تحقیق بررسی انواع ذخیره کننده ها در سیستم قدرت

توضیحات

عنوان: بررسی انواع ذخیره کننده ها در سیستم قدرت 

• مقدمه
• تعریف سیستم ذخیره ساز انرژی الکتریکی
• کاربردهای ذخیره سازهای انرژی
• بررسی انواع ذخیره سازها
• فناوری­های ذخیره ساز به روش الکتریکی
• ابرخازن
• ابر رساناها
• روش ذخیره سازی مکانیکی
• تلمبه ذخیره­ای
• ذخیره ساز هوای فشرده
• چرخ طیار
• روش ذخیره سازی حرارتی
• انرژی حرارتی دما بالا
• انرژی حرارتی محسوس
• انرژی حرارتی ناپیدا
• سیستم ذخیره سازی شیمیایی با ذخیره سازی داخلی
• سیستم ذخیره سازی هیدروژن
• سیستم برق به گاز
• باطری­های جریانی
• سیستم ذخیره سازی شیمیایی با ذخیره سازی خارجی
• باتری لیتیمیون
• باتری لیداسید
• باتری­های دما بالا(سولفورسدیم)
• ذخیره ساز هم زمان انرژی
• ذخیره ساز ترکیبی
• مقایسه بین کاربردهای مختلف ذخیره ساز
• ظرفیت نصب شده در جهان
• امکان سنجی استفاده از سیستم ذخیره سازی در ایران
• وضعیت فناوری­های ذخیره سازی انرژی
• هزینه­های ذخیره سازها
• معیارهای تعیین فناوری­های مناسب ذخیره ساز انرژی
• نتیجه گیری
• منابع

1-مقدمه

یکی از مسائلی که امروزه در سیستم های قدرت به ویژه شبکه قدرت ایران بسیار مورد توجه برنامه ریزان و بهره برداران سیستم قرار دارد، تغییرات زیاد و عدم یکنواخت بودن منحنی بار در ساعات مختلف شبانه روز است. این موضوع باعث شده است تا فقط در ساعات پیک بار از تمامی ظرفیت نصب شده تولید کشور استفاده شود و در ساعات کم باری و میان باری مقدار زیادی از ظرفیت نصب شده خارج از مدار باشد که این مطلب به معنای خواب سرمایه است. این مشکل، کمابیش در شبکه های قدرت دنیا که دارای منحنی های بار با تغییرات زیاد هستند مشاهده می شود. این موضوع محققان را بر آن داشته است تا با نگاهی به تجربیات بشر و پیش زمینه ذخیره سازی از دیرباز، در اندیشیه ذخیره کردن انرژی الکتریکی باشند. از آنجا که هزینه تولید برق و قیمت فروش آن در ساعات مختلف شبانه روز با توجه به راه افتادن بازار برق، تفاوت های چشمگیری دارد، بنابراین ایده ذخیره سازی برق در ساعات غیر پیک (برق ارزان)  و استفاده  از آن در ساعات پیک (برق گران) مطرح شد. سیستم های ذخیره ساز انرژی به عنوان یک راه حل برای چالش فوق از طریق تسهیل در افزایش نفوذ منابع انرژی تجدیدپذیر، تسیطح منحنی بار، کمک به کنترل فرکانس ، به تعویق انداختن توسعه خطوط انتقال، کاهش نوسانات ولتاژ، افزایش کیفیت توان و قابلیت اطمینان، می باشند. امروزه گسترش فناوری ذخیره سازی انرژی الکتریکی برای تولید توان در حالت اضطراری، جایگاه ویژه ای در سیستم قدرت پیدا کرده است. همچنین، از آنجایی که سیستم قدرت در حال تغییرات عمده است، ذخیره سازی انرژی در سیستم قدرت، یک انتخاب بسیار مهم برای تحت پوشش قرار دادن مسائلی از قبیل تجدید ساختار در بازار برق، وارد شدن منابع تجدیدپذیر و کمک رسانی به افزایش تولیدات پراکنده، بهبود کیفیت توان و کمک به عملکرد شبکه تحت قوانین مربوط به حفاظت از محیط زیست است. هدف از این تحقیق، بررسی انواع سیستم­های ذخیره ساز انرژی است که در ادامه به تفصیل به آنها می­پردازیم.

2-تعریف سیستم ذخیره ساز انرژی الکتریکی

بنابر تعریف، یک سیستم فیزیکی با قابلیت گرفتن انرژی برای توزیع و جایگزینی الکتریسیته در زمانهای بعد را یک منبع ذخیره ساز انرژی الکتریکی یا ESS^[1] می نامند.

3-کاربردهای ذخیره سازهای انرژی

ارزش فن آوری ذخیره سازی انرژی به خدماتی است که در مکان های مختلف سیستم انرژی ارایه می دهند. این تکنولوژی ها می توانند در سراسر شبکه برق ، در مجموعه های گرمایش و سرمایش و نیز سیستم های توزیع و کاربردهای خارج  از شبکه برق استفاده شوند. از این گذشته آنها می توانند خدمات پشتیبانی زیربنایی را در سراسر بخش های عرضه، انتقال و توزیع، و مصرف سیستم انرژی ارایه دهند. تکنولوژی­های ذخیره سازی انرژی الکتریکی در مقیاس بزرگ کاربردهای زیادی دارند. این کاربردها طیف وسیعی شامل کیفیت توان سریع برای بهبود قابلیت اطمینان تا کاربردهای مدیریت انرژی بلند مدت به منظور بهبود بهره وری را شامل می شوند.

