Bagaimana cara menghemat energi listrik. Efisiensi energi dan penyimpanan energi

13.10.2023

Perkembangan terkini di bidang produksi dan penyimpanan energi listrik alternatif cukup nyata, bahkan dalam beberapa hal mampu bersaing dengan sumber listrik tradisional (,). Dengan bantuan sumber energi terbarukan (alternatif), emisi berbahaya dari pembangkit listrik tenaga panas dapat dikurangi secara signifikan. Di beberapa negara bagian, penelitian semacam itu dilakukan tidak hanya di tingkat swasta, tetapi juga di tingkat negara bagian. Misalnya, penelitian yang dilakukan oleh perusahaan utilitas Texas Oncor Electric Delivery Co. dengan jelas menjelaskan manfaat teknologi tersebut untuk sistem tenaga modern:

Energi yang disimpan dalam baterai dapat dihubungkan di mana saja di jaringan listrik;
Baterai ditempatkan pada sistem distribusi energi (gardu induk atau feeder) dan dapat digunakan untuk mencegah keadaan darurat (mengkonsumsi atau menyuplai listrik jika diperlukan);
Mereka dapat digunakan secara aktif, yang akan meningkatkan efisiensi energi sistem dan mengurangi biaya modal;
Baterai ini akan mampu menyuplai atau menyerap arus listrik tergantung pada mode pengoperasian sistem;

Penelitian tambahan akan dilakukan tahun ini setelah Saft (yang berspesialisasi dalam desain, produksi, dan implementasi baterai untuk pabrik industri dan transportasi) menerima kontrak baterai untuk menyimpan megawatt listrik dari perusahaan energi Finlandia, Fortum.

Saft Intensium Max adalah baterai tipe kontainer dengan kapasitas nominal 1 MW dan 2 MW, yang akan dipasang untuk Fortum Suomenoja di pembangkit listrik Espoo (Finlandia) untuk penyimpanan listrik sebagai bagian dari proyek percontohan di negara-negara Nordik.

Tujuan dari pilot project ini adalah untuk mempelajari kesesuaian dan optimalitas maksimal penggunaan baterai untuk penyimpanan energi listrik dan menjaga keseimbangan daya pada sistem penyediaan tenaga listrik.

Selain itu, penelitian juga akan dilakukan terhadap kemungkinan-kemungkinan baru di bidang fleksibilitas sistem ini dalam akumulasi dan pelepasan listrik. Kapasitas pembangkit listrik ini akan ditawarkan kepada perusahaan energi nasional Fingrid untuk menjaga keseimbangan daya dalam sistem pasokan listrik.

“Baterai lithium-ion memiliki siklus hidup yang baik dan kepadatan energi yang tinggi. Saft akan menggunakan baterai lithium nikel kobalt aluminium oksida untuk proyek ini,” kata Michael Lippert, manajer pemasaran Saft. Selain menekankan manfaat penggunaan baterai litium-ion, ia juga mencatat pentingnya proyek percontohan ini, karena proyek ini akan mengeksplorasi secara eksperimental manfaat penyimpanan energi listrik dalam jumlah besar, serta menentukan bagaimana perilaku baterai litium-ion ketika digunakan. menyimpan energi dalam jumlah besar.

Seiring bertambahnya jumlah proyek penyimpanan energi listrik di seluruh dunia, patut dicatat salah satu finalis Penghargaan Proyek Tahun Ini 2015 untuk energi terbarukan: Proyek Penyimpanan Energi Grand Ridge di Pusat Energi Beech Ridge Invenergy:

Proyek Grand Ridge menyimpan 31,5 MW tenaga listrik dalam baterai lithium-ion yang berlokasi di Marseilles, Illinois. Proyek ini cukup sukses dalam membantu operator jaringan PJM menyeimbangkan pasokan dan permintaan menggunakan teknologi baterai besi fosfat yang dipatenkan BYD.

Menurut riset pasar dari IHS, pasar penyimpanan listrik berada dalam posisi “eksplosif”. Artinya, kapasitas tahunan fasilitas penyimpanan listrik dapat mencapai 6 GW pada tahun 2017, dan pada tahun 2022 mencapai 40 GW, meskipun pada tahun 2012–2013 fasilitas penyimpanan tersebut tidak melebihi 0,34 GW. Perusahaan energi cukup tertarik dengan pengembangan kawasan yang menjanjikan ini, karena membuat sistem energi lebih fleksibel dan merangsang pengembangan energi alternatif sehingga mengurangi emisi zat berbahaya ke atmosfer.

Pernahkah Anda memperhatikan bahwa nama stasiun tempat energi dihasilkan selalu mengandung kata “elektro”? Artinya, apapun “input” dan “output” yang kita berikan, kita mendapatkan energi dalam bentuk listrik.

Sejak ditemukan bahwa arus listrik dapat mengalir dalam logam, dan tegangan dapat timbul pada rangka kawat yang berputar dalam medan magnet, menjadi jelas bahwa metode yang sangat baik telah diperoleh untuk mengubah, mentransmisikan, dan mendistribusikan energi.

Memang, bagaimana energi air yang jatuh atau panas yang dilepaskan selama pembakaran dapat berpindah dari jarak jauh? Tentu saja, Anda dapat menggunakan perputaran roda hidrolik di lokasi, yang menggerakkan gilingan. Anda dapat mengalirkan air panas melalui pipa, seperti yang dilakukan di kota-kota untuk memanaskan rumah. Tapi jangan memasang poros berputar multi-kilometer! Dan air akan menjadi dingin jika pipanya terlalu panjang.

Namun generator listrik, yang pada prinsipnya menerima energi dari segala sesuatu yang mampu menimbulkan putaran, menghasilkan arus listrik, yang kemudian mentransfer energi melalui kabel sepanjang ratusan hingga ribuan kilometer. Ini memberi daya pada kendaraan listrik, lampu di jalan-jalan kota dan di rumah kita, dan semua perangkat yang hanya perlu dicolokkan ke jaringan. Tanpa berlebihan kita dapat mengatakan bahwa saat ini hampir seluruh dunia bergantung pada listrik, seperti bayi yang menggunakan dot.

Apa yang harus dilakukan jika energi tidak disuplai ke suatu tempat melalui kabel? Maka baterai akan membantu kita. Ini benar-benar penyelamat! Sumber listrik kecil ini “berada” di radio portabel dan tape recorder, kalkulator dan alat bantu dengar - di sejumlah besar perangkat modern.

Selain perangkat mini tersebut, juga terdapat baterai berukuran cukup besar yang tentunya sudah tidak asing lagi bagi Anda tentunya dari mobil. Mereka memproduksi lebih dari 100 juta baterai timbal per tahun. Dan kapal selam diesel armada semua negara dilengkapi dengan baterai serupa yang beratnya mencapai 180 ton!

Sayangnya, massa yang besar serta bahan kimia berbahaya yang digunakan di dalamnya masih menjadi kendala dalam penciptaan kendaraan listrik otonom.

Ini adalah tugas yang telah diperjuangkan oleh ribuan ilmuwan, insinyur, dan penemu selama beberapa dekade. Belum mungkin untuk membuat baterai baru secara fundamental yang memungkinkan perpindahan jangka panjang dari sumber energi lain, tanpa sering mengisi ulang.

Namun, tampaknya situasi lingkungan akan memaksa kita untuk membuat penemuan ini. Bagaimanapun, mereka menciptakan baterai yang seluruhnya terbuat dari plastik! Ia bekerja dengan baik baik dalam panas maupun dingin, dapat dikosongkan dan diisi hingga seratus kali, hampir tidak beracun. Tidak semuanya bisa dibandingkan dengan baterai yang sudah dikenal, tapi ini merupakan langkah yang menggembirakan!

Dan pada saat ini alam yang menyedihkan ada disekitarnya, mendesah berat, dan kebebasan liar tidak disayanginya. Dimana kejahatan tidak dapat dipisahkan dari kebaikan. Dan dia memimpikan poros turbin yang bersinar, Dan suara terukur dari kerja cerdas, Dan nyanyian pipa, dan cahaya bendungan, Dan kabel-kabel yang dipenuhi arus. N. Zabolotsky Nah, alam yang tenang tidak memberikan kedamaian bagi manusia! Dia tidak sabar...

Lebih dari sekali, para ilmuwan arkeologi harus memutar otak saat menggali situs-situs manusia purba. Misalnya, mereka menemukan sebatang tongkat yang ujungnya terbakar. Ada yang bilang mereka mencoba mengasah tombak atau anak panah ke dalam api, ada pula yang bilang begitulah cara mereka mendapat api. Perselisihan sepakat bahwa manusia mulai membuat api sendiri sekitar 100 ribu tahun yang lalu. Persis sendiri, karena di...

Ribuan tahun telah berlalu, namun manusia masih belum mampu “memanfaatkan” api dan membuatnya berfungsi. Kemudian pikirannya beralih ke air yang mengalir. Kapan dan dimana kincir air pertama kali berputar? Tampaknya diluncurkan di India Kuno, Timur Tengah, dan Roma Kuno. Dimanapun, roda seperti itu telah lama digunakan manusia untuk...

Dengan ditemukannya mesin uap, dan kemudian turbin, manusia akhirnya mampu membuat panas yang dihasilkan dari pembakaran berputar dan menggerakkan berbagai mekanisme. Ini adalah bilah turbin, roda kendaraan, dan poros generator arus. Masalahnya adalah tidak mungkin menggunakan semua energi yang dilepaskan selama pembakaran bahan bakar secara efektif - untuk mengubahnya menjadi pekerjaan yang berguna bagi kita. Pada…

Ya, ekologilah yang menentukan, dan tampaknya akan segera menentukan sepenuhnya persyaratan untuk sumber energi apa pun. Tidaklah mengherankan jika manusia berulang kali beralih pada apa yang telah lama dan terus-menerus ditawarkan oleh alam. Lagi pula, jika cadangan bahan bakar fosil cepat atau lambat akan habis, jika dengan membakarnya kita mengganggu keseimbangan panas bumi, maka tidak...

Apakah mungkin untuk menemukan sumber energi seperti itu, mesin yang dapat beroperasi “selamanya” dan tidak memiliki kelemahan sama sekali? Energi ini tidak akan mencemari lingkungan, tidak akan mengganggu keseimbangan panas bumi, dan tidak akan menghasilkan apa pun kecuali energi “bersih”. Dengan kata lain, ini akan menjadi perangkat ideal yang akan menyelamatkan kita dari semua masalah energi. Sejarah penciptaan dimulai ratusan tahun yang lalu...

Anda tentu pernah mendengar bahwa arus bisa konstan atau bolak-balik. Di sini, pada baterai dan akumulator, terdapat ikon plus dan minus. Ini menunjukkan bahwa Anda memiliki sumber DC di depan Anda. Dengan kata lain, jika Anda menghubungkan bola lampu atau perangkat ke sana, maka partikel bermuatan akan mengalir sepanjang rantai, membentuk arus listrik, dan dalam satu arah. A…

Penelitian terhadap struktur terkecil materi membawa orang pada penemuan energi atom. Sayangnya, pencapaian luar biasa ini pertama kali digunakan untuk produksi senjata. Namun manusia menemukan cara tidak hanya untuk melepaskan energi atom secara instan dan eksplosif, namun juga mampu mengekangnya, yaitu membuat reaksi nuklir berjalan lebih lambat, sehingga bisa dikatakan, terkendali. Kemudian energi yang sangat besar tersembunyi di bagian terkecil...

