تعد إمكانية تخزين الكهرباء على نطاق صناعي مفيدة لجميع المشاركين في السوق: المصنعين والموردين والمستهلكين والمنظمين

أحدث تقرير تحليلي صادر عن المنظمات البحثية GTM Research ووكالة الفضاء الأوروبية في الولايات المتحدة. تشير مراقبة تخزين الطاقة إلى مستويات قياسية من الاستثمار في مشاريع تخزين الطاقة. وبلغ حجم الاستثمارات الجريئة وتمويل المشاريع في هذا القطاع في الربع الثالث من عام 2016 نحو 660 مليون دولار مع توقعات سنوية بـ 812 مليون دولار، ونرى ذلك في الدول المتقدمةتدخل تقنيات تخزين الطاقة مرحلة الاستخدام "ما قبل التجاري".

مشكلة في الحفظ

والفرق الرئيسي بين صناعة الطاقة الكهربائية وأي صناعة "مادية" أخرى هو استحالة تخزين البضائع التي تنتجها على نطاق صناعي. وفي كل وحدة زمنية، يجب أن تنتج هذه الصناعة نفس القدر من الكهرباء الذي يحتاجه المستهلك.

لتوفير هذه القدرة، يلزم وجود قدرة توليد احتياطية باهظة الثمن أو أنظمة طاقة معقدة موزعة جغرافيًا. من المستحيل أن يكون في نظام الطاقة فقط محطات الطاقة النووية (NPPs)، التي لا يمكنها التخلص من الحمل وزيادته بسرعة، أو مصادر الطاقة المتجددة فقط (RES) - الشمس والرياح، على سبيل المثال، قد لا تشرق أو تهب في اتجاهها. الوقت المناسب. ولذلك، يتم تنفيذ حصة كبيرة من التوليد باستخدام الموارد الأحفورية التقليدية (الفحم والغاز)، والتي توفر الموثوقية والقدرة اللازمة على المناورة.

يتم تحديد وضع التشغيل لأي نظام طاقة بشكل أساسي من خلال درجة الحمل عليه من المستهلكين. وكقاعدة عامة، ينخفض ​​استهلاك الكهرباء بشكل ملحوظ في الليل، وفي الصباح والمساء يتجاوز مستوى الاستهلاك أثناء النهار. وبشكل عام، بغض النظر عن الوقت من اليوم، فإن الحمل الكهربائي يتغير باستمرار. وتؤدي هذه التقلبات المستمرة إلى تعقيد مهمة الحفاظ على التوازن بين الإنتاج والاستهلاك وتؤدي إلى حقيقة أن قدرات التوليد تعمل في وضع دون المستوى الأمثل اقتصاديًا لجزء كبير من الوقت.

هناك ثلاثة أنواع تقليدية من محطات الطاقة: الطاقة النووية والحرارية (CHP) والطاقة الكهرومائية (HPP). ولأسباب تتعلق بالسلامة، لا تنظم محطات الطاقة النووية حمولتها. تعد محطات الطاقة الكهرومائية أكثر ملاءمة للعمل مع جدول أحمال غير متساوٍ، لكنها غير متوفرة في كل نظام طاقة، وإذا كانت موجودة، فهي ليست دائمًا بالكمية المطلوبة. وبالتالي فإن العبء الرئيسي لتغطية التفاوت في الاستهلاك اليومي للكهرباء يقع على عاتق محطات الطاقة الحرارية. وهذا بدوره يؤدي إلى تشغيلها بطريقة غير اقتصادية، ويزيد من استهلاك الوقود، ونتيجة لذلك، تكلفة الكهرباء للمستهلكين.

يمكن حل جميع المشاكل المذكورة أعلاه، بالإضافة إلى عدد من المشاكل الأخرى، باستخدام تقنيات تخزين الطاقة الصناعية.

آثار التراكم

1. التأثير على التوليد: سيسمح استخدام أجهزة التخزين بتحسين عملية إنتاج الكهرباء من خلال تسوية جدول الأحمال على معدات التوليد الأكثر تكلفة، بالإضافة إلى استبعاد التوليد الحراري الباهظ الثمن من دور المنظم. وهذا بدوره سيؤدي حتما إلى انخفاض استهلاك الوقود الهيدروكربوني، وزيادة معدل استخدام القدرات المركبة لمحطات الطاقة، وزيادة موثوقية إمدادات الطاقة وتقليل الحاجة إلى بناء قدرات جديدة.

2. تأثير ل التنظيم الحكومي: تتيح أجهزة التخزين إنشاء احتياطي للطاقة دون التشغيل المفرط لقدرات التوليد، وتحسين وضع تشغيل محطات الطاقة، وضمان المرور السلس للحد الأدنى من الأحمال الليلية والحد الأقصى خلال النهار.

3. التأثير على المستهلكين: تصبح الكهرباء أرخص، وتزداد موثوقية إمدادات الطاقة، ومن الممكن ضمان تشغيل المعدات الحيوية أثناء انقطاع التيار الكهربائي وإنشاء احتياطي في حالة وقوع حوادث.

4. التأثير على مجمع الشبكة الكهربائية: تعمل أجهزة التخزين على تقليل الحمل الأقصى على المحطات الفرعية الكهربائية وتكاليف تحديث البنية التحتية للشبكة، وتحسين جودة وموثوقية إمدادات الطاقة للمستهلكين.

تأثيرات إضافية

الآن أحد الاتجاهات الرئيسية في مجال الطاقة العالمية هو تطوير توليد الطاقة المتجددة. ومن بين البلدان التي تطور الطاقة الخضراء، فإن أبرز الأمثلة هي الدنمارك، التي تولد 140% من الطلب الوطني على الطاقة باستخدام مصادر الطاقة المتجددة، وألمانيا، حيث تمثل مصادر الطاقة المتجددة حوالي 50% من قدرة محطات الطاقة المركبة (94 من أصل 182 دولة). GW) وتستمر هذه الحصة في النمو بشكل مطرد. وفي أوقات معينة، يمكن لمصادر الطاقة المتجددة أن توفر بالفعل ما يصل إلى 100% من الطلب على الكهرباء. وفي الوقت نفسه، يجب على محطات الطاقة الحرارية والنووية أن تؤدي وظيفة احتياطية، لأن إنتاج توليد الطاقة المتجددة ليس ثابتًا. يمكن أن تكون أجهزة تخزين الكهرباء وسيلة لمواصلة التكامل الناجح لمصادر الطاقة المتجددة في أنظمة الطاقة في مختلف البلدان؛ فهي ستعمل على تخفيف التقلبات في إنتاج مصادر الطاقة المتجددة وتسوية جدول الأحمال.