در جدول (1) کاربرد فناوری های پیشرفته ذخیره ساز مانندCAES ، پمپ های آبی، چرخ لنگرها، باطری لید-اسید (Lead Acid  )، پیشرفته، NaS ، باطری Li-ion باطری­های جریانی به تفکیک ارائه شده است.

جدول1-کاربرد فناوری های پیشرفته به تفکیک

از ذخیره سازهای انرژی می­توان در یک ثانیه یا کمتر از آن، به منظور جبران فلیکر و تصحیح بالاآمدگی ولتاژ استفاده نمود. در ذخیره سازهای انرژی در رنج دقیقه از ذخیره گردان، تأمین توان بدون وقفه UPS[2] ، Black-Start[3]  و … استفاده می شود. ذخیره سازهای انرژی در رنج ساعت به منظور تسطیح بار، پیک زدایی، استفاده همراه با انرژیهای تجدیدپذیر (کارکرد جزیره ای) و … را شامل می شود.

اگر به درستی و به مدت طولانی از تکنولوژی ذخیره سازی انرژی، برای تأمین توان مورد نیاز استفاده شود؛ می توان از آنها برای تأمین برق شبکه در طول مدت خاموشی های بلندمدت، مانند هنگامیکه یک خط انتقال از مدار خارج شده یا یک واحد نیروگاه از دست می رود؛ استفاده کرد.

ذخیره سازهای انرژی، وقتی به درستی طراحی و اجرا شوند؛ می توانند برق مورد نیاز مشتری را بدون هرگونه نوسان یا قطعی تأمین کنند و همچنین، مشکلات کیفیت توان، مانند اضافه ولتاژ ناگهانی و هارمونیک را جبران کنند.

ازجمله تواناییهای ذخیره سازهای انرژی، طراحی آنها برای پشتیبانی خطوط انتقال و پایدار نگهداشتن شبکه های توزیع و قابلیت اطمینان شبکه می باشد. با یک بررسی اجمالی می توان دید که عدم وجود یک سیستم ذخیره کننده انرژی، هنگام ناپایداری شبکه قدرت و در نتیجه قطعی برق آن، تا چه حد می تواند هزینه بردار و مخرب باشد. به عنوان مثال، هزینه هر بار قطع شدن برق در یک کارخانه اتومبیل سازی، ماهانه 250 هزار دلار بوده و این ضرر تا زمانی که تعمیرات کلی در سطح کارخانه صورت نگیرد؛ ادامه خواهد داشت.

همانطورکه گفته شد، سیستمهای ذخیره سازی انرژی الکتریکی، می توانند برای پشتیبانی بار، تقویت فرکانس و ولتاژ، مدیریت پیک بار، ارتقاء کیفیت انرژی و پشتیبانی انرژیهای تجدیدپذیر، مورد استفاده قرار گیرند. سرمایه گذاری در بازار جهانی برای باتریها، در حدود 15 میلیارد دلار در سال تخمین زده می­شود. تجهیزات زیادی برای تولید باتریهای پیشرفته برای ذخیره سازی انرژی در آمریکای شمالی، اروپا و آسیا در حال نصب است و تمایل زیادی برای سیستمهای ذخیره سازی انرژی در دنیا به وجود آمده است و این موضوع، فقط مختص باتریها نیست؛ بلکه ذخیره سازی چرخ طیار (فلایویلها) با ظرفیت بالا را هم شامل می شوند.

کاربردهای کلیدی ذخیره سازها را به صورت زیر می توان دسته بندی نمود:

-ذخیره ساز فصلی (storage Seasonal)

توانایی ذخیره انرژی برای مدت زمان روز، هفته ، ماه برای جبران نقصیان در عرضه طولانی مدت برق و یا تغییر پذیری فصلی در سمت عرضه و تقاضا سیستم انرژی (به عنوان مثال ذخیره سازی گرما در تابستان برای استفاده در زمستان از طریق سیستم های ذخیره سازی انرژی حرارتی زیرزمینی).

1. Electric Storage System
2. Uninterruptible Power Supply
3. روشی است که از آن برای بهبود یافتن بخشی یا تمام سیستم انتقال که از مدار خارج شده و برق مورد نیاز شبکه را بدون نیاز به خطوط انتقالی خارجی تأمین می کند. (استفاده از ذخیره ساز به منظور تأمین توان)

توجه:

برای دانلود فایل کامل ورد لطفا اقدام به خرید نمایید.

لینک دانلود فایل بلافاصله پس از خرید بصورت اتوماتیک برای شما ایمیل می گردد.

سفارش تحقیق

به منظور سفارش تحقیق مرتبط با رشته تخصصی خود بر روی کلید زیر کلیک نمایید.

سفارش تحقیق