Akkumulátor, kondenzátor és szivattyús tározó: hogyan tárolnak energiát? A kW és kWh különbsége saját példával, valamint az ajánlatkérés fontos adatai.
Az energiatárolás lehetővé teszi, hogy az energiát más időpontban használjuk fel, mint amikor rendelkezésre áll. A jó tárolási megoldást a feladat dönti el: néhány pillanatnyi teljesítményingadozást kell áthidalni, több órás fogyasztást kell ellátni, vagy egy nagy energiarendszer működését kell segíteni?
Elektromos Energia Tárolásának Alapjai
A tárolás során az energia megőrizhető például kémiai, mechanikai vagy elektromos térhez kapcsolódó formában. Akkumulátorban elektrokémiai folyamat, szivattyús tározóban a víz helyzeti energiája, kondenzátorban elektromos tér teszi lehetővé a későbbi energiaátadást. Ezért pontatlan az az állítás, hogy minden esetben az elektromosságtól eltérő energiahordozóra kell áttérni.
A töltésnek, tárolásnak és kisütésnek veszteségei vannak. A tárolás nem termel többletenergiát: a rendszer a korábban felvett energiából tud később leadni. Az EIA műszaki ismertetője ezért külön kezeli a tárolóból kiadott és a működtetéséhez, feltöltéséhez szükséges energiát.
Tárolási módszerek és technológiák
- Akkumulátor: elektrokémiai energiatároló. Használják hordozható készülékekben, járművekben és villamos hálózatokhoz kapcsolódó rendszerekben is. A kémia, a teljesítmény és az üzemi körülmények szerint eltérő megoldásokat kell összehasonlítani.
- Kondenzátor és szuperkondenzátor: gyors energiafelvételre és -leadásra alkalmas. A nagy leadható teljesítmény nem azonos a nagy eltárolható energiamennyiséggel; az Eaton összehasonlító anyaga ezt a különbséget szemlélteti.
- Szivattyús energiatározó: feltöltéskor magasabb tározóba szivattyúzzák a vizet, energiaigény esetén pedig turbinán keresztül engedik vissza. Nagy rendszereknél alkalmazható, a helyszín és a létesítési feltételek meghatározók.
A Tárolás Jelentősége a Megújuló Energiában
Az elektromos energia tárolása különösen fontos szerepet játszik a megújuló energiaforrások, mint a nap- és szélenergia esetében. Ezek a források természettől függően változó energiatermelést biztosítanak, ami kihívást jelenthet az energiaellátás stabilitása szempontjából.
- Napenergia: a napelemek nappali termelése a besugárzástól függ. Felhős időben is hasznosíthatnak szórt sugárzást, ezért a rossz idő nem jelent automatikusan nulla termelést. A korábban eltárolt energia későbbi, például esti fogyasztást szolgálhat ki.
- Szélenergia: Hasonló a napenergiához, a szélenergia is időjárástól függ. A tárolási technológiák segítségével a szélenergia-generátorok által termelt energiát akkor is fel lehet használni, amikor nincs szél.
A tároló a termelés és fogyasztás időbeli eltérését kezelheti. A szükséges méretet ezért a használati adatokból célszerű meghatározni, nem pusztán a napelemek névleges teljesítményéből.
Kilowatt és kilowattóra: mindkettőt kérdezd meg
A kW teljesítményt jelöl: milyen ütemben adható le az energia. A kWh energiamennyiség: összesen mennyi energia áll rendelkezésre. Két azonos kWh-adatú tároló megengedett teljesítménye jelentősen eltérhet.
Saját, egyszerűsített példa: két rendszer egyaránt 4 kWh hasznos energiát tud a fogyasztókhoz eljuttatni. Az egyik legfeljebb 1 kW, a másik 4 kW folyamatos teljesítményt tud leadni. Állandó 1 kW terhelés mellett az ideális időszámítás mindkettőnél 4 óra. Egy 2 kW-os terhelést viszont az első rendszer nem tud a megadott folyamatos teljesítménnyel kiszolgálni, hiába van benne még energia. A másodiknál a számított idő 4/2 = 2 óra.
A példa hasznos, már a fogyasztóhoz eljuttatható energiával számol. Ha csak névleges kapacitást ismersz, a rendelkezésre álló tartomány, a veszteségek és a készülék működési korlátai miatt ebből még nem következik a valós üzemidő.
Mit tartalmazzon egy érdemi ajánlat?
- A tervezett cél: saját termelés későbbi felhasználása, teljesítménycsúcsok csökkentése vagy áramszüneti tartalék.
- Névleges és hasznos energiatárolási kapacitás, folyamatos és rövid idejű teljesítmény, valamint a hozzájuk tartozó feltételek.
- Mely fogyasztók működhetnek áramszünetkor, és milyen kialakítással valósul meg a tartaléküzem?
- Telepítési környezet, karbantartás, garanciális feltételek és a kapacitás megváltozásának kezelése.
- A gazdasági számítás saját használati adatai és tarifafeltételei, az általános megtérülési ígéret helyett.
A szükséges energia becsléséhez először a fogyasztókat és üzemidejüket írd össze. Ebben az áramfogyasztás-kalkulátor segíthet. A rendszer kiválasztásához az időbeli terhelést és a bekapcsolási igényeket is egyeztetni kell a tervezővel.
Források és további ellenőrzés
- U.S. EIA: energiatárolók, teljesítmény- és energiakapacitás – műszaki alapok
- U.S. EIA: a közvetlen és szórt napsugárzás hasznosítása
- Eaton: szuperkondenzátorok és akkumulátorok működésének összehasonlítása
Ez a cikk ismeretterjesztő céllal készült. A helyszíni adottságok eltérhetnek, ezért szerelés vagy átalakítás előtt kérj megfelelő szakembertől ellenőrzést.