Je! Ni aina gani tatu za uhifadhi wa nishati?

Hifadhi ya nishati ya mwili

Uhifadhi wa nishati ya mwili hutumia mali ya mwili ya jambo kufikia uhifadhi wa nishati na kutolewa. Kati yao, uhifadhi wa kusukuma ni njia ya kawaida na inayotumika sana. Inabadilisha nishati ya umeme kuwa nguvu ya mvuto na huihifadhi kwa kusukuma maji kutoka kwenye hifadhi ya chini hadi hifadhi ya juu wakati wa kipindi cha chini cha mzigo; Katika kipindi cha matumizi ya nguvu ya kilele, maji katika hifadhi ya juu hurejeshwa kwenye hifadhi ya chini ili kuendesha turbine ili kutoa umeme. Njia hii ina uwezo mkubwa wa kuhifadhi nishati na teknolojia ya kukomaa. Inaweza kuhifadhi na kusambaza kiasi kikubwa cha umeme kwa muda mrefu, na inachukua jukumu muhimu katika kanuni ya kilele cha gridi ya nguvu na kanuni za frequency. Walakini, ujenzi wake unahitaji hali maalum za kijiografia, kama vile eneo linalofaa la mwinuko na vyanzo vya kutosha vya maji, na kipindi cha ujenzi ni cha muda mrefu na gharama ya uwekezaji ya awali ni kubwa.

Mbali na uhifadhi wa kusukuma, pia kuna uhifadhi wa nishati ya hewa iliyoshinikizwa. Inatumia umeme kupita kiasi kushinikiza hewa na kuihifadhi katika nafasi maalum kama vile vyumba vya kuhifadhia chini ya gesi wakati matumizi ya umeme ni ya chini; Wakati matumizi ya umeme ni ya juu, hewa yenye shinikizo kubwa hutolewa ili kuendesha injini za gesi ili kutoa umeme. Hifadhi ya nishati ya hewa iliyoshinikwa pia ina kiwango kikubwa cha uhifadhi wa nishati na maisha ya mfumo mrefu, lakini pia inakabiliwa na shida kama vile mahitaji ya juu ya mapango ya kuhifadhi gesi na ufanisi wa ubadilishaji wa nishati ambao unahitaji kuboreshwa. Kwa kuongezea, uhifadhi wa nishati ya Flywheel hutumia kuruka kwa kasi kwa kasi ya kuhifadhi nishati ya kinetic. Kasi ya flywheel huongezeka wakati nishati ni pembejeo, na kasi hupungua wakati nishati ni pato la kuendesha gari ili kutoa umeme. Hifadhi ya Nishati ya Flywheel ina malipo ya haraka na kasi ya kutoa na wakati mfupi wa majibu. Inafaa kwa hafla ambazo zinahitaji malipo ya mara kwa mara na kusambaza, kama mifumo ya usambazaji wa umeme (UPS), lakini wakati wa kuhifadhi nishati ni mfupi na wiani wa nishati ni mdogo.

Uhifadhi wa nishati ya kemikali

Uhifadhi wa nishati ya kemikali hutegemea athari za kemikali kuhifadhi na kutolewa nishati. Betri za Lithium-ion ni moja wapo ya njia maarufu za uhifadhi wa nishati ya kemikali kwa sasa. Mchakato wa ioni za lithiamu zinazoingiliana na kuzidisha kati ya elektroni chanya na hasi hugundua uhifadhi na kutolewa kwa nishati ya umeme. Betri za Lithium-ion zina faida za wiani mkubwa wa nishati, kiwango cha chini cha kujiondoa, na maisha marefu ya huduma. Zinatumika sana katika magari ya umeme, vifaa vya elektroniki vya portable, na mifumo ya uhifadhi wa nishati iliyosambazwa. Walakini, gharama yake kubwa, na usambazaji usio sawa na hali ndogo ya rasilimali za lithiamu zinaweza kuweka vizuizi fulani kwa matumizi makubwa katika siku zijazo. Kuna pia changamoto za usalama, kama vile hatari ya moto na mlipuko unaosababishwa na kukimbia kwa mafuta.