Berdiri di bawah sinar matahari, kita langsung merasakan betapa besarnya energi yang dibawanya. Namun kita belum bisa menyimpannya seperti yang dilakukan tanaman. Namun, ada banyak proyek, penemuan dan ide di bidang ini. Misalnya saja baterai semikonduktor, yang memungkinkan energi radiasi matahari diubah langsung menjadi listrik. Catu daya ini dipasang pada panel surya...

Para arkeolog telah menemukan bahwa alat penyimpan energi paling kuno, roda gila, dibuat lima setengah ribu tahun yang lalu. Itu adalah roda tembikar yang terbuat dari tanah liat yang dipanggang, yang berputar cukup lama setelah berputar, secara bertahap menghabiskan energi yang tersimpan. Penelitian yang dilakukan di Arktik baru-baru ini menghasilkan kesimpulan bahwa bulu putih hewan utara, terutama beruang, memiliki kemampuan menjebak hingga 95 persen...

PENEMUAN
Paten Federasi Rusia RU2294851

Nama penemu: DASGUPTA SANKAR (CA); JACOBS James K. (CA); BHOLA Rakish (CA)
Nama pemilik paten: ListrikVaya Inc. (CA)
Alamat korespondensi: 101000, Moskow, Pusat, PO Box 732, TRIA ROBIT Agency, paten no. G.M.Vashina
Tanggal mulai paten: 2002.04.03

Invensi ini berkaitan dengan sumber listrik yang digunakan untuk menggerakkan motor listrik pada nilai konsumsi daya yang berbeda-beda. Alat penyimpan energi listrik meliputi baterai listrik pertama yang disebut baterai daya, dihubungkan dengan baterai listrik kedua yang disebut baterai daya. Baterai energi memiliki kepadatan energi yang lebih tinggi daripada baterai daya. Baterai daya dikonfigurasi untuk menyuplai motor listrik penggerak dengan energi listrik pada berbagai tingkat konsumsi daya, memastikan bahwa motor listrik ini menerima daya yang cukup. Baterai daya menerima pengisian ulang hampir terus menerus dengan energi listrik dari baterai penyimpan energi. Dengan demikian, baterai daya untuk sementara menyimpan energi listrik yang disuplai dari baterai daya, dan dari baterai daya ini menyuplai energi listrik ke motor penggerak pada tingkat konsumsi daya yang berbeda-beda sesuai dengan kebutuhannya. Perangkat untuk menyimpan energi listrik dirancang untuk dihubungkan secara dapat dilepas ke sumber energi listrik eksternal untuk mengisi ulang baterai listrik dan mengisi ulang secara mandiri secara bersamaan. Hasil teknisnya adalah memastikan optimalisasi karakteristik pengisian baterai listrik dan masa pakainya.

DESKRIPSI INVENSI

Invensi ini umumnya berhubungan dengan suatu metode, perlengkapan dan perangkat untuk menyimpan energi listrik dan menyuplai energi listrik kepada konsumen dengan daya yang bervariasi. Secara khusus, penemuan ini berhubungan dengan suatu metode, peralatan dan perangkat yang menggunakan baterai listrik hibrida yang memberikan daya kepada konsumen dengan daya berbeda, misalnya motor listrik atau mesin yang digunakan untuk menggerakkan kendaraan darat.

Dalam penemuan sebelumnya, banyak solusi teknis berbeda telah diusulkan untuk menyimpan energi listrik dan memasoknya ke konsumen seperti motor penggerak. Misalnya, berbagai jenis baterai listrik, termasuk timbal-asam, nikel-kadmium (Ni-Cd), dan nikel-metal hidrida (Ni-MH), di masa lalu telah digunakan untuk menggerakkan motor penggerak kendaraan listrik.

Namun masing-masing jenis baterai listrik tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan.

Misalnya, baterai listrik timbal-asam memiliki keunggulan yaitu mampu, jika diperlukan, memberikan daya per pulsa yang lebih besar. Selain itu, baterai listrik timbal-asam dapat menyediakan arus listrik dalam jumlah besar, cukup untuk mempercepat dan menjaga pengoperasian motor penggerak listrik kendaraan darat. Namun, baterai listrik timbal-asam memiliki kelemahan yaitu kepadatan energi yang rendah - parameter ini terkadang dinyatakan atau diukur dalam watt jam per liter (Wh/l) - yaitu, jumlah energi yang tersimpan per satuan volume sel semacam itu. baterai listrik, kecil. Demikian pula, baterai listrik timbal-asam juga memiliki kepadatan energi yang relatif rendah (dapat dinyatakan dalam watt-jam per satuan massa baterai, seperti Wh/kg), yang berarti bahwa untuk menyimpan sejumlah besar energi memerlukan energi yang relatif besar. massa baterai listrik.

Sebaliknya, baterai listrik berbasis litium, seperti, misalnya, baterai litium yang selnya mempunyai anoda atau elektroda negatif yang terbuat dari logam litium atau paduannya, atau baterai listrik ion litium anhidrat yang dapat diisi ulang (dapat diisi ulang), dijelaskan, misalnya, di AS Paten No.6.159.635 pada Das Gupta dkk.memiliki kepadatan energi dan kepadatan energi yang lebih tinggi dibandingkan sel baterai listrik berbahan dasar timbal atau nikel. Perlu diperhatikan bahwa beberapa jenis baterai litium ion isi ulang anhidrat juga disebut baterai litium polimer karena dikemas dan disegel dalam lapisan bahan polimer dan menggunakan elektrolit polimer yang menghantarkan ion litium. Di sisi lain, baterai listrik litium mungkin tidak memberikan daya pulsa yang tinggi, khususnya, baterai tersebut tidak memberikan kerapatan arus listrik yang tinggi, alasannya adalah tingginya resistansi internal elemen baterai listrik litium tersebut. Selain itu, untuk menghindari degradasi yang cepat, sel baterai listrik litium memerlukan cara untuk mempertahankan rezim suhu tertentu agar suhu tidak melebihi kisaran -20°C hingga maksimum 70°C. Ketika energi dilepaskan dalam bentuk pulsa, sejumlah besar energi panas dilepaskan dalam elemen baterai listrik lithium-ion, yang jika tidak dilakukan tindakan yang tepat, dapat menyebabkan kerusakan pada baterai.

Pada kendaraan darat bertenaga listrik, diharapkan mempunyai suatu alat penyimpan energi listrik yang mempunyai sifat kerapatan penyimpanan energi listrik yang tinggi, sehingga alat penyimpan energi listrik tersebut menempati volume sesedikit mungkin, dan juga mempunyai sifat energi spesifik yang tinggi, sehingga alat untuk menyimpan energi listrik yang bergerak dengan kendaraan darat memiliki bobot sesedikit mungkin. Selain itu, perangkat penyimpan energi listrik semacam itu juga diharapkan dapat memberikan daya pulsa yang lebih tinggi. Diperlukan tenaga impuls yang lebih besar, khususnya untuk mengatasi gaya gesekan statis pada saat menstarter kendaraan dengan penggerak listrik dan mempercepatnya, yaitu mengatasi inersia. Perlu dicatat bahwa upaya telah dilakukan untuk membuat baterai listrik lithium yang dapat diisi ulang yang akan memberikan nilai arus listrik yang lebih tinggi, namun hal ini mengakibatkan penurunan karakteristik energi spesifik dan kepadatan energi dari baterai listrik tersebut.

Dalam penemuan sebelumnya, beberapa jenis perangkat penyimpanan energi listrik telah diusulkan dalam upaya untuk membuat perangkat penyimpanan energi listrik yang menyediakan daya pulsa tinggi dengan kepadatan energi dan kinerja kepadatan energi yang tinggi. Misalnya, Paten AS No. 5.780.980 dan 5.808.448, keduanya dikeluarkan untuk Naito, mengungkapkan sistem penggerak untuk kendaraan listrik yang mempunyai sistem tenaga listrik arus searah termasuk sel bahan bakar listrik yang dikombinasikan dengan baterai listrik timbal-asam. Dalam pengoperasian kendaraan listrik, sel bahan bakar listrik memberikan daya yang konstan ketika beban pada motor penggerak ringan. Ketika beban pada motor penggerak meningkat, motor ini ditenagai oleh baterai listrik asam timbal dengan tetap mempertahankan daya dari sel bahan bakar listrik. Paten AS atas nama Naito juga menyatakan bahwa ketika muatan baterai listrik asam timbal turun di bawah nilai tertentu, baterai tersebut diisi ulang dari sel bahan bakar listrik. Namun, penemuan Naito yang disebutkan di atas memiliki kelemahan yaitu reagen cair tempat sel bahan bakar listrik beroperasi harus diangkut dalam wadah yang sesuai pada kendaraan listrik, yang memperburuk karakteristik energi spesifik dari perangkat tersebut untuk menyimpan energi listrik dan memberi daya pada konsumen. dengan itu. Selain itu, penemuan Naito mencakup rangkaian listrik kompleks yang menggerakkan motor listrik dari sel bahan bakar dan baterai listrik timbal-asam.

Baterai listrik lithium-tionil klorida - timbal-asam hibrida telah diusulkan untuk konsumen dengan daya yang jauh lebih rendah, misalnya, untuk objek mikroelektronika seperti kacamata elektrokromik. Misalnya, Paten AS No. 5.900.720 dan 5.455.637, keduanya atas nama Kallman, mengungkapkan penggunaan baterai listrik hibrid untuk memberi daya pada sirkuit mikroelektronik, yang mencakup baterai primer, yaitu sel listrik litium-tionil klorida yang tidak dapat diisi ulang. , dan baterai timbal-asam bersegel sekunder yang dapat diisi ulang. Baterai listrik primer dan sekunder ini menyuplai daya ke konsumen, yang dalam penemuan Kallman merupakan rangkaian mikroelektronik untuk kacamata elektrokromik. Baterai listrik primer juga memberi daya pada pengontrol, yang selanjutnya mengontrol pengisian berkala baterai sekunder. Namun, paten atas nama Kallman yang disebutkan di atas tidak menyebutkan kemungkinan pengisian ulang baterai listrik litium-tionil klorida primer. Selain itu, perangkat paten Kallman yang disebutkan di atas dirancang berukuran kecil dan memiliki keluaran energi keseluruhan yang relatif rendah, sehingga perangkat tersebut tidak dapat digunakan untuk beban daya yang lebih tinggi.

Selain itu, penemuan sebelumnya telah menyarankan penggunaan bank kapasitor, sebagaimana diungkapkan, misalnya, dalam Permohonan Paten Eropa No. 0564149 A2 kepada Geol Ltd. (Jeol Ltd.). Namun, sebagaimana diungkapkan di sini, kapasitor jauh lebih sensitif terhadap tegangan yang diberikan, dan jika tegangan yang diberikan melebihi tegangan pengenal, kapasitansi kapasitor segera berkurang dan kebocoran listrik meningkat. Oleh karena itu, Permohonan Paten Eropa No. 0564149 A2 mengungkapkan rangkaian kendali terperinci yang membatasi muatan kapasitor, tetapi tidak disebutkan tentang penggunaan baterai listrik dan cara baterai listrik dikendalikan.

