سیستم های ذخیره انرژی در یک پروژه انرژی زیست توده چگونه کار می کنند؟

سلام! من تأمین کننده سیستم های ذخیره انرژی هستم و امروز من در مورد نحوه عملکرد این سیستم ها در یک پروژه انرژی زیست توده گپ می زنم. انرژی زیست توده بسیار جالب است - همه چیز در مورد استفاده از مواد آلی مانند تراشه های چوبی ، زباله های کشاورزی و حتی محصولات انرژی اختصاصی برای تولید انرژی است. اما این مورد است: تولید انرژی زیست توده همیشه یک جریان ثابت نیست. این جایی است که سیستم های ذخیره انرژی وارد می شوند ، و آنها مانند قهرمانان غیرقانونی دنیای انرژی تجدید پذیر هستند.

اصول انرژی زیست توده

اول از همه ، بیایید به سرعت نحوه تولید انرژی زیست توده را طی کنیم. چند روش مختلف برای تبدیل زیست توده به انرژی قابل استفاده وجود دارد ، اما متداول ترین روش ها احتراق ، گاز زدایی و هضم بی هوازی است.

در احتراق ، زیست توده مستقیماً برای تولید گرما سوزانده می شود. از این گرما می توان برای گرم کردن ساختمانها ، تولید بخار یا توربین های برق برای تولید برق استفاده کرد. این یک فرآیند ساده است اما می تواند کمی کثیف باشد و همیشه کارآمدترین روش برای استفاده از زیست توده نیست.

گاز زدایی کمی بیشتر است - فناوری. در این فرایند ، زیست توده با مقدار محدود اکسیژن گرم می شود ، که آن را به گاز قابل احتراق به نام Syngas تبدیل می کند. از Syngas می توان برای تولید برق ، گرما یا حتی به عنوان جایگزینی برای گاز طبیعی در برخی از کاربردها استفاده کرد.

هضم بی هوازی یک فرآیند بیولوژیکی است که میکروارگانیسم ها در صورت عدم وجود اکسیژن زیست توده را تجزیه می کنند و بیوگاز تولید می کنند. بیوگاز عمدتاً از متان و دی اکسید کربن تشکیل شده است و می تواند برای گرمایش ، تولید برق یا به عنوان سوخت وسیله نقلیه استفاده شود.

مشکل همه این روش ها این است که تولید انرژی ثابت نیست. به عنوان مثال ، در یک نیروگاه زیست توده که از احتراق استفاده می کند ، میزان قدرت تولید شده بستگی به میزان سوختن زیست توده در هر زمان معین دارد. و اگر افت ناگهانی در تأمین زیست توده یا مسئله نگهداری وجود داشته باشد ، تولید برق می تواند به میزان قابل توجهی کاهش یابد. اینجاست که سیستم های ذخیره انرژی برای صرفه جویی در روز قدم می گذارند.

چگونه سیستم های ذخیره انرژی در آن جا می گیرند

سیستم های ذخیره انرژی در یک پروژه انرژی زیست توده مانند یک بافر عمل می کنند. آنها انرژی اضافی تولید شده در دوره های تولید بالا را ذخیره می کنند و در هنگام کاهش تولید یا تقاضا آن را آزاد می کنند. این امر به اطمینان از تأمین برق پایدار و قابل اطمینان تر کمک می کند.

انواع مختلفی از سیستم های ذخیره انرژی وجود دارد که می تواند در پروژه های انرژی زیست توده مورد استفاده قرار گیرد ، و من به برخی از متداول ترین روش ها می پردازم.

انباره باتری

ذخیره سازی باتری یکی از محبوب ترین گزینه ها برای ذخیره انرژی در پروژه های زیست توده است. باتری ها می توانند انرژی الکتریکی را مستقیماً ذخیره کرده و در صورت لزوم آن را آزاد کنند. نصب آنها نسبتاً آسان است و بسته به اندازه پروژه می توانند از بالا یا پایین مقیاس بندی شوند.