Betri za asidi-asidi ni betri ya jadi ya kuhifadhi nishati ya kemikali na historia ndefu ya matumizi. Inatumia risasi na kusababisha dioksidi kama elektroni na suluhisho la asidi ya kiberiti kama elektroliti kuhifadhi na kutolewa nishati ya umeme kupitia athari za kemikali. Teknolojia ya betri ya lead-asidi ni kukomaa, bei ya chini, na ya kuaminika sana. Mara nyingi hutumiwa katika vifaa vya kuanzia vifaa vya umeme, vifaa vya chelezo, na hali zingine za uhifadhi wa nishati ambazo haziitaji wiani mkubwa wa nishati. Walakini, wiani wake wa chini wa nishati, maisha ya mzunguko mfupi, na uzito mkubwa hupunguza matumizi yake katika uwanja mwingine unaoibuka kwa kiwango fulani. Kwa kuongezea, teknolojia mpya za uhifadhi wa nishati ya kemikali kama betri za sodiamu-kiberiti na betri za mtiririko pia zinaendelea. Betri za sodiamu-kiberiti zina sifa za wiani mkubwa wa nishati na ufanisi mkubwa, lakini joto la kufanya kazi ni kubwa, na mahitaji ya ulinzi na usalama wa mfumo ni madhubuti; Betri za mtiririko huhifadhi nishati kupitia athari ya redox ya ions ya majimbo tofauti ya valence katika elektroni. Uwezo wake na nguvu zinaweza kubuniwa kwa uhuru, na mfumo ni rahisi sana, lakini gharama ya sasa ni kubwa na teknolojia bado inaboreshwa zaidi.

Uhifadhi wa nishati ya umeme

Uhifadhi wa nishati ya umeme ni pamoja na uhifadhi wa nishati ya Supercapacitor na uhifadhi wa nishati ya juu. Supercapacitors hutumia uwezo wa safu mbili au Faraday pseudocapacitance iliyoundwa kati ya elektroni na elektroni kuhifadhi malipo, na hivyo kutambua uhifadhi wa nishati. Inayo faida ya wiani mkubwa wa nguvu, malipo ya haraka sana na kasi ya kutoa, na maisha ya mzunguko mrefu. Inaweza kutoa au kuchukua kiasi kikubwa cha nishati ya umeme mara moja, na ina matarajio mazuri ya matumizi katika mfumo wa uokoaji wa nishati ya magari ya umeme na fidia ya nguvu ya mifumo ya nguvu. Walakini, wiani wa nishati ya supercapacitors ni chini, nishati iliyohifadhiwa ni mdogo, na gharama pia ni kubwa, ambayo hupunguza matumizi yake katika uwanja wa uhifadhi mkubwa na wa muda mrefu.

Uhifadhi wa nishati ya Superconducting hutumia sifa za upinzani wa sifuri za vifaa vya juu katika hali ya juu ya kuhifadhi nishati ya umeme kwa njia ya nishati ya shamba la sumaku. Mfumo wa uhifadhi wa nishati ya juu una kasi ya kukabiliana na haraka sana na inaweza kutambua malipo na kubadili kubadili ndani ya milliseconds, ambayo ni muhimu sana katika kuboresha utulivu na kuegemea kwa mfumo wa nguvu. Walakini, teknolojia ya uhifadhi wa nishati ya juu kwa sasa inakabiliwa na shida kama vile gharama kubwa ya vifaa vya juu, mifumo tata ya majokofu na matumizi ya nishati kubwa, ambayo inazuia sana matumizi yake makubwa ya kibiashara.

Aina hizi tatu za uhifadhi wa nishati zina faida zao wenyewe na zina jukumu lisiloweza kubadilishwa katika hali tofauti za matumizi ya nishati. Pamoja na maendeleo endelevu na uvumbuzi wa teknolojia, teknolojia ya uhifadhi wa nishati itaendelea kuboresha, inachangia ujenzi wa mfumo safi, mzuri na mzuri wa nishati, kukuza mchakato wa mabadiliko ya nishati ya ulimwengu, na kutupatia chaguo zaidi na uwezekano katika kujibu Changamoto za Nishati.