 Мвтч е планиран за 2023 г. https://teknoblog.ru/2017/08/11/81124
Друга разработка на акумулатори със солена вода е на компанията Aquion Energy – хибридна йонна батерия (AHI). Серийното производство е започнало през 2014 г, продадени са акумулатори с общ капацитет над 33 Мвтч.
http://sunnik.com.ua/akkumulyatornye-batarei-na-solenoj-vode/ (има препратка към източника).
Накрая, още една интересна статия за „дишащ” акумулатор, с препратки към оригинала на английски и описание на процесите.
https://www.vesti.ru/doc.html?id=2942945
Когато посочените по – горе разработки бъдат успешно внедрени, въглищните електроцентрали ще останат в миналото, както парните локомотиви.
„ Луната, отговорил той. - Тя свети нощем, когато е тъмно, а Слънцето свети денем, когато и без това е светло.“
... Но единствения проблем е, че тези приятелчета имат и по-гениална:
„Главата на човека му е поставена най-отгоре, за да не ходи нагоре с краката.“
Ха-ха-ха-ха, ще падна от смех Козма Прутков, луната и акумулираната енергия дружно ще спасят света :)))