الاتجاه الآخر هو تطوير الطاقة الموزعة. يرغب المستهلكون في تقليل تكاليفهم إلى الحد الأدنى وتركيب مصادر التوليد الخاصة بهم (على سبيل المثال، الألواح الشمسية أو مولدات الرياح). وفي البلدان التي تكون فيها حصة التوليد الموزع عالية، تنشأ مشكلة دمج هؤلاء المستهلكين في نظام السوق. حيث أن المستهلك نفسه يأخذ من مصدره القدر الذي يحتاجه من الكهرباء هذه اللحظةالوقت، قد يكون لديه فائض. يمكن حل مشكلة بيع هذا الفائض للشبكة بمساعدة محركات الأقراص. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدامها أيضًا لإنشاء احتياطيات فردية.

مسابقة التكنولوجيا

اليوم، يتم توفير 99٪ من التراكم الصناعي وتخزين الكهرباء (حوالي 132.2 جيجاوات) عن طريق محطات توليد الطاقة المخزنة بالضخ (PSPPs). وتمثل جميع تقنيات التخزين الأخرى 1%، وبشكل رئيسي تخزين الهواء المضغوط وبطاريات كبريتيد الصوديوم وبطاريات الليثيوم. أكثر أجهزة التخزين التي أثبتت جدواها هي محطات توليد الطاقة التخزينية التي يتم ضخها والأجهزة التي تعمل بتقنية الهواء المضغوط. التقنيات الأخرى لا تزال في طور التطوير.

ومع ذلك، في حين أن محطات توليد الطاقة وأجهزة التخزين التي يتم ضخها والتي تستخدم تقنيات الهواء المضغوط يمكنها تخزين كميات كبيرة بما يكفي من الكهرباء لعدة ساعات، إلا أنها محدودة للغاية من حيث توفير كميات كبيرة من الطاقة لدعم أو مواجهة التقلبات المختلفة قصيرة المدى.

أما بالنسبة للبطاريات، فإن تقديرات تكلفة التركيب الحالية تتراوح بين 200 دولار إلى 800 دولار لكل كيلوواط من القدرة المركبة. أقل التكاليف تتوافق مع بطاريات الرصاص الحمضية، لأنها في مرحلة أعلى من التطور التكنولوجي. يقع هذا النطاق عند الطرف الأدنى من نطاق تكلفة التخزين المضخوخ، ولكنه أقل بكثير من تقنيات التخزين المحتملة والجديدة الأخرى. ومع ذلك، فإن العيب الرئيسي لبطاريات الرصاص الحمضية والبطاريات الأخرى هو انخفاض متوسط ​​العمر المتوقع مقارنة بمحطات توليد الطاقة المخزنة بالضخ، والتي لها عمر تشغيلي أطول بكثير. يختلف عمر خدمة البطاريات بشكل كبير اعتمادًا على تكرار الاستخدام ومعدل التفريغ وعدد دورات التفريغ العميق.

هل تحتاج روسيا إلى تقنيات تخزين الطاقة؟

تم تصنيف تخزين الكهرباء من قبل معهد ماكينزي العالمي كواحد من 12 تقنية متقدمة ستتغير بشكل جذري الاقتصاد العالمي. وتشير تقديرات BCC Research إلى أن سوق جميع أنواع البطاريات القابلة لإعادة الشحن سوف ينمو بمعدل نمو سنوي مركب قدره 18.7% على مدى السنوات العشر المقبلة، من 637 مليون دولار في عام 2014 إلى 3.96 مليار دولار في عام 2025.

ومن المتوقع أن تزيد قدرة أجهزة تخزين الكهرباء في دول الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة والصين، وفقًا لسيناريوهات مختلفة لوكالة الطاقة الدولية، من مرتين إلى ثماني مرات بحلول عام 2050. وفي روسيا، من المتوقع بعد عام 2022، حدوث دورة استثمارية جديدة في قطاع الطاقة. ويقدر المجال المحتمل لمنشآت الطاقة الجديدة بما يتراوح بين 15 و30 جيجاوات. ويمكن أن تصل الاستثمارات إلى 500-700 مليار دولار بحلول عام 2035. وفي الوقت نفسه، سيتمكن جميع المشاركين في السوق تقريبًا من الاستفادة من استخدام أجهزة التخزين.

ويكيميديا ​​​​كومنز

ربما الأكثر الزي القديمتخزين الطاقة الحديثة المرتبطة بالشبكة. مبدأ التشغيل بسيط: يوجد خزانان للمياه، أحدهما أعلى من الآخر. عندما يكون الطلب على الكهرباء منخفضا، يمكن استخدام الطاقة لضخ المياه إلى الأعلى. خلال ساعات الذروة، تندفع المياه إلى الأسفل، مما يؤدي إلى تشغيل المولد المائي وتوليد الكهرباء. ويتم تطوير مشاريع مماثلة، على سبيل المثال، من قبل ألمانيا في مناجم الفحم المهجورة أو الحاويات الكروية في قاع المحيط.

هواء مضغوط

قوة الجنوب

بشكل عام، تشبه هذه الطريقة الطريقة السابقة، إلا أنه بدلاً من الماء، يتم ضخ الهواء إلى الخزانات. عند الضرورة، يتم إطلاق الهواء وتدوير التوربينات. هذه التكنولوجيا موجودة من الناحية النظرية منذ عدة عقود، ولكن من الناحية العملية، وبسبب تكلفتها العالية، لا يوجد سوى عدد قليل من أنظمة العمل وعدد قليل من أنظمة الاختبار. تقوم شركة Hydrostor الكندية بتطوير ضاغط كبير للحرارة في أونتاريو وأروبا.