Oleh karena itu, dalam industri ini diperlukan suatu perangkat yang efisien untuk menyimpan energi listrik dan menyalurkannya ke konsumen daya variabel, yang memiliki karakteristik kepadatan energi yang relatif tinggi dan karakteristik energi spesifik yang relatif tinggi untuk digunakan oleh konsumen daya tinggi dengan a berbagai perubahan konsumsi daya. Selain itu, meskipun kepadatan energi itu sendiri merupakan karakteristik penting, penting juga untuk mempertimbangkan bagaimana baterai listrik akan ditempatkan di dalam kendaraan. Dengan kata lain, perlu memperhitungkan volume sebenarnya dari perangkat termasuk baterai listrik, yaitu volume yang diperlukan untuk menampung baterai listrik, dan bukan hanya volume total masing-masing elemen listrik. Selain itu, solusi harus ditemukan untuk masalah pengisian daya sistem setelah daya keluaran turun di bawah tingkat yang ditetapkan.

Deskripsi singkat tentang penemuan yang diusulkan

Sesuai dengan hal di atas, tujuan penemuan ini adalah untuk setidaknya mengatasi sebagian kelemahan penemuan sebelumnya. Selain itu, tujuan dari penemuan ini juga untuk menciptakan suatu alat yang efektif untuk menyimpan energi listrik dan menyalurkannya ke konsumen dengan rentang perubahan konsumsi daya yang relatif luas, seperti menggerakkan motor listrik kendaraan darat, dan diharapkan bahwa perangkat ini memiliki kepadatan energi yang tinggi dan karakteristik energi spesifik, dan pada saat yang sama harus memberikan daya per pulsa yang lebih besar tanpa melampaui kisaran suhu yang dikontrol.

Jadi, dalam satu aspek, penemuan ini menyediakan sumber energi listrik untuk menggerakkan motor penggerak daya variabel, sumber energi listrik tersebut terdiri dari: baterai listrik pertama yang dapat diisi ulang yang mempunyai kepadatan energi pertama dan mampu menyimpan energi listrik; baterai listrik kedua yang dapat diisi ulang (power battery), ditandai dengan kepadatan energi kedua yang lebih kecil dari kepadatan energi pertama, dan dirancang untuk menyimpan energi listrik dan menyalurkannya ke motor listrik dengan konsumsi daya variabel; pengontrol baterai listrik yang dirancang untuk terus menerus mengisi ulang baterai daya dengan energi listrik dari baterai energi, sedangkan motor penggerak diberi daya pada nilai daya listrik berbeda yang dikonsumsinya menggunakan energi listrik yang disimpan dalam baterai energi melalui baterai daya.

Dalam perwujudan lain lagi, penemuan ini menyediakan suatu alat untuk menyimpan energi listrik untuk memberi daya pada konsumen energi listrik, dimana alat untuk menyimpan energi listrik terdiri dari: baterai listrik pertama yang dapat diisi ulang yang mempunyai kerapatan energi pertama dan dikonfigurasikan untuk dihubungkan secara listrik ke suatu sumber energi listrik dari luar; baterai listrik kedua yang dapat diisi ulang yang mempunyai rapat energi kedua lebih kecil dari rapat energi pertama dan mempunyai sambungan listrik ke konsumen; pada saat yang sama, selama pengoperasian, baterai listrik kedua dihubungkan ke konsumen dan dimungkinkan untuk menyuplai energi listrik ke konsumen dari baterai listrik kedua dan pada saat yang sama, baterai listrik kedua dapat terus diisi ulang dengan energi listrik dari baterai listrik pertama; Pada saat yang sama, baterai listrik pertama dapat dihubungkan secara berkala ke sumber energi listrik eksternal untuk mengisi ulang sesuai kebutuhan.

Dalam aspek lain lagi, penemuan ini menyediakan alat penyimpan energi listrik untuk memberi daya pada konsumen energi listrik, alat penyimpan energi listrik tersebut terdiri dari:

baterai listrik yang dapat diisi ulang (baterai listrik pertama) yang dicirikan oleh kepadatan energi pertama dan dikonfigurasikan untuk dihubungkan secara listrik ke sumber energi listrik eksternal; alat listrik yang dapat diisi ulang (baterai listrik kedua) yang mempunyai ciri rapat energi kedua lebih kecil dari rapat energi pertama, dimana baterai listrik kedua ini dapat disambungkan secara elektrik ke baterai listrik pertama dan dapat disambungkan secara elektrik ke konsumen; Selain itu, selama pengoperasian, perangkat listrik yang dapat diisi ulang (baterai listrik kedua) dihubungkan ke konsumen dan kemungkinan untuk memberi daya pada konsumen dengan energi listrik dari perangkat listrik yang dapat diisi ulang ini (baterai listrik kedua) disediakan, dan pada saat yang sama, kemungkinan disediakannya pengisian ulang terus menerus terhadap alat listrik yang dapat diisi ulang (baterai listrik kedua) energi listrik dari baterai listrik yang dapat diisi ulang (baterai listrik pertama); Pada saat yang sama, baterai listrik yang dapat diisi ulang (baterai listrik pertama) dapat dihubungkan secara berkala ke sumber energi listrik eksternal untuk diisi ulang sesuai kebutuhan.

Dalam perwujudan lain lagi, penemuan ini menyediakan suatu metode untuk menyimpan energi listrik untuk memberi daya pada konsumen energi listrik dengan daya variabel, metode tersebut terdiri dari langkah-langkah berikut: pengisian baterai listrik pertama yang dapat diisi ulang (baterai energi) yang mempunyai kerapatan energi pertama; mengisi baterai listrik kedua yang dapat diisi ulang (power battery) yang mempunyai kepadatan energi kedua tertentu yang lebih kecil dari kepadatan energi pertama; menyuplai energi listrik dari baterai listrik kedua (power battery) kepada konsumen energi listrik dengan nilai konsumsi daya yang berbeda-beda; dan mengisi ulang baterai listrik kedua (power battery) dengan energi listrik dari baterai listrik pertama (energy battery).

Salah satu keuntungan dari penemuan ini adalah bahwa baterai listrik, yang didefinisikan di atas sebagai baterai listrik, dapat berupa baterai listrik asam timbal yang dikenal, yang banyak digunakan pada kendaraan darat. Dengan penggunaan baterai listrik asam timbal ini, disediakan daya pulsa yang cukup dan arus listrik yang cukup untuk menggerakkan motor listrik kendaraan darat yang merupakan pengguna perangkat menurut penemuan. Namun, dalam perwujudan yang disukai dari penemuan ini, baterai energi adalah baterai yang didasarkan pada sel listrik litium, atau baterai listrik dengan kepadatan energi dan kepadatan energi yang tinggi. Oleh karena itu, ketika baterai daya terus diisi ulang dengan energi listrik dari baterai daya, pengisian daya baterai dapat dipertahankan pada tingkat yang mendekati tingkat optimal, yang akan membantu memperpanjang masa pakai baterai daya. Selain itu, ketika tingkat pengisian daya baterai mendekati optimal, kapasitas pembangkitan energi dari baterai daya dapat dipertahankan dan kemampuan untuk memasok energi listrik kepada konsumen pada nilai daya keluaran yang berbeda, sehingga memudahkan penyediaan energi listrik yang dibutuhkan. kekuatan kepada konsumen. Dalam hal ini, penggunaan alat penyimpan energi listrik dan penyedia tenaga listrik menurut penemuan ini akan menyebabkan peningkatan volume dan berat kendaraan darat yang digerakkan oleh listrik secara relatif tidak signifikan, karena bagian utama dari tenaga listrik sistem suplai yang menyimpan energi listrik sesuai dengan usulan penemuan, yaitu baterai energi, memiliki kepadatan energi kinerja tinggi dan energi spesifik.

Dalam perwujudan lain dari penemuan ini, baterai listrik litium adalah baterai listrik litium polimer, yang merupakan baterai ion litium tanpa air yang dapat diisi ulang, dibungkus dalam lapisan plastik dan disegel, mengandung polimer padat dan elektrolit organik cair yang menghantarkan ion litium. Baterai lithium ion polimer semacam itu dapat diproduksi menjadi bentuk geometris apa pun dan dapat ditempatkan dalam bentuk apa pun agar sesuai dengan ruang yang tersedia di dalam kendaraan. Berkat ini, dimungkinkan untuk mengurangi volume sebenarnya perangkat untuk menyimpan energi listrik dan daya listrik, karena ruang kosong di sekitar baterai energi akan menjadi kecil.

Keuntungan lain dari alat penyimpan energi listrik menurut penemuan ini adalah bahwa kedua baterai listrik yang termasuk dalam komposisinya dapat diisi ulang. Seperti disebutkan di atas, daya baterai hampir selalu diisi ulang dengan energi listrik dari daya baterai. Pada saat yang sama, jika diperlukan, energi baterai juga diisi ulang dengan menghubungkannya ke sumber energi listrik eksternal. Dengan demikian, dimungkinkan untuk dengan mudah mengembalikan fungsi perangkat untuk menyimpan energi listrik menurut penemuan ini untuk penggunaan lebih lanjut tanpa perlu mengisi kembali reagen cair atau mengganti baterai listrik. Selain itu, dalam salah satu perwujudan yang disukai dari perangkat untuk menyimpan energi listrik menurut penemuan ini, untuk meningkatkan efisiensi pengisian, dimungkinkan untuk mengisi ulang dari sumber energi listrik eksternal, sambil mengisi ulang baterai energi, juga baterai daya.

Keuntungan lain dari penemuan yang diusulkan ini adalah ketika menggunakan baterai timbal-asam, teknologi terkenal untuk memulihkan energi listrik dapat digunakan. Khususnya, selama pengereman kendaraan bertenaga listrik, energi listrik dapat diarahkan untuk meningkatkan muatan baterai listrik asam timbal. Pengereman ini sering disebut pengereman regeneratif.

Sama seperti beberapa konsumen energi listrik yang memerlukan impuls episodik atau periodik, beberapa pengisi daya juga menyediakan semburan energi impuls sesekali. Pengereman regeneratif pada kendaraan adalah salah satu contoh pengisian baterai listrik secara berdenyut. Jika alat penyimpan energi listrik mampu menerima daya pengisian yang tinggi, maka pulsa energi tersebut dapat digunakan secara efektif. Salah satu keuntungan dari penemuan ini adalah bahwa semburan energi yang diperoleh kembali secara episodik atau berkala dapat digunakan untuk mengisi ulang baterai daya dengan cepat pada daya yang mungkin tidak dapat diterima untuk baterai daya atau yang mungkin berbahaya bagi daya baterai. Energi yang dipulihkan dari emisi berdenyut ini selanjutnya dapat digunakan untuk mengatasi peningkatan beban langsung dari daya baterai. Alternatifnya, energi ini dapat digunakan dari daya baterai untuk mengisi ulang energi baterai dengan daya yang lebih rendah dan untuk waktu yang lebih lama. Cara mana yang menggunakan energi pulih yang paling efektif dalam praktiknya tentu saja bergantung pada kebutuhan energi spesifik konsumen energi listrik dan aplikasi spesifik perangkat penyimpan energi listrik.

Aspek-aspek lain dari penemuan ini akan menjadi jelas dari uraian rinci berikut dengan mengacu pada gambar-gambar terlampir, yang mengilustrasikan perwujudan-perwujudan tertentu yang disukai dari penemuan ini.

Deskripsi singkat dari gambar terlampir

Gambar 1 secara skematis menunjukkan suatu sistem kelistrikan, yang merupakan suatu alat untuk menyimpan energi listrik menurut salah satu perwujudan penemuan ini.

