מערכות אחסון אנרגיה לסוללות (BESS) מחוללות מהפכה באופן שבו אנו צורכים אנרגיה, ומציעות הרבהoיתרונות הכוללים צריכת אנרגיה חכמה, הפחתת עלויות, חוסן, שימור משאבים ויעילות סביבתית.
BESS מגיע בגדלים שונים, החל מיחידות ביתיות קומפקטיות ועד למערכות בקנה מידה גדול המספקות שירותים ותעשיות ברחבי העולם.עם זאת, מערכות אלו שונות על סמך האלקטרוכימיה או טכנולוגיית הסוללה שהן משתמשות בהן.במאמר זה, נתעמק בסוגי הסוללות העיקריים של BESS וההזדמנויות שהם מציגים עבור פתרונות אחסון אנרגיה.
סוללות ליתיום-יון (li-ion)
לפי דו"ח לשנת 2020 של מינהל המידע האמריקאי לאנרגיה (EIA), למעלה מ-90% ממערכות אחסון אנרגיה בסוללות בקנה מידה גדול בארה"ב הסתמכו על סוללות ליתיום-יון.סטטיסטיקה גלובלית מהדהדת מגמה זו.סוג סוללה נטענת זה נמצא בכל מקום בכלי רכב חשמליים, מוצרי אלקטרוניקה ומכשירים ניידים כגון סמארטפונים, מחשבים ניידים, טאבלטים ומצלמות.סוללות ליתיום-יון כוללות כימיות שונות, כולל תחמוצת ליתיום קובלט, תחמוצת ליתיום מנגן, פוספט ליתיום ברזל, ותחמוצת קובלט ליתיום ניקל (NMC).
היתרונות של סוללות Li-ion הם רבים, מה שהופך אותם לטכנולוגיה מובילה באחסון אנרגיה.סוללות אלה הן קלות, קומפקטיות, מתהדרות בקיבולת גבוהה וצפיפות אנרגיה, דורשות תחזוקה מינימלית ומציגות תוחלת חיים ארוכה.יתר על כן, הם גובים במהירות ויש להם שיעורי פריקה עצמית נמוכים.עם זאת, החסרונות שלהם כוללים עלות גבוהה יחסית, דליקות ורגישות לטמפרטורות קיצוניות, טעינת יתר וחיזוק יתר.
סוללות עופרת (PBA)
סוללות עופרת מייצגות את אחת מטכנולוגיות הסוללה הוותיקות והחסכוניות ביותר הקיימות.הם מוצאים שימוש נרחב בכלי רכב, יישומים תעשייתיים ומערכות אחסון חשמל.יש לציין כי סוללות אלו ניתנות למחזור גבוה ומתפקדות ביעילות בסביבות גבוהות ונמוכות כאחד.סוללות עופרת (VRLA) המווסתת על ידי שסתום (VRLA), גרסה מודרנית, עולה על קודמיהם עם תוחלת חיים מורחבת, מוגברת קיבולת ותחזוקה מפושטת.עם זאת, טעינה איטית, משקל כבד וצפיפות אנרגיה נמוכה יותר הם המגבלות העיקריות של טכנולוגיה זו.
סוללות ניקל-קדמיום (NI-CD)
סוללות Ni-Cd היו בולטות באלקטרוניקה לבישה עד להופעת סוללות ה-Li-ion.סוללות אלה מציעות צדדיות עם תצורות רבות, כדאיות, קלות תחבורה ואחסון וחוסן לטמפרטורות נמוכות.אף על פי כן, הם מפגרים מאחורי המתחרים בצפיפות האנרגיה, שיעורי הפריקה העצמית ויכולת המיחזור.סוללות ניקל-מתכת הידריד (NI-MH), חולקות את הידרוקסיד תחמוצת ניקל (NIO (OH)) כרכיב עם טכנולוגיית NI-CD, מציעים תכונות מעולות כמו קיבולת מוגברת וצפיפות אנרגיה.
סוללות נתרן-סולפור (NA-S)
סוללות נתרן-גופרית משתמשות במלח מותך, מה שהופך אותן לטכנולוגיה חסכונית.סוללות אלו מצטיינות בצפיפות אנרגיה והספק, אריכות ימים ופעולה יציבה בתנאים קיצוניים.עם זאת, תחולתם מוגבלת בגלל הדרישה לטמפרטורות הפעלה גבוהות (לא פחות מ -300 ℃) ורגישות לקורוזיה.נתרן, מרכיב מכריע, מהווה חששות בטיחותיים מכיוון שהוא דליק מאוד ונפיץ.למרות אתגרים אלה, סוללות נתרן-גולף מוכיחות אידיאליות לאחסון אנרגיה עצמאי המשולב במקורות כוח מתחדשים.
זרימת סוללות
שונה מסוללות נטענות קונבנציונאליות המאחסנות אנרגיה בחומרי אלקטרודה מוצקים, סוללות זורמות אנרגיה ביתית בתמיסות אלקטרוליט נוזליות.הסוג הנפוץ ביותר הוא סוללת redox ונדיום (VRB), עם גרסאות אחרות כולל כימיות אבץ-ברומין, ברזל אבץ וכימיות ברזל-כרום.סוללות זרימה מציעות מערך יתרונות ייחודי, כולל תוחלת חיים ארוכה במיוחד (עד 30 שנה), מדרגיות גבוהה, זמני תגובה מהירים וסיכון שריפה נמוך בגלל האלקטרוליטים הבלתי ניתנים לדלקת שלהם.מאפיינים אלה הבטיחו סוללות זרימה נתח שוק משמעותי במערכות אחסון אנרגיה ברשת ורשת, במיוחד ביישומים גדולים.
בעזרת טכנולוגיות סוללות אלה, נוף האנרגיה משתנה, ומספק פתרונות מגוונים כדי לספק צרכים משתנים בין תעשיות ומגזרים.ככל שהטכנולוגיה ממשיכה להתפתח, תפקידן של מערכות אחסון אנרגיה בסוללות רק יהפוך מרכזי יותר בעיצוב עתיד האנרגיה שלנו.
זמן פרסום: 28 באוגוסט 2023