ملح مذاب

سولار ريزيرف

يمكن استخدام الطاقة الشمسية لتسخين الملح إلى درجة الحرارة المطلوبة. يتم تحويل البخار الناتج على الفور إلى كهرباء بواسطة مولد، أو يتم تخزينه لعدة ساعات كملح منصهر، على سبيل المثال، لتدفئة المنازل في المساء. أحد هذه المشاريع هو مجمع محمد بن راشد آل مكتوم للطاقة الشمسية - في الإمارات العربية المتحدة. وفي مختبر Alphabet X، من الممكن استخدام الأملاح المنصهرة مع مضاد التجمد من أجل الحفاظ على الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح الزائدة. قامت شركة Georgia Tech مؤخرًا ببناء المزيد نظام فعالحيث يتم استبدال الملح بالمعدن السائل.

بطاريات التدفق

علماء CERN: "الكون لا ينبغي أن يوجد"

تتكون بطاريات تدفق الأكسدة والاختزال من خزانات ضخمة من الإلكتروليت التي يتم تمريرها عبر الأغشية وإنشاء شحنة كهربائية. عادة، يتم استخدام الفاناديوم كإلكتروليت، وكذلك محاليل الزنك والكلور أو المياه المالحة. فهي موثوقة، وسهلة الاستخدام، ولها عمر خدمة طويل. سيتم بناء أكبر بطارية تدفق في العالم في الكهوف في ألمانيا.

البطاريات التقليدية

أهداف التنمية المستدامة والتقييم

كالماك

في الليل، يتم تجميد المياه المخزنة في الخزانات، وفي النهار يذوب الجليد ويبرد المنازل المجاورة، مما يسمح لك بالتوفير في تكييف الهواء. تعتبر هذه التقنية جذابة للمناطق ذات المناخ الحار والليالي الباردة، مثل كاليفورنيا. في شهر مايو من هذا العام، قامت شركة NRG Energy بتسليم 1800 بطارية ثلج صناعية لشركة Southern California Edison.

حذافة فائقة

قوة المنارة

تم تصميم هذه التكنولوجيا لتخزين الطاقة الحركية. تعمل الكهرباء على تشغيل المحرك، الذي يقوم بتخزين الطاقة الدورانية في الأسطوانة. عند الحاجة، تتباطأ دولاب الموازنة. لا يتم استخدام الاختراع على نطاق واسع، على الرغم من أنه يمكن استخدامه لضمان إمدادات الطاقة غير المنقطعة.

الآن لم يعد بإمكاننا ذلكتخيل حياتك بدون كهرباء وتدفئة. كل ما لدينا الحياة اليوميةالمرتبطة باستخدام العديد من الأجهزة الكهربائية التي توفر لنا المستوى اللازم من الراحة. سنتحدث اليوم عن كيفية توفير الكهرباء في المنزل.

يوضح الرسم البياني الموجود على اليسار هيكل استهلاك الطاقة لأسرة مكونة من 3 أشخاص.

في كل عام، ترتفع تكاليف الكهرباء والتدفئة بسبب ارتفاع التعريفات وزيادة عدد الأجهزة الكهربائية المستخدمة. وبما أن احتياطيات الطاقة محدودة للغاية، فإن تكلفة الكهرباء تزيد سنويًا بنحو 15٪، وبالتالي تزيد أيضًا مدفوعاتنا مقابل الكهرباء.

ولذلك، أكثر وأكثر المزيد من الناسلقد بدأوا بالتفكير في كيفية توفير الكهرباء في المنزل.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن توفير الكهرباء سوف يقلل من الاستهلاك الموارد الطبيعيةوتقليل انبعاثات المواد الضارة في الغلاف الجوي، وبالتالي تقديم مساهمة مجدية في الحفاظ على أنهارنا وبحيراتنا وغاباتنا.
ومن خلال توفير 100 واط من الكهرباء، يمكننا توفير 48 كجم فحمأو 33 لتر زيت أو 35 م3 غاز طبيعي.

في المتوسط، تدفع عائلة مكونة من ثلاثة أفراد تعيش في شقة مساحتها 50 مترًا مربعًا حوالي 59% من إجمالي فواتير المرافق لموارد الطاقة، منها: 32% للتدفئة والمياه الساخنة، و15% للكهرباء، و12% للغاز. .

هذه النصائح مناسبة لأولئك الذين لديهم عدادات حرارة أو سخانات كهربائية.

1. عزل فتحات الأبواب والشبابيك بمادة عازلة خاصة.
بعد كل شيء، يحدث تسرب الحرارة الرئيسي من خلال النوافذ والأبواب.


2. قم بتركيب نوافذ جديدة موفرة للطاقة، ويفضل أن تكون ذات زجاج مزدوج.
إذا كان لديك شرفة أو لوجيا، فقم بتزجيجها أيضًا. وهذا هو الأكثر طريقة فعالةحفظ الحرارة في المنزل.


3. من الضروري تهوية الغرفة بشكل صحيح.


تهوية مع إيقاف التدفئة!
التهوية الكاملة لمدة دقيقتين كل 3-4 ساعات تحتفظ بحرارة أكبر بكثير من التهوية الجزئية الثابتة. في الشتاء، 2-3 دقائق من التهوية الكاملة كافية. في الربيع والخريف - ما يصل إلى 15 دقيقة.

4. لا تقم بتغطية البطاريات بالستائر أو الألواح والألواح المزخرفة.

1. التحقق من سلامة الأسلاك في المنزل.


سيؤدي ذلك إلى منع تسرب الكهرباء (يمكن أن تصل الخسائر إلى 30٪) ويقلل من خطر الانهيار الأجهزة المنزليةودائرة كهربائية قصيرة.

2. قم بإيقاف تشغيل الأجهزة الكهربائية الموجودة في وضع الاستعداد(وضع الاستعداد) - تلفزيون، ستيريو، مشغل DVD.


تعمل معظم الأجهزة بنشاط لعدة ساعات في اليوم، وبقية الوقت تكون في وضع الاستعداد، مما يهدر كمية كبيرة من الطاقة.

3. تنظيم الإضاءة المناسبة.


أ. حقق أقصى استفادة من الضوء الطبيعي (استخدم الستائر الفاتحة، والألوان الفاتحة على الجدران والأسقف، واغسل النوافذ كثيرًا، ولا تسبب فوضى في عتبات النوافذ.) وهذا سيجعل الغرفة أكثر إشراقًا.
ب. استخدم مبدأ إضاءة المناطق - من الضروري استخدام الإضاءة العامة والمحلية بشكل عقلاني. الإضاءة العامة مخصصة للإضاءة العامة للغرفة (الثريا). تسمح لك الإضاءة المحلية (المصابيح والشمعدانات) بإضاءة الزوايا المظلمة للغرفة.