Gambar 2A memperlihatkan grafik pelepasan baterai listrik asam timbal terhadap waktu.

Gambar 2B menunjukkan grafik pengosongan baterai energi lithium yang dapat diisi ulang tanpa air dari waktu ke waktu.

Penjelasan Terperinci tentang Perwujudan Pilihan dari Penemuan ini

Seperti dibahas di atas, dalam salah satu perwujudan yang disukai dari penemuan ini, perangkat penyimpan energi listrik mencakup baterai energi yang digabungkan ke baterai daya. Baterai energi mempunyai kepadatan energi yang tinggi dan nilai energi spesifik yang besar, sehingga dapat dengan mudah dan efisien menyimpan energi listrik dalam jumlah besar. Selain itu, baterai energi dirancang untuk dapat diisi ulang dari sumber eksternal. Baterai energi dapat menghasilkan keluaran daya yang relatif stabil, namun jumlah arus listrik yang dihasilkannya relatif kecil. Dengan kata lain, fungsi dasar baterai energi adalah untuk menyimpan energi listrik dalam jumlah besar secara efisien tanpa terlalu besar atau memakan terlalu banyak ruang, namun baterai tidak dapat menyediakan arus listrik dalam jumlah besar atau sangat bervariasi atau variabilitas keluaran daya. .

Sebaliknya, baterai daya dikonfigurasikan untuk memberikan output daya variabel dan mampu memberikan semburan arus listrik berkekuatan tinggi dalam jangka pendek. Misalnya, baterai berdaya mampu memberikan semburan energi listrik pada tingkat arus tinggi sesuai kebutuhan konsumen, seperti motor penggerak kendaraan. Namun, daya baterai mungkin tidak memiliki kepadatan energi yang tinggi atau nilai energi spesifik yang tinggi. Khususnya, baterai daya dapat diisi ulang dan dapat diisi ulang dengan energi listrik dari baterai daya dan secara opsional juga dari sumber eksternal.

Selama pengoperasiannya, baterai daya memenuhi kebutuhan konsumen akan daya listrik variabel dan arus listrik yang besarnya bervariasi, sedangkan baterai daya terus diisi ulang dengan energi listrik dari baterai energi. Dengan demikian, alat penyimpan energi listrik menurut perwujudan penemuan ini adalah baterai listrik hibrid, yang karena adanya baterai energi, mempunyai kepadatan energi yang tinggi dan karakteristik energi spesifik, dan pada saat yang sama, karena adanya adanya daya baterai, mempunyai kemampuan untuk memberikan variabilitas daya keluaran, dan juga berdenyut lonjakan arus listrik yang besarnya besar, jika diperlukan oleh konsumen energi listrik.

Peralatan untuk menyimpan energi listrik menurut penemuan ini juga berisi pengontrol yang dirancang untuk mengontrol pengisian dan pengoperasian baterai energi dan baterai daya. Pengontrol ini juga mengontrol pengisian dan pengoperasian baterai energi dan baterai daya dari sudut pandang menjaga masa pakainya, khususnya dengan mencegah pengisian daya baterai yang berlebihan dan panas berlebih pada baterai energi. Pengontrol secara opsional dapat dilengkapi dengan panel instrumen yang menampilkan nilai arus dan tegangan dari pasokan baterai daya dari baterai energi dan pasokan konsumen dari baterai daya. Selain itu, pengontrol dapat memberikan sinyal, misalnya melalui beberapa perangkat darurat, bahwa baterai energi mendekati tingkat pengisian daya terendah yang diizinkan, sehingga pengisian ulang baterai energi dapat dipastikan tepat waktu. Baterai energi, dan juga baterai daya, dapat diisi dari sumber eksternal. Pengontrol juga dapat mengontrol pengisian energi baterai, serta daya baterai dari sumber energi listrik eksternal.

Gambar 1 mengilustrasikan suatu sistem kelistrikan, umumnya ditunjuk 1, di mana alat penyimpan energi listrik 2 menurut salah satu perwujudan dari penemuan ini digunakan. Seperti dapat dilihat dari Gambar 1, konsumen dihubungkan ke perangkat 2 untuk menyimpan energi listrik, yang merupakan bagian dari sistem kelistrikan 1, yang seperti ditunjukkan pada Gambar 1, adalah motor penggerak 3.

Selain itu, Gambar 1 menunjukkan bahwa alat penyimpan energi listrik 2 mencakup dua buah baterai yang dapat diisi ulang, diberi nama 4 dan 5. Baterai listrik pertama adalah baterai energi 4, dan yang kedua adalah baterai daya 5.

Selain itu, pada Gambar 1 terlihat bahwa baterai energi 4 dihubungkan ke baterai daya 5 melalui alat penghubung pertama 6. Dan baterai daya 5 selanjutnya dihubungkan ke konsumen energi listrik, yang pada perwujudan yang dipertimbangkan dari penemuan ini adalah motor penggerak 3, melalui alat penghubung kedua 7. Selama pengoperasian, melalui alat penghubung kedua 7, motor penggerak 3 disuplai dengan energi listrik dari baterai daya 5, sedangkan baterai energi 4 melalui sarana penghubung pertama 6 secara praktis terus menerus diisi ulang dengan energi listrik baterai 5.

Motor penggerak (3) disuplai energi listrik dari baterai daya (5) melalui sarana penghubung kedua (7) pada tegangan kedua V-2 dan arus listrik kedua I-2. Perlu dipahami bahwa nilai tegangan kedua V-2 dan arus listrik kedua I-2 diubah sehingga power bank 5 dapat mengeluarkan pulsa-pulsa arus listrik dan daya yang besarnya besar tergantung permintaan dari sistem. motor penggerak 3. Oleh karena itu, bank daya 5 dipilih dan dirancang sedemikian rupa sehingga memenuhi persyaratan daya pulsa, serta nilai tegangan kedua V-2 dan arus listrik kedua I-2, yang dikenakan oleh konsumen energi listrik terpenuhi.

Dalam perwujudan penemuan ini, dimana konsumen energi listrik adalah motor penggerak 3, motor penggerak 3 ini dapat berupa, misalnya, motor dengan tegangan operasi 96 V, yang beroperasi pada arus dalam kisaran dari 75 hingga 500 A. Dalam hal ini, sebaiknya baterai daya 5 memiliki kapasitas minimal 5 kilowatt-jam atau lebih tinggi. Dalam hal ini sebaiknya menggunakan baterai listrik timbal-asam sebagai penggerak baterai 5, sehingga lonjakan daya dalam bentuk pulsa pendek pada nilai arus listrik yang besar disediakan untuk motor penggerak 3. Namun selain baterai listrik timbal-asam, baterai listrik berdaya tinggi jenis lain, misalnya baterai listrik nikel-metal hidrida atau baterai listrik nikel-paduan hidrida atau baterai listrik nikel-kadmium dapat digunakan sebagai baterai daya 5.

Dalam beberapa perwujudan penemuan ini, alat penyimpan energi listrik (2) dapat, selain baterai listrik, mengandung sarana lain yang dapat diisi ulang untuk menyimpan energi listrik.

Sedangkan untuk baterai energi 4, sebaliknya, dirancang untuk menyimpan energi listrik dalam jumlah besar dan dikonfigurasi untuk menyediakan fungsi ini. Dalam perwujudan yang disukai, baterai energi (4) mempunyai kepadatan energi yang relatif tinggi, lebih disukai lebih besar daripada kepadatan energi baterai daya (5). Dengan demikian, baterai energi (4) menyediakan penyimpanan energi listrik dalam jumlah besar secara efisien. Selain itu, karena baterai daya 5 dipilih untuk memenuhi kebutuhan daya yang bervariasi dari motor penggerak 3, baterai daya 4 dapat dipilih tanpa memperhatikan karakteristik motor penggerak 3. Sebaliknya, baterai daya 4 dapat dipilih untuk memungkinkan penyimpanan energi listrik secara efisien dan pemakaiannya, pada tingkat daya yang diinginkan dan pada tingkat tegangan dan arus yang tepat, untuk mengisi ulang daya baterai 5 secara terus menerus sehingga daya baterai 5 dapat dipertahankan dalam pengoperasiannya.

Dalam perwujudan yang disukai dari penemuan ini, baterai energi (4) adalah baterai listrik litium, namun jenis baterai listrik lain yang mampu melakukan fungsi terkait dapat digunakan sebagai baterai energi. Lebih disukai lagi, baterai lithium ion yang dapat diisi ulang tanpa air digunakan sebagai baterai daya 4.

Dalam perwujudan lain yang disukai dari penemuan ini, baterai ion litium anhidrat yang dapat diisi ulang yang digunakan sebagai baterai daya dapat berupa baterai ion litium polimer, yang dapat dikonfigurasi dalam bentuk geometris yang berbeda. Artinya, bentuk geometris baterai lithium ion polimer tersebut dapat disesuaikan dengan bentuk ruang yang dialokasikan di dalam kendaraan, sehingga memungkinkan untuk mengurangi volume sebenarnya yang diperlukan untuk menampung perangkat penyimpan energi listrik 2. Selain itu, baterai lithium ion polimer dapat dibentuk menjadi bentuk geometris sehingga memanfaatkan ruang yang tidak dapat digunakan, seperti ruang antara bagian kendaraan atau bagian tubuh tertentu. Dalam perwujudan lain yang lebih disukai dari penemuan ini, baterai ion litium polimer dapat dibentuk sedemikian rupa sehingga dapat digunakan sebagai wadah atau wadah untuk alat penyimpan energi listrik 2 secara keseluruhan, sehingga memungkinkan untuk lebih mengurangi volume sebenarnya. diperlukan untuk penempatan perangkat 2 untuk menyimpan energi listrik.

Nilai arus listrik pertama I-1 yang mengalir melalui sarana penghubung pertama 6 dan tegangan pertama V-1 pada keluarannya yang disediakan oleh baterai energi 4 dipilih sedemikian rupa sehingga masa pakai baterai energi yang optimal 4 dan daya baterai 5 dipastikan. Secara khusus, tampaknya lebih baik jika besaran arus listrik pertama I-1 dipilih untuk meminimalkan dampak merugikan terhadap energi baterai 4, seperti panas berlebih pada baterai energi 4. Selain itu , juga lebih disukai bahwa besaran arus listrik pertama I-1 dipilih untuk memastikan bahwa keluaran energi dipertahankan pada tingkat yang diinginkan, sehingga memungkinkan untuk terus mengisi ulang daya baterai 5 dan dengan demikian mempertahankan kinerja yang terakhir di semua mode pengoperasian yang dimaksudkan, sekaligus memenuhi persyaratan untuk memastikan masa pakai baterai energi 4 dan baterai daya 5 yang optimal. Jadi, dari sudut pandang memastikan masa pakai optimal kedua baterai, tampaknya lebih baik jika nilai tegangan pertama V-1 dan arus listrik pertama I-1 dipilih sedemikian rupa sehingga daya listrik yang ditransmisikan dari energi baterai 4 ke daya baterai 5 cukup untuk memenuhi kebutuhan daya baterai 5 konsumen, yaitu motor penggerak 3, tetapi pada saat yang sama daya ini tidak boleh terlalu tinggi, sehingga pemanasan energi baterai 4 serendah mungkin.