به عنوان مثال ،باتری ذخیره انرژی خانگییک گزینه عالی برای پروژه های زیست توده کوچکتر یا حتی برای کاربردهای مسکونی که از انرژی زیست توده استفاده می کنند. این باتری ها می توانند برق اضافی تولید شده توسط یک نیروگاه زیست توده در مقیاس کوچک را ذخیره کرده و از آن برای تأمین نیرو در خانه در طول شب یا هنگامی که کارخانه زیست توده با ظرفیت کامل کار نمی کند ، استفاده کند.

نحوه کار باتری بسیار ساده است. هنگامی که برق اضافی از تولید انرژی زیست توده وجود دارد ، از آن برای شارژ باتری ها استفاده می شود. برق به انرژی شیمیایی تبدیل می شود و در سلولهای باتری ذخیره می شود. سپس ، هنگامی که تقاضای برق زیاد است یا گیاه زیست توده برق کافی را تولید نمی کند ، باتری ها تخلیه می شوند و انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند.

ذخیره انرژی حرارتی

ذخیره انرژی حرارتی یکی دیگر از گزینه های مهم برای پروژه های انرژی زیست توده است. از آنجا که بسیاری از تولید انرژی زیست توده شامل تولید گرما است ، ذخیره انرژی حرارتی می تواند روشی بسیار کارآمد برای ذخیره و استفاده از این انرژی باشد.

انواع مختلفی از سیستم های ذخیره انرژی حرارتی وجود دارد ، اما یک روش متداول استفاده از مخزن ذخیره گرما است. گرمای بیش از حد ناشی از احتراق زیست توده یا فرآیند گازرسانی برای گرم کردن یک مایع مانند آب یا نمک مذاب استفاده می شود که سپس در مخزن ذخیره می شود. در صورت نیاز به گرما ، مایع گرم از طریق مبدل حرارتی برای انتقال گرما به کاربرد مورد نظر ، مانند گرم کردن ساختمان یا تولید بخار برای تولید برق پخش می شود.

ذخیره انرژی حرارتی بسیار عالی است زیرا می تواند مقادیر زیادی انرژی را برای مدت زمان طولانی ذخیره کند و می تواند در انواع برنامه ها استفاده شود. همچنین به بیشترین استفاده از گرمای تولید شده در فرآیند تولید انرژی زیست توده کمک می کند که در غیر این صورت هدر می رود.

ذخیره انرژی هوای فشرده شده (CAES)

ذخیره انرژی هوای فشرده در پروژه های انرژی زیست توده کمی کمتر است اما هنوز هم از پتانسیل برخوردار است. در یک سیستم CAES ، از برق اضافی نیروگاه زیست توده برای فشرده سازی هوا و ذخیره آن در یک غار زیرزمینی یا یک مخزن بزرگ فوقانی استفاده می شود.

در صورت نیاز به برق ، هوای فشرده شده آزاد و گرم می شود که هوا را گسترش می دهد و یک توربین را برای تولید برق هدایت می کند. سیستم های CAES می توانند مقدار زیادی انرژی را ذخیره کرده و طول عمر نسبتاً طولانی داشته باشند. با این حال ، آنها به یک مکان مناسب برای ذخیره هوای فشرده نیاز دارند که می تواند یک عامل محدود کننده در برخی مناطق باشد.

مزایای ذخیره انرژی در پروژه های زیست توده

استفاده از سیستم های ذخیره انرژی در پروژه های انرژی زیست توده مزایای مختلفی دارد.

اولا ، قابلیت اطمینان از تأمین انرژی را بهبود می بخشد. همانطور که قبلاً نیز اشاره کردم ، تولید انرژی زیست توده می تواند متغیر باشد ، اما با داشتن یک سیستم ذخیره انرژی ، توان تولید می تواند سازگارتر باشد. این امر به ویژه برای نیروگاه های زیست توده متصل به شبکه مهم است ، زیرا به حفظ ولتاژ و فرکانس شبکه پایدار کمک می کند.