يتيح لك الجمع بين الإضاءة المحلية والعامة (الإضاءة المدمجة) استخدام الضوء بشكل أكثر عقلانية - لإضاءة مساحة الغرفة التي نحتاجها فقط. نتيجة لتركيب الإضاءة المدمجة لغرفة بمساحة 18-20 م2، يتم توفير ما يصل إلى 200 كيلووات/ساعة.

4. استبدال المصابيح المتوهجة التقليدية بأخرى موفرة للطاقة.


إنها تستهلك كهرباء أقل عدة مرات وتستمر لفترة أطول عدة مرات.

5. أطفئ الإضاءة والأجهزة الكهربائية الأخرى التي لا تحتاجها في الوقت الحالي.


عند المغادرة، أطفئ الأضواء.

6. اغسل المصابيح والمظلات بشكل متكرر.

كيفية توفير الطاقة في المطبخ وعند تحضير الطعام

يعد الموقد الكهربائي من أكثر الأجهزة المنزلية استهلاكًا للطاقة، حيث يمثل أكثر من نصف إجمالي استهلاك الكهرباء. باتباع قواعد وتقنيات بسيطة عند الطهي، يمكنك توفير كمية كبيرة من الطاقة.

1. عند الطهي في قدر، تحتاج إلى تشغيل الموقد بكامل طاقته فقط حتى يغلي الماء. بمجرد غليان الماء، قم على الفور بتحويل تسخين الموقد إلى الحد الأدنى، وفي هذه الحالة سينخفض ​​استهلاك الطاقة بشكل حاد ولن يزيد وقت الطهي.

2. تأكد من تغطية المقلاة بإحكام بغطاء. عند الطهي في وعاء مفتوح، يزيد استهلاك الطاقة بمقدار 2.5 مرة. حتى لو كان الغطاء مفتوحاً قليلاً، فهذا يعادل عدم وجود غطاء على الإطلاق، لأن... يتم فقدان الحرارة مع البخار المتسرب.

3. استخدم أواني طهي ذات قطر سفلي يتناسب مع حجم الموقد. ويجب أن تكون أقطار قيعان المقالي أكبر من أو تساوي أقطار مواقد المواقد الكهربائية التي توضع عليها.

4. لا تسمح للماء بالغليان بعنف على موقد يعمل بكامل طاقته، لأن الغليان على موقد ساخن يكفي بطاقة أقل بكثير.

5. إذا قمت بإيقاف تشغيل الموقد الكهربائي في وقت مبكر قبل نهاية الطهي، فسوف توفر الكهرباء بسبب الحرارة المتبقية.

6. عند طهي الخضار، استخدمي كمية قليلة من الماء في المقالي.

7. اختاري أوعية ذات حجم مناسب لكمية الطعام التي تحتاجينها. إذا كنت بحاجة إلى طهي كمية صغيرة من الطعام، فمن الأفضل أن تفعل ذلك بكميات صغيرة. قدر على أصغر الموقد.

8. يجب أن تكون قاع القدور والمقالي ناعمة ونظيفة بحيث يكون هناك اتصال وثيق مع الشعلات. تتطلب الأطباق ذات القاع الملتوي أو التي تحتوي على رواسب الكربون كهرباء أكثر بنسبة 60%.

9. عند شراء أواني الطهي، اختاري المقالي والقدور ذات القاعدة السميكة والأغطية الزجاجية.

10. استخدمي طناجر الضغط. أنها توفر الكثير من الطاقة والوقت. يتم تقليل وقت الطهي فيها ثلاث مرات، وينخفض ​​استهلاك الطاقة إلى النصف. يتم تحقيق ذلك بسبب ضيق طناجر الضغط و نظام خاصالطهي - تصل درجة الحرارة داخل أواني الطهي إلى 120 درجة بسبب ضغط البخار الزائد.

11. أواني الطبخ المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ ذات القاعدة السميكة المصقولة تضمن الاتصال الجيد بالموقد وتوفر الطاقة. إن تجهيزات المطابخ المصنوعة من الألومنيوم والمينا والمطلية بالتفلون ليست اقتصادية.

12. حالة مواقد الموقد الكهربائي أهمية عظيمة. إذا احترق واحد أو اثنين من اللوالب في الموقد أو تضخم الموقد بسبب ارتفاع درجة الحرارة، فإن استهلاك الكهرباء يزيد بنسبة تصل إلى 50٪. يجب تغييره على وجه السرعة.

13. استخدم أجهزة تسخين كهربائية خاصة (المقالي، والأواني، والشوايات، وآلات صنع القهوة، وما إلى ذلك)، حيث تصبح الأطباق ألذ وأكثر جودة، وتنفق كهرباء أقل بكثير. استخدم غلاية كهربائية، والتي توفر الطاقة بحد ذاتها عن طريق إيقاف تشغيلها تلقائيًا عند غليان الماء فيها. قم بغلي كمية الماء المطلوبة فقط في المرة الواحدة.

14. يمكن أن تؤدي إزالة الحجم داخل الغلايات الكهربائية في الوقت المناسب إلى تقليل استهلاك الطاقة بشكل كبير.

15. استخدم الترمس أو الفخاريات للحفاظ على دفء الماء والطعام لفترات طويلة من الزمن.

16. لا تستخدم المواقد الكهربائية المشتعلة لتدفئة الغرفة، فهذا غير اقتصادي وغير فعال وخطير.

17. استخدم أفران الميكروويف لتسخين وطهي الطعام، فهي ستوفر لك الوقت والطاقة.

ما نقوم به عادة بشكل غير اقتصادي:
■ اختيار الأطباق الخاطئة - فقدان الطاقة 10% -15%
■ لا تغلق الأوعية بإحكام عند تحضير الطعام. - الخسائر 2% - 6%
■ نستخدم الكثير من المياه - الخسائر 5% - 9%
■ نستخدم أطباق لا تتناسب مع حجم الموقد - الخسائر 5% -10%
■ لا نستخدم الحرارة المتبقية - الفاقد 10% -15%

ولتعزيز المادة إليكم رسم بياني رائع من الشركة المتحدة للطاقة. الصورة قابلة للنقر.