Selain itu, jika baterai timbal-asam digunakan sebagai baterai daya (5), masa pakai maksimumnya dapat dipastikan dengan mempertahankan muatannya mendekati nilai atas. Dalam salah satu perwujudan yang disukai dari penemuan ini, kondisi ini dipenuhi dengan memastikan bahwa arus listrik pertama I-1 mengalir terus menerus melalui baterai daya 5, sehingga baterai daya 5 terus menerus diisi ulang dengan energi listrik dari baterai energi 4 .Pada nilai arus listrik pertama I- 1 yang relatif rendah, daya listrik yang ditransmisikan (energi per satuan waktu) juga kecil, namun pengisian ulang muatan daya baterai 5 yang cukup dapat dicapai karena hampir terus menerus. mengisi ulang dengan energi listrik dari energi baterai4.

Untuk mengontrol besarnya arus listrik dan daya listrik yang ditransmisikan dari baterai energi 4 ke baterai energi 5, alat penyimpan energi listrik 2 dilengkapi dengan pengontrol 8. Untuk mengaktifkan pengaturan proses perpindahan daya listrik dari baterai energi 4 ke baterai daya 5, pengontrol 8 dihubungkan ke baterai energi 4 dan baterai daya 5, serta dengan alat penghubung pertama 6.

Seperti dapat dilihat pada Gambar 1, sistem pengereman regeneratif (10) dihubungkan ke baterai daya (5) melalui sarana penghubung kelima (9). Sesuai dengan metode yang dikenal dalam bidang ini, sistem pengereman regeneratif (10) dikonfigurasikan untuk mengkonversi energi kinetik dari kendaraan darat bertenaga listrik yang bergerak dalam memperlambat pergerakan kendaraan ini menjadi energi listrik. Dalam perwujudan yang disukai dari penemuan ini, energi listrik yang dipulihkan dari sistem pengereman regeneratif (10) disuplai melalui sarana penghubung kelima (9) ke baterai daya (5) (nilai arus listrik kelima 1-5, nilai tegangan kelima V-5).

Pengontrol (8) mengatur proses perpindahan energi listrik melalui alat penghubung pertama (6) dengan mengatur nilai arus listrik pertama I-1 dan tegangan pertama V-1, misalnya melalui alat saklar 11. Misalnya, pengendalian transmisi energi listrik antara kedua baterai ini dapat dilakukan dengan membuka dan mengunci perangkat switching 11 di bawah perintah kendali pengontrol 8. Sebagaimana diketahui dalam industri, perangkat switching 11 jenis ini dapat berkecepatan tinggi, dapat memuat elemen rangkaian seperti kapasitor, induktor dan lain-lain sehingga pengendalian proses transmisi energi listrik dilakukan dengan efisiensi yang relatif tinggi. Misalnya, ketika ada perpindahan energi listrik dari sumber tegangan lebih tinggi ke sumber tegangan lebih rendah, perangkat switching (11) beroperasi dalam mode pengatur uang. Dan bila terjadi perpindahan energi listrik dari sumber bertegangan lebih rendah ke sumber bertegangan lebih tinggi, perangkat switching (11) beroperasi dalam mode pengatur step-up. Perangkat switching yang beroperasi dalam salah satu mode ini (atau keduanya) sudah dikenal luas dalam bidang ini dan oleh karena itu tidak akan dibahas secara rinci di sini.

Dalam perwujudan yang disukai dari penemuan ini, baterai energi (4) dirancang sedemikian rupa sehingga tegangannya umumnya sedikit lebih tinggi daripada tegangan baterai daya (5), bahkan ketika tingkat muatan yang berguna dari baterai energi (4) mendekati minimum. Dengan demikian, alat pengalih (11) dapat dikonfigurasi untuk beroperasi hanya dalam mode buck, yang lebih disukai karena alasan biaya dan efisiensi, namun perpindahan energi listrik dibatasi pada satu arah, yaitu hanya dari daya baterai 4 ke daya baterai. 5. Dengan batasan ini, akan lebih baik jika sewaktu-waktu baterai daya 5 diharapkan menerima energi listrik yang dipulihkan dari sistem pengereman regeneratif 10, tingkat pengisian daya baterai 5 harus cukup rendah agar daya baterai 5 dapat menerima energi tersebut. tanpa risiko pengisian yang berlebihan. , dan tampaknya lebih baik jika karakteristik beban dari baterai daya 5 dipilih untuk menahan situasi seperti itu tanpa terjadi transmisi energi listrik dari baterai daya 5 ke baterai daya 4. Bila perangkat penyimpan energi listrik 2 digunakan di darat Pada kendaraan bertenaga listrik, energi listrik yang dikembalikan oleh sistem pengereman regeneratif (10) ketika kendaraan direm hampir selalu lebih kecil daripada energi listrik yang dikeluarkan untuk akselerasi. Oleh karena itu, secara umum, dimungkinkan untuk mempertahankan tingkat pengisian daya baterai 5 yang diperlukan dalam banyak kasus ketika pulsa energi listrik disuplai ke baterai ini dari sistem pengereman regeneratif 10.

Dalam perwujudan lain dari penemuan ini, alat pengalih (11) dapat beroperasi dalam mode pengatur uang dan mode pengatur penambah bila memungkinkan untuk mentransfer energi listrik dari baterai daya (5) ke baterai daya (4), misalnya, dalam hal pengisian daya baterai yang berlebihan 5 akibat penerimaan energi listrik dari sistem pengereman regeneratif 10.

Gambar 1 juga menunjukkan suatu pengisi daya (12) yang digunakan untuk mengisi ulang alat penyimpan energi listrik (2) dari sumber energi listrik luar (13). Pengisi daya 12 dihubungkan ke perangkat penyimpan energi listrik 2 melalui konektor 14, 15 dan 16.

Dalam salah satu perwujudan yang disukai dari penemuan ini, alat penyimpan energi listrik (2) digunakan untuk menggerakkan motor penggerak (3) kendaraan darat (tidak diperlihatkan). Alat 2 untuk menyimpan energi listrik terletak di dalam kendaraan ini. Dalam hal ini, baterai energi 4 dapat menyediakan pengisian ulang daya baterai 5 hampir terus menerus bahkan saat kendaraan sedang bergerak.

Karena sumber energi listrik eksternal (13) pada umumnya tidak bergerak, maka alat penyimpan energi listrik (2) diisi ulang ketika kendaraan dalam keadaan diam. Dalam hal ini, pengisi daya (12) dapat ditempatkan secara permanen dengan kemungkinan menyuplai perangkat penyimpan energi listrik (2) dengan energi listrik dari sumber energi listrik eksternal (13) di tempat-tempat seperti, misalnya, jaringan listrik.

Melalui konektor 14 dan 16, baterai energi 4 dan baterai daya 5 masing-masing diisi ulang secara independen. Seperti dapat dilihat pada Gambar 1, perpindahan energi listrik dari pengisi daya (12) ke baterai energi (4), yang dalam perwujudan penemuan ini adalah baterai ion litium anhidrat, dilakukan melalui sarana penghubung ketiga (17) yang dibentuk. oleh konektor 14. Nilai tegangan ketiga V-3 pada keluaran alat penghubung ketiga ini 17 dan besarnya arus listrik ketiga I-3 dipilih agar sesuai dengan karakteristik pengisian daya baterai 4. Demikian pula, perpindahan energi listrik dari pengisi daya 12 ke daya baterai 5 dilakukan melalui alat penghubung keempat 18 yang dibentuk oleh konektor 16. Besarnya tegangan keempat V-4 pada keluaran alat penghubung keempat ini 18 dan besarnya arus listrik keempat I-4 dipilih agar sesuai dengan karakteristik pengisian daya baterai 5. Dengan demikian, pengisi daya 12 dikonfigurasi untuk melakukan pengisian ulang secara bersamaan baik energi baterai 4 maupun daya baterai 5.

Untuk mengaktifkan pengendalian tegangan V-3 dan V-4 serta arus listrik I-3 dan I-4 menggunakan pengontrol 8, pengontrol 8 dapat dihubungkan ke pengisi daya 12 melalui konektor 15. Pengendalian tegangan V-3 dan V-4 dan listrik arus I-3 dan I-4 dilakukan dengan menggunakan pengontrol 8 untuk menjamin efisiensi proses pengisian ulang energi baterai 4 dan daya baterai 5 serta mencegah kerusakannya.

Masuk akal untuk berasumsi bahwa pengisian ulang baterai energi 4, yang menghabiskan lebih banyak energi selama pengoperasian dan memiliki kapasitas lebih besar, akan memakan waktu lebih lama daripada mengisi ulang baterai daya 5, sehingga pengontrol 8 harus berhenti mengisi ulang baterai daya 5 lebih awal. Jelas juga bahwa tidak perlu menggunakan pengisi daya (12) untuk mengisi ulang daya baterai 5, karena daya baterai 5 dapat diisi ulang dengan energi listrik dari daya baterai 4. Dengan kata lain, dalam salah satu perwujudan penemuan ini dari sumber energi listrik eksternal 13 melalui perangkat pengisi daya 12, hanya baterai energi 4 yang diisi ulang, setelah itu baterai daya 5 diisi ulang dari baterai energi 4. Dalam perwujudan penemuan ini, konektor 16 dan konektor keempat berarti 18, serta sirkit kendali untuk mengatur arus listrik V-4 keempat dan arus listrik keempat I-4, sehingga mengurangi biaya keseluruhan penerapan perangkat menurut penemuan. Namun, keberadaan konektor 16 dan alat penghubung keempat 18, yang dengannya dimungkinkan untuk mengisi ulang baterai daya 5 langsung dari pengisi daya 12, secara umum tampaknya lebih disukai, karena dengan solusi teknis ini dimungkinkan untuk mengisi ulang secara bersamaan. baterai energi 4 dan baterai daya 5, sehingga mengurangi total waktu yang dihabiskan untuk mengisi ulang perangkat penyimpan energi listrik 2.

Gambar 2A mengilustrasikan proses pengosongan daya baterai (5) seiring waktu. Seperti dapat dilihat pada Gambar 2A, muatan baterai daya (5), yang dalam perwujudan yang lebih disukai dari penemuan ini adalah baterai listrik asam timbal, berkurang secara bertahap sesuai dengan lonjakan tajam dalam daya yang dikonsumsi oleh motor penggerak (3). , yang tercermin dalam grafik pelepasan daya baterai 5 dalam bentuk depresi tajam 19. Lonjakan daya konsumen yang tajam ini, sesuai dengan depresi tajam 19, dapat disebabkan, misalnya dengan mengatasi kelembaman kendaraan (akselerasi), atau mengatasi gaya gesek statis pada saat menstarter kendaraan. Namun, setiap lonjakan daya konsumen, sesuai dengan penurunan tajam 19, menyebabkan penurunan muatan baterai daya 5, meskipun baterai terus menyuplai energi listrik ke motor penggerak 3 karena fakta bahwa baterai tersebut diisi ulang. dengan energi listrik dari baterai energi 4, yang dalam perwujudan pilihan yang dipertimbangkan. Penerapan penemuan ini menggunakan baterai listrik litium. Dengan kata lain, setelah lonjakan daya konsumen yang pertama (setelah penurunan tajam pertama 19 pada grafik pelepasan daya baterai 5), jika konsumen tersebut, yaitu penggerak motor listrik 3, kemudian beroperasi dalam mode stabil , mengemudikan kendaraan dengan kecepatan yang hampir konstan, kemudian dari baterai energi 4 yang merupakan baterai listrik lithium anhidrat, mengisi ulang daya baterai 5 dengan daya yang lebih besar dari daya yang diambil dari daya baterai 5 oleh penggerak motor listrik 3. Dengan demikian, muatan baterai daya 5 dapat meningkat bahkan ketika motor penggerak 3 dihidupkan, jika motor penggerak 3 beroperasi dalam mode stabil.