ثانیا ، سیستم های ذخیره انرژی می توانند کارایی پروژه انرژی زیست توده را افزایش دهند. با ذخیره انرژی اضافی که در غیر این صورت هدر می رود ، مصرف انرژی کلی بهبود می یابد. به عنوان مثال ، در یک نیروگاه زیست توده با سیستم ذخیره انرژی حرارتی ، گرمایی که معمولاً در دوره های کم تقاضای کم از بین می رود ، می تواند بعداً ذخیره و مورد استفاده قرار گیرد و میزان زیست توده ای را که باید سوزانده شود ، کاهش می دهد.

فایده دیگر این است که سیستم های ذخیره انرژی می توانند به کاهش هزینه تولید انرژی کمک کنند. با ذخیره انرژی در ساعت های خاموش - اوج که هزینه تولید کمتر است و استفاده از آن در ساعات اوج که هزینه برق بیشتر است ، می توان هزینه کلی تولید برق را کاهش داد.

نمونه های واقعی - جهان

بیایید نگاهی به یک نمونه واقعی جهانی از نحوه استفاده از سیستم های ذخیره انرژی در یک پروژه انرژی زیست توده بپردازیم. یک نیروگاه زیست توده در مقیاس کوچک در یک منطقه روستایی وجود دارد که از تراشه های چوبی به عنوان سوخت آن استفاده می کند. نیروگاه دارای سیستم ذخیره سازی باتری است.

در طول روز ، هنگامی که کارخانه زیست توده با ظرفیت کامل کار می کند و تقاضای برق از جامعه محلی کم است ، از برق اضافی برای شارژ باتری استفاده می شود. در شب ، هنگامی که کارخانه زیست توده به دلیل کمبود تراشه چوب ، تولید خود را کاهش می دهد و تقاضای برق از جامعه زیاد است ، باتری ها تخلیه می شوند و برق اضافی مورد نیاز را تأمین می کنند. این امر به پایدار نگه داشتن منبع تغذیه در جامعه کمک کرده و همچنین نیاز به گیاه زیست توده را برای تنظیم مداوم سطح تولید آن کاهش داده است.

پایان

بنابراین ، در آنجا شما آن را دارید - چگونه سیستم های ذخیره انرژی در یک پروژه انرژی زیست توده کار می کنند. آنها نقش مهمی در ساخت انرژی زیست توده قابل اطمینان ، کارآمد و هزینه دارند. چه از طریق ذخیره باتری ، ذخیره انرژی حرارتی یا ذخیره انرژی هوا فشرده شده ، این سیستم ها به صاف کردن برآمدگی های تولید انرژی زیست توده کمک می کنند و از تأمین انرژی پایدار تر اطمینان حاصل می کنند.

اگر در یک پروژه انرژی زیست توده شرکت کرده اید یا به فکر شروع کار هستید ، دوست دارم در مورد اینکه چگونه سیستم های ذخیره انرژی ما می توانند در پروژه شما قرار بگیرند با شما گپ بزنم. خواه به یک مقیاس کوچک نیاز داشته باشیدباتری ذخیره انرژی خانگیبرای یک راه اندازی زیست توده مسکونی یا یک سیستم ذخیره انرژی حرارتی در مقیاس بزرگ برای یک نیروگاه تجاری زیست توده تجاری ، ما شما را تحت پوشش قرار داده ایم. فقط به این نتیجه برسید ، و ما می توانیم در مورد نیازهای خاص شما و اینکه چگونه می توانیم به شما کمک کنیم تا از پروژه انرژی زیست توده خود استفاده کنید ، گفتگو کنیم.

منابع

• اسمیت ، جی. (2020). انرژی زیست توده: اصول و برنامه ها. نیویورک: انتشارات دانشگاهی.
• Doe ، A. (2019). فن آوری های ذخیره انرژی برای سیستم های انرژی تجدید پذیر. لندن: ویلی.