باستخدام هذه نصائح بسيطةيمكنك تقليل تكاليف الطاقة بشكل كبير وتوفير المال.

دعونا نكرر القواعد الأساسية:










لتوفير الطاقة في شقتك، عليك أن تتعلم كيفية استخدامها بطريقة عقلانية. في الوقت نفسه، بالإضافة إلى التوفير الكبير في فواتير الطاقة، فإنك تقدم مساهمة مهمة جدًا في حل المشكلات العالمية مشاكل بيئية.

تستخدم المقالة مواد من مركز المعلومات والاستشارات لتوفير الطاقة (ICC).

وتتوقع وكالة الطاقة الدولية أن ترتفع الحصة العالمية للطاقة المتجددة في إجمالي إنتاج الطاقة إلى 28% بحلول عام 2021. وفي الوقت نفسه، سيتم تطوير التقنيات القادرة على حل المشكلة الرئيسية المتمثلة في الطاقة "الخضراء" - توليد الكهرباء بشكل غير متساو. الخبراء واثقون من أن صناعة تخزين الطاقة ستشهد نموًا سريعًا في المستقبل القريب.

إن محطة الطاقة الشمسية تعمل بفعالية فقط خلال ساعات النهار وفي سماء صافية، ولا تعمل توربينات الرياح إلا عندما تهب الرياح، ولابد من التعويض عن هذا الإخفاق في الإنتاج بطريقة أو بأخرى. على سبيل المثال، تجميع جزء من الطاقة المولدة باستخدام البطاريات الصناعية، واستهلاكها خلال فترات الاستهلاك المسائية والصباحية.

ستكون مرافق تخزين الطاقة مفيدة أيضًا في حالة وقوع حوادث في أنظمة الطاقة. وكما يشير مكسيم ريابتشيتسكي، رئيس مركز التدريب ABB في الاتحاد الروسي، فإن أحجام إنتاج الكهرباء واستهلاكها متوازنة اليوم ويتم تعديل محطات توليد الطاقة وفقًا لجدول المستهلك. ولكن في حالة حدوث انقطاع مفاجئ في نظام الطاقة، يمكن مقارنته من حيث الحجم بالنظام الروسي، سيتم إنقاذ الوضع بواسطة بطارية بسعة 10-20 ميجاوات، قادرة على تغطية عجز الطاقة لمدة 1.5-2 ساعة.

بدعم حكومي

وفقا لرئيس روسنانو أناتولي تشوبايس، فإن حصة مصادر الطاقة المتجددة في الحجم الكليوسوف يشكل توليد الكهرباء 40% من توازن الطاقة العالمي بحلول عام 2050، وسوف يصبح تخزين الكهرباء تكنولوجيا راسخة تجاريا، ونتيجة لذلك "سوف نصل إلى صناعة كهرباء مختلفة".

"إن صناعة الطاقة الكهربائية العالمية والروسية على بعد خطوة واحدة من تحويل المبدأ التكنولوجي الأساسي - وهو مطابقة مستوى التوليد والاستهلاك في وقت واحد. إن التكنولوجيا المتقدمة التي ستفصل بين التوليد والاستهلاك هي تخزين الطاقة. ستعمل هذه التقنية على تغيير نظام التوزيع بالكامل، ونسبة الكهرباء التقليدية والبديلة، وغير ذلك الكثير. ويعتقد تشوبايس أنه إذا أضفنا منطقًا جيدًا لتكنولوجيا المعلومات إلى تكنولوجيا تخزين الطاقة، فسيكون ذلك بلا شك ثورة.

هناك فهم للمشكلة و مستوى الدولة. في بداية هذا العام، أصدر نائب رئيس الوزراء أركادي دفوركوفيتش تعليماته إلى وزارة الطاقة وروسنانو بوضع المواصفات الفنية لإنشاء برنامج حكومي لدعم مجموعة تخزين الكهرباء الصناعية (تخزين الطاقة). كما اعتبر المشاركون في اللقاء مع نائب رئيس الوزراء أن تخزين الكهرباء الصناعي هو بداية طفرة ستؤثر على المزارع الكهربائية الصغيرة المعزولة ووسائل النقل.

يعتقد روسنانو أن دعم الدولة سيخلق مجموعة من اللاعبين الوطنيين في السوق. ومن المخطط تحفيز الطلب على أجهزة التخزين من خلال تعويض مخاطر المشاريع الاستثمارية وزيادة جاذبيتها الاستثمارية. وتشير الشركة إلى أن استخدام البطاريات الصناعية سيجعل من الممكن إنشاء أنظمة طاقة محلية فعالة من حيث التكلفة، وتخفيف ذروة الاستهلاك وإنشاء أسواق لتجارة الكهرباء للطاقة الموزعة.

الكيمياء الكهربائية والحياة

حاليًا، تم اختراع العديد من الطرق لتخزين الكهرباء على نطاق واسع، ولكن الأولوية تعطى لبناء بطاريات كهروكيميائية تقليدية بحجم منزل.

وتبلغ القدرة الإجمالية لمنشآت تخزين الطاقة الصناعية العاملة وتحت الإنشاء في العالم، بحسب شركة IHS الاستشارية، نحو 3 غيغاواط. ومع ذلك، فإن المحللين واثقون من أن صناعة تخزين الطاقة ستشهد نموا سريعا في المستقبل القريب.

المشاكل الرئيسية لأجهزة التخزين الصناعية التجريبية هي التكلفة العالية والسعة المنخفضة، ولا توجد تقنية مبررة اقتصاديًا لبناءها حتى الآن (تبرز هنا تقنية Tesla، التي تمت مناقشتها أدناه). وفقًا لمكسيم ريابتشيتسكي، فإن الأبحاث التي تم إجراؤها على مدار العشرين عامًا الماضية قد خلقت العديد من العينات (حتى الأكثر غرابة) لتخزين الطاقة، لكنها لم تتجاوز بعد التشغيل التجريبي، والبطاريات الحالية باهظة الثمن للغاية وذات كفاءة منخفضة . أي أن البطاريات لا تزال أغلى من محطات الطاقة الشمسية نفسها.