Pada titik yang ditunjukkan pada sumbu mendatar (sumbu waktu) grafik pada Gambar 2A dengan huruf “R”, alat 2 untuk menyimpan energi listrik, yang meliputi baterai daya 5, yaitu baterai listrik timbal-asam, dihubungkan untuk mengisi ulang sumber energi listrik luar 13 melalui pengisi daya 12. Pada saat pengisian ulang, prosesnya diilustrasikan pada grafik Gambar 2A, mulai dari titik 20, baterai daya 5, yaitu baterai listrik timbal-asam , menerima energi listrik melalui energi pengisi daya 50 dari sumber energi listrik eksternal 13, sehingga muatannya meningkat.

Di antara pengisian ulang dari sumber energi listrik eksternal (13), baterai daya (5) hampir dapat diisi ulang secara konstan dari baterai daya (4), yang dalam perwujudan ini adalah baterai listrik ion litium anhidrat. Berkat pengisian ulang yang hampir konstan ini, tingkat pengisian baterai daya (5), yang dalam perwujudan penemuan ini adalah baterai listrik asam timbal, untuk sementara mencapai “platform” tertentu yang ditunjukkan pada Gambar 2A dengan posisi 21. Selama periode waktu yang sesuai dengan “ situs" 21 ini, penggerak motor listrik 3 ditenagai dari baterai daya 5 (asam timbal) pada tingkat daya rendah dengan pengisian ulang yang konstan dari baterai daya 4 (ion litium). Dengan kata lain, “platform” 21 ini berhubungan dengan mode operasi yang stabil, di mana energi listrik disuplai dari baterai energi 4 melalui baterai daya 5 ke motor listrik penggerak 3. “platform” ini mungkin tidak horizontal, tetapi miring maju dan ke atas (tidak diperlihatkan dalam gambar) dengan tercapainya tingkat pengisian penuh 3% dari daya baterai 5 (timbal-asam). Hal ini menggambarkan bahwa daya baterai 4 menyuplai lebih banyak energi listrik daripada yang dibutuhkan pada waktu tertentu oleh motor penggerak 3, dan sebagian energi listrik digunakan untuk mengisi ulang daya baterai 5.

Gambar 2B mengilustrasikan proses pelepasan baterai energi (4), yang merupakan baterai listrik ion litium yang dapat diisi ulang tanpa air dalam perwujudan penemuan ini, seiring berjalannya waktu. Seperti dapat dilihat pada grafik Gambar 2B, muatan energi baterai (4) berkurang secara merata sepanjang waktu. Meskipun pada grafik pengosongan daya baterai 4 terdapat palung 22 yang berhubungan dengan lonjakan daya konsumen, yang tercermin dalam bentuk palung tajam 19 pada grafik pengosongan daya baterai 5, namun tidak setajam palung 19 pada grafik pengosongan daya baterai 5, jika hanya karena energi baterai 4 tidak dirancang untuk daya tinggi. Seperti dapat dilihat pada Gambar 2B, pada grafik pengosongan baterai energi 4, bagian yang kurang curam berhubungan dengan “platform” 21 pada grafik pengosongan baterai daya 5. Bagian ini berhubungan dengan pengisian ulang baterai daya 5 pada tingkat konsumsi daya listrik yang rendah oleh motor penggerak3.

Jelas bahwa seiring berjalannya waktu, muatan baterai daya 5, yang merupakan baterai listrik timbal-asam, semakin berkurang, seperti dapat dilihat pada Gambar 2A. Pada waktu yang ditunjukkan dengan huruf “R” pada Gambar 2A, alat 2 untuk menyimpan energi listrik, yang juga mencakup baterai energi 4, habis. Pengisian ulang energi baterai 4 juga ditunjukkan pada grafik Gambar 2B (bagian 23). Dalam hal ini, seperti dapat dilihat pada Gambar 2A, ketika energi baterai 4 diisi ulang, tingkat pengisian daya baterai 5 juga secara bertahap meningkat hingga hampir penuh atau bahkan hingga terisi penuh.

Peralatan penyimpan energi listrik (2) biasanya perlu diisi ulang ketika muatan baterai energi (4) turun di bawah tingkat ambang batas tertentu, ditunjukkan dalam garis putus-putus pada Gambar 2B (tingkat ambang batas ini ditunjukkan dengan huruf “L”). Meskipun tingkat pengisian daya baterai 5 dapat ditampilkan pada panel instrumen dan/atau alarm dapat terpicu jika berada di bawah tingkat yang dapat diterima, faktor utama yang menentukan apakah perangkat penyimpan energi listrik 2 perlu diisi ulang adalah dayanya. tingkat daya baterai 4. Penyimpanan energi listrik dapat mencakup sinyal atau panel instrumen (tidak ditunjukkan dalam gambar), yang menampilkan informasi tentang pendekatan tingkat pengisian energi baterai ke nilai ambang batas bawah tertentu atau tentang pencapaian nilai ambang batas yang lebih rendah ini. Misalnya, indikasi seperti itu terjadi pada waktu yang ditunjukkan dengan huruf “R” pada Gambar 2B. Seperti dapat dilihat dari Gambar 2A dan Gambar 2B, tingkat pengisian baterai daya (5) dan baterai energi (4) mencapai ambang batas yang lebih rendah pada waktu yang hampir bersamaan. Perlu dicatat bahwa simultanitas tersebut tidak wajib, dan faktor utama yang menentukan perlunya mengisi ulang perangkat penyimpanan energi listrik 2 adalah tingkat pengisian baterai energi 4. Perlu juga dipahami bahwa nilai ambang batas yang lebih rendah dari tingkat pengisian daya baterai energi 4 dan daya baterai 5 dipilih sedemikian rupa sehingga kemungkinan kerusakan pada baterai energi 4 dan/atau daya baterai 5 dapat dicegah.

Jadi, bila menggunakan alat penyimpan energi listrik 2 yang dijelaskan di atas, energi listrik ditransfer dari baterai daya 4, yang memiliki kepadatan energi tinggi, ke baterai daya 5, yang memiliki kepadatan energi lebih rendah, dan kemudian ke konsumen. energi listrik, yaitu motor penggerak 3. Jadi, pada hakikatnya, daya baterai 5 yang mempunyai rapat energi lebih rendah, menyediakan penyimpanan sementara energi listrik yang berasal dari energi baterai 4 untuk mentransfer energi listrik tersebut ke konsumen, yaitu motor penggerak 3 dengan daya yang sesuai dengan kebutuhan konsumen ini. Baterai energi 4 menyediakan penyimpanan energi listrik yang efisien untuk kendaraan penggerak listrik.

Invensi ini akan diuraikan dan diilustrasikan lebih lanjut dengan membandingkan kendaraan darat yang dilengkapi dengan perangkat penyimpan energi listrik yang diketahui berdasarkan pada baterai listrik asam timbal dan kendaraan serupa yang dilengkapi dengan perangkat penyimpan energi listrik 2 dari penemuan ini.

Kendaraan darat listrik asli Suzuki Motors/REV Consulting yang terkenal, REV Consulting, dengan motor penggerak DC 96 volt dilengkapi dengan paket baterai kesatuan yang terdiri dari 16 unit baterai listrik asam timbal merek Troyan berkualitas tinggi 6 volt. (Trojan-Trade Mark) dihubungkan secara seri, massa total baterai listrik yang dihasilkan adalah 523 kg, total volume yang ditempati adalah 225 liter, dan kapasitas nominalnya adalah 23,4 kilowatt-jam bila beroperasi selama 20 jam. Ini adalah massa dan volume baterai listrik itu sendiri; nilai-nilai ini tidak memperhitungkan massa dan volume struktur pendukung dan rumah yang digunakan untuk memasang, menahan dan mendinginkan baterai listrik. Performanya dapat diterima, tetapi jangkauan kendaraan dengan sekali pengisian daya dibatasi hingga 70 km. Arus listrik rata-rata motor penggerak pada kecepatan kendaraan konstan 60 km/jam adalah sekitar 40 A. Dengan demikian, baterai listrik ini dapat digunakan dengan daya yang jauh lebih kecil dari setengah kapasitas tetapannya. Nilai puncak arus listrik motor penggerak pada saat akselerasi adalah 440 A.

Setelah itu, kendaraan di atas dikenakan konversi, yaitu, dilengkapi dengan baterai daya (5) dan baterai energi (4) sesuai dengan salah satu perwujudan penemuan ini, yang diilustrasikan secara keseluruhan pada Gambar 1. Power Battery 5 terdiri dari delapan unit baterai timbal-asam otomotif Interstate-Trade Mark 12 volt yang dihubungkan secara seri sehingga tegangan nominal baterai listrik ini adalah 96 V. Baterai ini tidak dinilai kapasitasnya, tetapi kapasitas yang disediakan diketahui menjadi arus awalnya adalah 525 A, sedangkan arus awal dingin adalah 420 A. Tegangan maksimum baterai listrik tersebut ketika terisi penuh adalah sekitar 110 V. Baterai energi 4 terdiri dari satu set 480 baterai lithium-polimer listrik yang dihubungkan secara seri paralel. sel, sedangkan kapasitas setiap elemen listrik memiliki rating 11,4 ampere-jam, arus listrik maksimum 4 A, dan tegangan pengenal 3,65 V (diproduksi oleh Electrovaya, Toronto, Kanada). Dalam hal ini elemen-elemen listrik tersebut dihubungkan dalam kelompok yang terdiri dari 12 elemen yang dihubungkan secara paralel, dan 40 kelompok yang diperoleh dihubungkan secara seri. Tegangan maksimum baterai tersebut ketika terisi penuh adalah 160 V, dan tegangan minimumnya jika terjadi pengosongan adalah 120 V.

Baterai daya 5 (timah) dan baterai energi 4 (litium) dihubungkan melalui perangkat switching, yang beroperasi sebagai pengatur uang dengan frekuensi 115 kHz, memberikan efisiensi sekitar 90%. Pengontrol switching 8 digunakan, sesuai dengan sinyal kontrolnya, untuk mengisi ulang baterai daya 5 dengan energi listrik dari baterai daya 4, arus listrik 40 A diberikan segera setelah muatan baterai daya 5 turun menjadi 75% dari tingkat pengisian penuh, dan suplai arus terhenti, ketika tingkat pengisian daya baterai 5 mencapai 80% dari penuh. Untuk baterai energi 4, dimungkinkan untuk mengisi ulang energi listrik dari sumber eksternal 13 dengan tegangan 220 V, frekuensi 60 Hz dan nilai arus maksimum 20 A, dan memperoleh tegangan konstan dengan nilai yang diperlukan. , peralatan yang dikenal di industri digunakan, seperti autotransformator, penyearah dan filter. Selama proses pengisian ulang energi baterai 4, tegangan pengisian diatur sedemikian rupa sehingga arus pengisian tidak melebihi 18 A, dan tegangan kelompok elemen listrik sebelum akhir pengisian diatur sedemikian rupa sehingga tidak ada kelompok elemen listrik. tegangan tidak melebihi 4,20 V.