يتوقع مدير رابطة شركات الطاقة الشمسية أنطون أوساتشيف أنه مع تزايد حصة مصادر الطاقة المتجددة في ميزان الطاقة، ستنمو الحاجة إلى أنظمة تخزين الطاقة الواسعة؛ وسيكون الطلب الأكبر في البلدان التي تخطط للحصول على حصة من مصادر الطاقة المتجددة في توليد ما لا يقل عن 25-30٪.

عادة لا تزيد قوة حلول تخزين الطاقة المستخدمة في العالم اليوم عن 1-2 ميجاوات. وهكذا، أطلقت شركة إينيل الإيطالية في خريف عام 2015 في كاتانيا أول مخزن للكهرباء في محطة للطاقة الشمسية بقدرة 10 ميجاوات مع بطارية بقدرة 2 ميجاوات في الساعة وتخطط لإنشاء مزرعة رياح بقدرة 18 ميجاوات في جنوب إيطاليا ببطاريات ليثيوم أيون أيضًا. 2 ميجاوات ساعة.

ظهرت أكبر منشأة لتخزين الطاقة الصناعية في أوروبا في قرية فيلدهايم الألمانية. يُطلق على المؤسسة رسميًا اسم محطة الطاقة التنظيمية الإقليمية. والغرض من المحطة بقدرة 10 ميجاوات وبطارية بقدرة 10.8 ميجاوات في الساعة هو تجميع فائض الكهرباء المولدة من مصادر الطاقة المتجددة، وضمان استقرار شبكة الكهرباء، وتيسير التغييرات المؤقتة في التردد.

بدأ عدد من الشركات (RWE، Vionx، LG، SMA، Bosch، JLM Energy، Varta) بتزويد السوق بأنظمة تخزين الطاقة الصناعية والسكنية التي تعمل أيضًا على أنواع مختلفة من بطاريات الليثيوم أيون، وبشكل أساسي فوسفات حديد الليثيوم (LiFePO4). )، وكذلك بطاريات الفاناديوم. لقد تقدمت اليابان أكثر من غيرها في مجال تكنولوجيا البطاريات الساخنة. في هذا الصدد، من المستحيل ألا نلاحظ إنجازات Tesla، التي تتقدم على الباقي هنا، لأسباب ليس أقلها العلاقات العامة المختصة لمنتجاتها، والتصميم الممتاز، والحلول التكنولوجية المتقدمة والسعر "العدواني".

في العام الماضي، قدم Elon Musk مشروع Powerwall - وهو عبارة عن بطارية ليثيوم أيون مثبتة على الحائط للمنزل بسعة 10 كيلووات في الساعة (أي حوالي اثنتي عشرة بطاريات سيارة قياسية). البطارية كافية لتغطية متوسط ​​الاحتياجات اليومية من الكهرباء عائلة أمريكية. يكلف 3500 دولار. ومن المثير للاهتمام أن تطوير Tesla يسمح لك بتوسيع النظام حتى تسع وحدات عن طريق إضافة وحدات Powerwall إضافية إليه.

ومع ذلك، من المرجح أن تكون البطارية الصناعية حقًا بمثابة تطوير آخر لشركة Tesla - بطارية Powerpack. وهو مشابه في المظهر والحجم للثلاجة ولديه قدرة أكبر بعشر مرات من Powerwall - 100 كيلووات في الساعة، كما أن Powerpack عبارة عن وحدة نمطية أيضًا. ومن خلال إضافة مثل هذه الوحدات إلى وحدة التخزين، يمكنك زيادة سعة التخزين إلى ما لا نهاية تقريبًا. ووفقا لإيلون ماسك، هناك بالفعل شركات طاقة في الولايات المتحدة تعمل على أساس تقنية Powerpack وتتمتع بقدرة تخزينية تصل إلى 250 ميجاوات في الساعة.

وفقًا لحسابات شركة PwC، يمكن أن يكون تخزين وتوزيع الكهرباء عبر شبكة بقدرة 5 آلاف ميجاوات في الساعة مربحًا اقتصاديًا في الولايات المتحدة بتكلفة تشمل تركيب 350 دولارًا لكل 1 كيلووات في الساعة.السعر لكل نقطة قدرة عند استخدام وحدات Powerpack هو 250 دولارا.

اكتناز بديل

يمكن أن يكون البديل للبطاريات الصناعية الكهروكيميائية هو بناء منشآت الطاقة "الخضراء" بالقرب من محطات توليد الطاقة التي يتم ضخها، وهي محطات تخزين يتم ضخها والتي تخزن الطاقة على شكل مياه. الغرض الأصلي من محطات توليد الطاقة المخزنة بالضخ هو تسوية عدم تجانس جدول الأحمال الكهربائية اليومي. ومع تطور مصادر الطاقة المتجددة، ستتمكن محطات التخزين التي يتم ضخها من تحقيق التوازن في إنتاج الطاقة عن طريق محطات الطاقة الشمسية وتوربينات الرياح.

ووفقا لوزارة الطاقة الأمريكية، يوجد حاليا 292 نظام تخزين مضخوخ يعمل في العالم بقدرة إجمالية تبلغ 142 جيجاوات. وهناك 46 محطة أخرى قيد الإنشاء بقدرة إجمالية تبلغ 34 جيجاوات. وتبلغ كفاءة محطات الطاقة التخزينية الحديثة التي يتم ضخها 70-75%.

يقول فلاديمير كوريتاروف، الموظف في قسم الطاقة في مختبر أرجون الوطني (إلينوي): "من بين جميع تقنيات تخزين الطاقة، تعد أنظمة التخزين بالضخ هي البطاريات الأكثر موثوقية وثباتًا وقابلة للتطبيق تجاريًا". وفي رأيه أن 98% من منشآت تخزين الطاقة الموجودة في العالم هي محطات توليد طاقة مخزنة بالضخ. يقول كوريتاروف إن محطات توليد الطاقة المخزنة بالضخ أصبحت اليوم في دائرة الضوء مرة أخرى، لأسباب ليس أقلها الطفرة في مصادر الطاقة المتجددة.

في إسبانيا، على سبيل المثال، حيث يتم توليد حوالي 20% من الطاقة عن طريق الرياح، تمتلئ مرافق التخزين في محطة الطاقة الكهرومائية كورتيس لا مويلا بمزارع الرياح في الليالي العاصفة، وعندما تنحسر الرياح أو يزداد الطلب على الطاقة، فإن المياه من ويستخدم الخزان العلوي لتشغيل التوربينات وتوليد الطاقة. وهو أكبر مجمع من نوعه في أوروبا، بقدرة 1762 ميجاوات، وهو قادر على تزويد 500000 منزل بالطاقة.