Selama pengoperasian, arus listrik motor penggerak mencapai maksimum 385 A - dengan akselerasi cepat. Pada saat pengereman regeneratif, besarnya arus balik yang bekerja untuk mengisi ulang daya aki 5 mencapai maksimum 112 A - namun hanya beberapa detik sebelum kendaraan berhenti. Arus listrik rata-rata motor penggerak selama pengoperasian normal kendaraan kurang dari 40 A. Baterai bertenaga 5 dengan mudah mengatasi lonjakan arus, dan menerima pulsa arus balik selama pengereman regeneratif dengan tegangan berlebih yang sangat kecil saja. Bila alat penyimpan energi listrik dari penemuan ini terisi penuh, kendaraan mampu menempuh jarak kira-kira 180 km, setelah itu baterai energi (4) memerlukan pengisian ulang. Jarak tempuh kendaraan tidak berkurang secara nyata bahkan setelah diisi ulang berulang kali.

Massa baterai energi 4 adalah 103 kg, dan massa baterai daya adalah 5-105 kg, sehingga massa total baterai listrik kira-kira 210 kg. Volume yang ditempati oleh baterai energi 4 adalah 50 L, dan volume yang ditempati oleh baterai daya 4-60 L, sehingga total volume baterai listrik adalah 110 L. Massa dan volume ini tidak termasuk massa dan volume struktur pendukung dan rumah yang digunakan untuk memasang, menahan dan mendinginkan baterai listrik, namun jelas bahwa massa dan volume bagian tambahan ini sendiri lebih kecil dibandingkan dengan kasus a perangkat penemuan sebelumnya karena baterai listrik lebih ringan dan lebih sedikit digunakan.

Dengan demikian, perangkat baterai gabungan atau hibrida (2) untuk menyimpan energi listrik menurut penemuan ini jauh lebih ringan, jauh lebih kecil dan jauh lebih efisien dibandingkan dengan kemasan baterai kesatuan dari penemuan sebelumnya, yang dimaksudkan untuk menggantikannya. Dalam contoh yang dibahas di atas, baterai energi 4 mempunyai nilai arus 48 A (dalam kelompok 12 sel listrik yang dihubungkan secara paralel, masing-masing dengan nilai arus 4 A), dan mungkin tidak dapat menyediakan arus 385 A yang menyediakan menggerakkan motor listrik tenaga aki 5 dalam waktu singkat saat mempercepat kendaraan. Namun paket baterai kesatuan, yang menjalankan fungsi baterai daya 5 sesuai dengan tingkat teknologi sebelumnya, jauh lebih berat dan lebih besar. Dengan demikian, alat penyimpan energi listrik (2) dari penemuan ini mempunyai beberapa keunggulan dibandingkan dengan kemasan baterai kesatuan dari penemuan sebelumnya.

Keuntungan lain dari alat penyimpan energi listrik (2) menurut penemuan ini adalah memberikan solusi yang fleksibel terhadap permasalahan penataan baterai energi (4) dan baterai daya (5) pada kendaraan darat bertenaga listrik. Untuk baterai daya (5), yang memberikan pulsa arus listrik jangka pendek dengan besaran besar, tampaknya lebih disukai ditempatkan dekat dengan motor penggerak (3), sehingga meminimalkan biaya kabel pembawa arus tinggi yang mahal dan berat. Peralatan baterai listrik asli pada kendaraan tidak memungkinkan seluruh baterai listrik ditempatkan di sekitar motor penggerak 3 karena ukuran dan berat baterai listrik yang besar, sehingga memerlukan kabel tambahan, yang berhubungan dengan peningkatan biaya dan peningkatan tambahan pada massa keseluruhan sistem tenaga listrik. Pada kendaraan yang dikonversi, baterai daya 5 ditempatkan dekat dengan motor penggerak 3, sehingga mengurangi bobot tambahan dan mengurangi biaya pemasangan kabel yang mahal pada alat penghubung kedua 7. Namun, untuk baterai energi 4, yang beroperasi dengan arus listrik lebih rendah nilai-nilai, Pada sarana penghubung pertama (6) antara baterai listrik ini dan baterai daya (5), kabel yang lebih ringan dan lebih murah dapat digunakan, sehingga memungkinkan untuk menempatkan baterai energi (4) pada jarak yang lebih jauh dari motor penggerak (3) dan motor penggerak (3). daya baterai 5 tanpa memerlukan kabel yang mahal dan berat.

Meskipun penemuan ini telah diuraikan di atas dalam bentuk perwujudan yang disukai dimana baterai energi (4) adalah baterai listrik ion litium anhidrat, akan menjadi jelas bagi seseorang yang ahli dalam bidang ini bahwa baterai listrik selain dari jenis ini dapat digunakan. sebagai baterai energi4. Baterai daya (4) dalam penemuan ini dapat berupa baterai listrik jenis apa saja asalkan rapat energinya lebih tinggi daripada rapat energi baterai daya 5. Ini dapat berupa, misalnya, baterai listrik natrium-belerang, baterai litium- baterai listrik udara, atau bahan kimia yang setara dengannya. Dalam salah satu perwujudan yang disukai dari penemuan ini, baterai energi (4) adalah baterai ion litium polimer, yang dapat diberikan bentuk geometris berbeda, sehingga memungkinkan untuk mengurangi volume total sebenarnya dari perangkat penyimpan energi listrik 2.

Demikian pula, meskipun penemuan ini telah dijelaskan di atas dalam hal perwujudan yang disukai dimana baterai daya (5) adalah baterai listrik asam timbal, akan menjadi jelas bagi seseorang yang ahli dalam bidang ini bahwa baterai daya (5) dapat digunakan. tidak hanya baterai listrik jenis ini. Sebagai baterai daya 5, yang diisi ulang dari baterai energi 4, dalam penemuan ini baterai listrik jenis apa pun dapat digunakan, jika dimungkinkan untuk mengisi ulang baterai tersebut dari baterai energi 4; sebagai baterai daya 5, misalnya, a baterai listrik litium dapat digunakan, dan dalam hal daya baterai 5 juga harus memberikan nilai daya listrik yang besar, misalnya untuk konsumen energi listrik seperti motor penggerak 3, misalnya daya tinggi baterai listrik litium atau litium-ion atau baterai air nikel berdaya tinggi dapat digunakan sebagai baterai berdaya 5 baterai.

Akan terlihat jelas bagi orang yang ahli dalam bidang ini bahwa dalam uraian di atas, istilah "sel listrik" dan "baterai listrik" digunakan secara bergantian, meskipun istilah "baterai listrik" mempunyai arti yang lebih luas karena baterai listrik dapat mengandung lebih dari satu elemen listrik. Dengan mengingat peringatan ini, dapat dikatakan bahwa baterai energi 4 dan baterai daya 5 dapat berupa baterai listrik atau sel listrik.

Perlu juga dipahami bahwa perangkat menurut penemuan ini, selain komponen yang ditunjukkan pada Gambar 1, dapat mencakup komponen dan perangkat lain, seperti filter, kapasitor, induktor, elemen penginderaan dan elemen lain yang dikenal dalam industri yang diperlukan untuk pengoperasian peralatan 2 untuk menyimpan energi listrik menurut penemuan, yang tidak ditunjukkan pada Gambar 1 untuk menghindari kekacauan gambar.

Selain itu, harus dipahami bahwa, meskipun uraian di atas telah mengungkapkan berbagai ciri penemuan ini sehubungan dengan satu atau perwujudan lain, berbagai ciri penemuan yang diusulkan dan perwujudannya dapat digabungkan atau digunakan dalam kombinasi dengan ciri dan perwujudan lain. dari penemuan yang diusulkan, penemuan yang dijelaskan dan diilustrasikan dalam spesifikasi ini.

Meskipun hanya perwujudan tertentu yang disukai dari penemuan ini yang dijelaskan dan diilustrasikan di sini, harus dipahami bahwa ruang lingkup penemuan ini tidak terbatas pada perwujudan khusus ini. Invensi ini mencakup semua perwujudan yang setara secara fungsional, elektris, atau mekanis dari perwujudan spesifik yang dibahas di atas dan ciri-ciri penemuan yang dijelaskan dan diilustrasikan di atas.

MENGEKLAIM

1. Catu daya untuk menyediakan daya listrik ke motor listrik penggerak, dikonfigurasikan untuk mengkonsumsi energi listrik pada berbagai tingkat daya, terdiri dari baterai listrik pertama yang dapat diisi ulang, disebut baterai energi, yang mempunyai karakteristik pertama dalam watt-jam per liter, disebut a kepadatan energi pertama, dan menyediakan penyimpanan sejumlah energi listrik pertama, dan baterai listrik kedua yang dapat diisi ulang, yang disebut baterai daya, yang ketika menyimpan energi listrik, memiliki karakteristik kedua dalam watt-jam per liter, yang disebut kepadatan energi kedua, yang kurang dari kepadatan energi pertama, menyediakan penyimpanan sejumlah energi listrik kedua, yang kurang dari jumlah energi listrik pertama, dan menyediakan pasokan energi listrik ke motor penggerak pada tingkat konsumsi daya yang berbeda, suatu pengontrol yang dikonfigurasi untuk mengatur proses pengisian ulang daya baterai secara terus menerus dengan energi listrik dari energi baterai, sekaligus menyediakan catu daya dengan energi listrik yang disimpan dalam baterai energi, menggerakkan motor pada tingkat konsumsi daya yang berbeda melalui daya baterai.

2. Catu daya menurut klaim 1, dimana pengendalian proses pengisian ulang daya baterai secara terus menerus dengan energi listrik dilakukan dengan mengatur aliran energi listrik dari baterai daya ke baterai daya melalui sarana penghubung pertama. .

3. Catu daya menurut klaim 2, selain itu termasuk alat penyambung yang termasuk dalam rangkaian alat penghubung pertama, dimana proses pengisian ulang daya baterai secara terus-menerus dengan energi listrik diatur dengan mengatur alat penyambung yang termasuk dalam rangkaian. sarana penghubung pertama.

4. Catu daya menurut klaim 1, dimana baterai daya adalah baterai listrik berbasis litium yang dipilih dari yang berikut: baterai ion litium anhidrat, baterai litium udara, baterai ion litium polimer, dan baterai daya adalah baterai timah -baterai asam.

5. Sumber energi listrik menurut klaim 1, dimana paket baterai litium polimer anhidrat digunakan sebagai baterai energi.

6. Sumber energi listrik menurut klaim 5, dilengkapi dengan rumahan, dan paket baterai litium polimer anhidrat ditempatkan di bagian ruang rumahan ini.

7. Suatu alat untuk menyimpan energi listrik untuk memberi daya pada konsumen energi listrik, terdiri dari baterai listrik yang dapat diisi ulang yang mempunyai karakteristik pertama dalam watt jam per liter, juga disebut kerapatan energi pertama, dan dikonfigurasikan untuk dihubungkan secara elektrik ke sumber energi listrik eksternal , suatu alat listrik yang dapat diisi ulang, mempunyai sifat kedua dalam watt-jam per liter, disebut juga rapat energi kedua, yang lebih kecil dari rapat energi pertama, dimana baterai listrik kedua ini disambungkan secara elektrik ke baterai listrik pertama dan disambungkan secara elektrik ke konsumen energi listrik, dimana Selama pengoperasian, perangkat listrik yang dapat diisi ulang terhubung ke konsumen energi listrik dan kemungkinan memberi daya pada konsumen energi listrik disediakan sambil memastikan pengisian ulang perangkat listrik yang dapat diisi ulang dengan energi listrik dari listrik hampir terus-menerus baterai, sedangkan baterai listrik dapat disambungkan secara berkala ke sumber energi listrik eksternal untuk diisi ulang sesuai kebutuhan.