وفي الولايات المتحدة، يوجد مشروع محطة توليد الطاقة المخزنة بالضخ JD Pool في ولاية واشنطن بقدرة 1200 ميجاوات في مرحلة التخطيط. وسيتم وضع زوج من الخزانات العلوية بين صفوف توربينات الرياح على هضبة كولومبيا. تبلغ القدرة الإجمالية لـ 47 محطة طاقة رياح تقع في ولايتي واشنطن وأوريجون على مقربة من موقع بناء محطة توليد الطاقة المخزنة بالضخ 4695 ميجاوات. وهذا يكفي ليس فقط لتزويد الشركات والأسر القريبة بالكهرباء، ولكن أيضًا لملء خزانات JD Pool بالمياه.

ولكن اليوم هناك بعض الصعوبات في الجمع بين محطات الطاقة الشمسية ومحطات توليد الطاقة المخزنة بالضخ. عادة، تقع محطات الطاقة الشمسية الكبيرة في المناطق الصحراوية الحارة حيث توجد مشاكل المياه. على الرغم من وجود آفاق عميقة تحت الأرض، يمكن حل هذه المشكلة. ولكن سيتعين ضخ الكثير من المياه من تحت الأرض، لأن محطة توليد الطاقة التي يتم ضخها للتخزين هي عبارة عن هيكل مهم لحجمه.

خيال بدون فرامل

عندما يكون هناك أمر وميزانية ضمنية، تبدأ أدمغة العلماء في العمل بشكل انتقامي. يجري البحث عن طرق لتخزين الطاقة بديلة للبطاريات الكيميائية في المختبرات في جميع أنحاء العالم، مما يؤدي في بعض الأحيان إلى ظهور مشاريع غريبة للغاية.

استثمرت وزارة الطاقة وتغير المناخ في المملكة المتحدة في تطوير منشأة لتخزين الطاقة تعمل بالهواء المسال. تم تسمية المنشأة باسم LAES وتنتج طاقة تبلغ 350 كيلووات في الساعة، وكانت اختباراتها ناجحة، ويتمتع المشروع بآفاق للتوسع.

التثبيت يعمل على النحو التالي. إذا كان هناك فائض من الكهرباء، يتم تسييل الهواء في حاوية ارتفاعها 12 م وقطرها 3 م، وعند الضرورة يتحول إلى تيار مرة أخرى.

وفي منطقة تيهاتشابي (كاليفورنيا، الولايات المتحدة الأمريكية)، يوجد جهاز تخزين تجريبي آخر غير عادي يقوم بتخزين الطاقة باستخدام الجاذبية. يطلق عليه اسم ARES ويشبه سكة حديد للأطفال (يبلغ قياسها 381 ملم فقط). عندما تهب الرياح، تتحرك المقطورة، التي يقودها محرك كهربائي، على طول الفرع صعودًا، وتراكم الطاقة، وعندما تهدأ، يتدحرج الجهاز إلى الأسفل. وفي هذه اللحظة، يعمل محركها كمولد، ويزود الشبكة بالطاقة.

تقع الشريحة بجوار حديقة توربينات الرياح. وزن العربة التجريبية 5670 كجم. ومن مميزات المشروع انخفاض التكلفة دورة الحياةمقارنة بالبطاريات. وفي نفس الوقت تصل كفاءة النظام إلى 86%.

في المستقبل، في ولاية نيفادا المجاورة، حيث من المستحيل بناء نفس محطة توليد الطاقة المخزنة بالضخ، بسبب نقص المياه، من المخطط بناء نظام بحجم طاقة مخزنة يبلغ 12.5 ميجاوات في الساعة. وسيكون هذا نظامًا فرديًا طريق بطول 8 كم وانحدار 6.6 درجة. ستتحرك على طوله 17 أداة توصيل: قاطرتان تزن كل منهما 220 طنًا وسيارتين بكتل خرسانية تزن كل منهما 150 طنًا.

المصادر: إيتار تاس، صحيفة كوميرسانت، مواقع Renewenergyworld.com، digitalsubstation.ru،tesla.com/powerwall, مرونة.org, Alternativenergy.ru

1. إطفاء الأضواء عند الانتقال من غرفة إلى أخرى. قم بتثبيت أجهزة استشعار الحركة الحرارية التي ستطفئ الأضواء لك.
2. استخدم الإضاءة المحلية: الإضاءة الخلفية ومصابيح الأرضية والشمعدانات. على سبيل المثال، من أجل عدم تشغيل مصادر الإضاءة الرئيسية في كل مرة، من الأفضل تثبيت شريط إضاءة LED في الغرفة.
3. تذكر أن النظافة هي مفتاح الادخار. النوافذ المتسخة وأغطية المصابيح المتربة تقلل من مستوى الإضاءة في الغرفة بنسبة تصل إلى 35%.
4. عند إجراء الإصلاحات، ضع في اعتبارك أن الجدران الخفيفة ستعكس ما يصل إلى 80٪ من تدفق الضوء، والظلام - حوالي 12٪ فقط.
5. استبدال المصابيح المتوهجة بأخرى موفرة للطاقة ومصابيح LED. سيؤدي استبدال مصباح واحد فقط إلى توفير حوالي 1000 روبل سنويًا.

لنأخذ موسكو، على سبيل المثال. 1 كيلوواط ساعة في التكاليف الرأسمالية تعريفات الكهرباء للسكان والفئات المماثلة من المستهلكين في إقليم موسكو، باستثناء منطقتي ترويتسكي ونوفوموسكوفسكي الإداريتين 5.38 روبل. لنتخيل أنه في ثلاث شقق، يتم إضاءة ثلاث مصابيح كهربائية لمدة ثماني ساعات يوميًا: مصابيح LED، وموفرة للطاقة، ومصابيح متوهجة. للحصول على صورة أكثر موضوعية، سنختار مصابيح ذات قوة توفر نفس مستوى الإضاءة تقريبًا. وهذا ما حصلنا عليه.

نوع المصباح	قاد	توفير الطاقة	ساطع
استهلاك الطاقة، كيلوواط	0,013	0,025	0,1
عمر المصباح، ساعات	50 000	8 000	1 000
تكلفة المصباح، فرك.	248	200	11
التكلفة لكل ساعة تشغيل تكلفة ساعة التشغيل = التعرفة × الطاقة + تكلفة المصباح ⁄ الموارد، فرك.	0,0749	0,1595	0,549
الادخار بالساعة التوفير في الساعة = تكلفة تشغيل المصباح المتوهج − تكلفة تشغيل مصباح مماثل، فرك.	0,4741	0,3895	-
فترة الاسترداد فترة الاسترداد بالساعات = (تكلفة المصباح − تكلفة المصباح المتوهج) ⁄ التوفير في الساعة، يشاهد	499,89	485,24	-
فترة الاسترداد فترة الاسترداد بالأيام = فترة الاسترداد بالساعات ⁄ 8، أيام	62,49	60,65	-
الادخار السنوي التوفير السنوي = (8 × 365 - فترة الاسترداد بالساعات) × التوفير بالساعة، فرك.	1147,37	948,34	-

اتضح أنه خلال شهرين، سيسمح لك مصباح واحد موفر للطاقة بتوفير 40 كوبيل كل ساعة، وستوفر 10 مصابيح كهربائية 4 روبل.

استخدام الأجهزة الكهربائية بشكل صحيح

1. إذا لم يكن هناك خيار التعريفتين، قم بإيقاف تشغيل جميع الأجهزة الكهربائية غير الضرورية في الليل، و جهاز شحن- بعد إعادة شحن الجهاز بالكامل.
2. يجب إزالة الجليد من الثلاجة بانتظام إذا لم يكن بها نظام خاص لمنع الصقيع. تأكد من وضع الجهاز بعيدًا قدر الإمكان عن أجهزة التدفئة ومن توفير التهوية الطبيعية للجدار الخلفي. ضع فيه الأطباق المبردة فقط!
3. راقب أداء مواقد الموقد الكهربائي وضع عليها فقط الأطباق ذات الحجم المناسب ذات القاع المسطح.
4. قم بتغطية القدور والمقالي بالأغطية: فهي تقلل من فقدان الحرارة بمقدار ثلاث مرات تقريبًا.
5. حاول عدم التحميل الزائد على الغسالة (التحميل الزائد يزيد من استهلاك الكهرباء بنسبة تصل إلى 10%) واستخدم إعداد درجة الحرارة المتوسطة. الغسيل عند 30 درجة يستهلك طاقة أقل بنسبة 35% من الغسيل عند 40 درجة.
6. استخدم غلاية كهربائية بدلًا من الموقد الكهربائي لتسخين المياه. سيكون هذا أكثر اقتصادا بكثير. قم بغلي كمية السائل المطلوبة في الوقت الحالي فقط.
7. قم بتنظيف مراوح ومرشحات مكيف الهواء بانتظام.
8. الأشياء التي تتطلب منخفضة نظام درجة الحرارةبعد إطفاء المكواة.
9. لا تترك المعدات، بما في ذلك أجهزة الميكروويف وأجهزة التلفزيون وأجهزة الكمبيوتر والماسحات الضوئية والطابعات وأجهزة المودم، في وضع الاستعداد. وهذا سيوفر أكثر من 200 كيلوواط سنويا.
10. استخدام المنافذ الكهربائية مع جهاز توقيت.

شراء الأجهزة المنزلية الموفرة للطاقة

1. يتم تمييز جميع الأجهزة الكهربائية بالأحرف اللاتينية من A+++ إلى G. اختر المعدات ذات فئة متدنيةاستهلاك الطاقة، ملحوظ A وB.
2. شراء الأجهزة التي تستخدم أحدث التقنياتتوفير الطاقة. على سبيل المثال، أصبحت مواقد الحث شائعة بشكل متزايد، حيث تقوم بتسخين الجزء السفلي من أواني الطهي فقط ولا تهدر الطاقة. كفاءة هذه المواقد تصل إلى 95٪!

تثبيت عداد التعريفتين

1. يتيح لك عداد التعريفتين الادخار في الليل. هذه العدادات مفيدة لأولئك الذين يمكنهم استخدام الأجهزة المنزلية كثيفة الاستهلاك للطاقة: غسالة الصحون والغسالة وآلة الخبز - من 23.00 إلى 7.00. في المتوسط، العداد يدفع ثمنه في السنة.

لا تضيعوا الحرارة الخاصة بك

1. بدلاً من استخدام المدفأة التقليدية، استخدم مكيف الهواء المضبوط على وضع التدفئة. إذا سمحت الشركة المصنعة بذلك بالطبع. لا يمكن استخدام العديد من مكيفات الهواء في درجات حرارة تحت الصفر.
2. يعد سخان الأشعة تحت الحمراء أكثر اقتصادا بنسبة 30-80٪ من غيره.
3. إذا كان منزلك يحتوي على مشعات كهربائية، فحاول الحفاظ عليها نظيفة حتى لا يمتص الغبار بعضًا من الحرارة ولا تضطر إلى ارتفاع درجة الحرارة.
4. عند استخدام سخان الماء، قم بخفض درجة حرارة تسخين الماء.
5. استبدل سخان المياه المخزن بسخان التدفق. بهذه الطريقة لن تهدر الكهرباء باستمرار مع الحفاظ على درجة حرارة معينة للمياه.
6. تسخين الماء فقط عند الضرورة. افصلي الغلاية عن الكهرباء عند مغادرة المنزل وفي الليل.
7. قم بتنظيف سخان الماء منه مرة كل ثلاثة أشهر، مما يزيد من استهلاك الطاقة بنسبة 15-20%.
   • افصل الجهاز عن الشبكة وأوقف إمداد المياه.
   • استنزاف تماما.
   • قم بإزالة غطاء الغلاية، وافصل الأسلاك بعناية، ثم قم بفك منظم الحرارة.
   • قم بفك الصواميل التي تحمل الشفة. ادفع الحافة لأعلى، وقم بتدويرها واسحبها للخارج.
   • يمكنك الآن تنظيف عنصر التسخين باستخدام فرشاة سلكية. سيساعد أيضًا محلول حمض الأسيتيك والماء الساخن (1:5) على التخلص من البلاك. ما عليك سوى وضع عنصر التسخين فيه لمدة 30 دقيقة وتأكد من عدم ملامسة المطاط الختم للحمض.