8. Alat untuk menyimpan energi listrik menurut klaim 7, di mana baterai listrik yang dipilih dari daftar berikut digunakan sebagai baterai listrik yang dapat diisi ulang: baterai lithium ion anhidrat, baterai lithium ion polimer, baterai natrium-sulfur.

9. Perangkat penyimpan energi listrik menurut klaim 7, di mana baterai listrik yang dipilih dari daftar berikut digunakan sebagai perangkat listrik yang dapat diisi ulang: baterai litium berdaya tinggi, baterai litium-ion, baterai air nikel berdaya tinggi, timbal- baterai asam, baterai hibrida paduan nikel, baterai nikel-logam, baterai nikel-kadmium.

10. Alat penyimpan energi listrik menurut klaim 7, dimana baterai listrik yang dapat diisi ulang adalah baterai dengan daya yang dapat diisi ulang, dan perangkat listrik yang dapat diisi ulang adalah baterai dengan daya yang dapat diisi ulang untuk pengisian ulang yang secara substansial terus menerus dari baterai dengan daya yang dapat diisi ulang.

11. Suatu alat untuk menyimpan energi listrik menurut klaim 10, selanjutnya terdiri dari suatu pengontrol untuk mengatur proses pengisian ulang daya baterai yang hampir terus menerus dengan energi listrik dari baterai energi.

12. Alat untuk menyimpan energi listrik menurut klaim 11, juga mengandung alat switching yang melaluinya setidaknya sebagian energi listrik ditransfer dari baterai energi ke baterai daya, dengan menggunakan pengontrol, pengaturan proses hampir terus menerus pengisian daya baterai dengan energi listrik dari energi baterai.

13. Alat penyimpan energi listrik menurut klaim 10, dimana baterai listrik berbahan litium digunakan sebagai baterai energi, dan baterai listrik asam timbal digunakan sebagai baterai daya.

14. Alat untuk menyimpan energi listrik menurut klaim 13, di mana paket baterai litium polimer anhidrat digunakan sebagai baterai energi, dimana perangkat tersebut mempunyai wadah dan paket baterai litium polimer anhidrat tertentu ditempatkan di bagian dari ruang perumahan ini.

15. Suatu alat untuk menyimpan energi listrik menurut klaim 10, dimana penggunaan energi listrik yang disimpan dalam baterai energi dipastikan untuk memberi daya pada konsumen energi listrik melalui baterai daya, dimana daya baterai dikonfigurasikan untuk memberi daya pada konsumen energi listrik. energi listrik dengan nilai daya, arus, dan tegangan listrik yang sesuai dengan kebutuhan arus konsumen energi listrik.

16. Alat untuk menyimpan energi listrik menurut klaim 10, yang mana baterai daya dikonfigurasikan untuk dihubungkan secara elektrik ke sumber energi listrik eksternal untuk diisi ulang, sedangkan baterai daya dapat dihubungkan ke sumber energi eksternal untuk pengisian ulang pada saat pengisian energi baterai baterai diperlukan.

17. Alat untuk menyimpan energi listrik menurut klaim 16, yang memungkinkan untuk menghubungkan baterai energi dan baterai daya ke sumber energi listrik eksternal melalui pengisi daya.

18. Alat penyimpan energi listrik menurut klaim 16, yang konsumen energi listriknya adalah penggerak motor listrik kendaraan darat yang di dalamnya dipasang alat penyimpan energi listrik tersebut, sekaligus menjamin pengisian daya baterai yang hampir konstan dengan energi listrik dari energi baterai, termasuk termasuk pada saat kendaraan sedang bergerak.

19. Alat untuk menyimpan energi listrik menurut klaim 18, yang sumber energi listrik eksternalnya tidak bergerak, dan kemampuan untuk mengisi ulang energi baterai disediakan ketika kendaraan dalam keadaan diam.

20. Suatu metode penyimpanan energi listrik untuk memberi daya pada konsumen energi listrik pada berbagai tingkat konsumsi daya, termasuk operasi berikut:

mengisi ulang baterai energi yang dapat diisi ulang yang mempunyai karakteristik pertama dalam watt jam per liter, juga disebut kepadatan energi pertama; mengisi ulang baterai daya yang dapat diisi ulang yang mempunyai karakteristik kedua dalam watt jam per liter, disebut juga kepadatan energi kedua, yang lebih kecil dari kepadatan energi pertama; perpindahan energi listrik dari tenaga baterai ke konsumen energi listrik pada berbagai tingkat konsumsi tenaga listrik; mengisi ulang daya baterai dengan energi listrik dari energi baterai.

21. Metode menurut klaim 20, dimana pengoperasian pengisian ulang baterai daya dengan energi listrik dari baterai daya dilakukan dalam bentuk pengisian ulang daya baterai secara terus menerus dari baterai daya pertama melalui perangkat switching yang dikendalikan oleh pengontrol.

22. Metode menurut klaim 20, dimana motor listrik penggerak kendaraan darat digunakan sebagai konsumen energi listrik, dan baterai energi yang dapat diisi ulang serta baterai daya yang dapat diisi ulang dipasang pada kendaraan tersebut.

23. Metode menurut klaim 22, yang selanjutnya mencakup pengoperasian pengisian ulang baterai energi pertama yang dapat diisi ulang secara berkala dari sumber energi listrik yang tidak bergerak ketika muatan baterai energi isi ulang pertama turun di bawah nilai ambang batas yang ditetapkan.

24. Metode menurut klaim 20, di mana baterai energi yang dapat diisi ulang dipilih dari daftar berikut: baterai lithium ion anhidrat, baterai lithium air, baterai lithium ion polimer, dan baterai daya dipilih dari daftar berikut: timbal-asam baterai, baterai litium berdaya tinggi, baterai litium ion, baterai air nikel berdaya tinggi, baterai logam nikel, baterai hibrida paduan nikel, baterai nikel kadmium.

25. Sumber energi listrik menurut salah satu klaim 1 sampai 6, di mana pengontrol dikonfigurasi untuk mengatur proses pengisian ulang intermiten baterai daya isi ulang pertama dengan energi listrik dari baterai daya isi ulang kedua.

26. Perangkat penyimpanan energi listrik sesuai dengan salah satu klaim 7 sampai 19, dimana perangkat listrik yang dapat diisi ulang dikonfigurasi untuk mengisi ulang baterai yang dapat diisi ulang selama pengoperasian.

27. Metode penyimpanan energi listrik menurut salah satu klaim 20-24, termasuk pengoperasian pengisian energi baterai dari baterai daya pada saat daya baterai tidak diisi ulang dengan menggunakan baterai energi.

Kemungkinan penyimpanan listrik pada skala industri bermanfaat bagi semua pelaku pasar: produsen, pemasok, konsumen, dan regulator

Laporan analitis terbaru dari organisasi penelitian GTM Research dan ESA’s A.S. Energy Storage Monitor melaporkan rekor tingkat investasi dalam proyek penyimpanan energi. Volume investasi ventura dan pembiayaan proyek di sektor ini pada kuartal ketiga tahun 2016 mencapai $660 juta dengan perkiraan tahunan sebesar $812 juta. Kami melihat bahwa di negara-negara maju, teknologi penyimpanan energi sedang memasuki tahap penggunaan “pra-komersial”.

Masalah penghematan

Perbedaan utama antara industri tenaga listrik dan industri “fisik” lainnya adalah ketidakmungkinan menyimpan barang yang dihasilkannya dalam skala industri. Dalam setiap satuan waktu, industri ini harus memproduksi listrik sebanyak yang dibutuhkan konsumen.

Untuk menyediakan kemampuan ini, diperlukan kapasitas pembangkit cadangan yang mahal atau sistem tenaga listrik kompleks yang tersebar secara geografis. Tidak mungkin dalam sistem energi hanya ada pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN), yang tidak dapat dengan cepat melepaskan dan menambah beban, atau hanya sumber energi terbarukan (RES) - matahari dan angin, misalnya, mungkin tidak bersinar atau berhembus ke sumber energi. waktu yang tepat. Oleh karena itu, sebagian besar pembangkitan dilakukan dengan menggunakan sumber daya fosil tradisional (batubara, gas), yang memberikan keandalan dan kemampuan manuver yang diperlukan.

Mode operasi sistem energi apa pun ditentukan terutama oleh tingkat beban dari konsumen. Biasanya konsumsi listrik menurun secara signifikan pada malam hari, dan pada pagi dan sore hari melebihi tingkat konsumsi siang hari. Dan secara umum, terlepas dari waktu, beban listrik terus berubah. Fluktuasi yang konstan ini mempersulit tugas menjaga keseimbangan antara produksi dan konsumsi dan mengarah pada fakta bahwa kapasitas pembangkit beroperasi dalam mode suboptimal secara ekonomi untuk sebagian besar waktu.

Ada tiga jenis pembangkit listrik tradisional: nuklir, termal (CHP) dan pembangkit listrik tenaga air (HPP). Demi alasan keamanan, pembangkit listrik tenaga nuklir tidak mengatur bebannya. Pembangkit listrik tenaga air jauh lebih cocok untuk bekerja dengan jadwal beban yang tidak merata, namun pembangkit listrik tersebut tidak tersedia di setiap sistem energi, dan jika tersedia, jumlahnya tidak selalu dalam jumlah yang dibutuhkan. Dengan demikian, beban utama untuk menutupi ketidakrataan konsumsi listrik harian berada pada pembangkit listrik tenaga panas. Hal ini, pada gilirannya, menyebabkan pengoperasiannya menjadi tidak ekonomis, meningkatkan konsumsi bahan bakar dan, sebagai akibatnya, biaya listrik bagi konsumen.

Semua masalah di atas, serta sejumlah masalah lainnya, dapat diselesaikan dengan menggunakan teknologi penyimpanan energi industri.

Efek akumulasi

1. Efek pada pembangkitan: penggunaan perangkat penyimpanan akan mengoptimalkan proses produksi listrik dengan meratakan jadwal beban pada peralatan pembangkit yang paling mahal, serta menghilangkan peran pembangkit listrik termal yang mahal sebagai pengatur. Pada gilirannya, hal ini pasti akan mengarah pada pengurangan konsumsi bahan bakar hidrokarbon, peningkatan tingkat pemanfaatan kapasitas terpasang pembangkit listrik, peningkatan keandalan pasokan energi dan pengurangan kebutuhan pembangunan kapasitas baru.

2. Dampak terhadap peraturan pemerintah: perangkat penyimpanan memungkinkan terciptanya cadangan energi tanpa pengoperasian kapasitas pembangkit yang berlebihan, mengoptimalkan mode pengoperasian pembangkit listrik, dan memastikan kelancaran beban minimum malam dan maksimum siang hari.

3. Dampak bagi konsumen: listrik menjadi lebih murah, keandalan pasokan listrik meningkat, dimungkinkan untuk menjamin pengoperasian peralatan penting jika terjadi pemadaman listrik dan membuat cadangan jika terjadi kecelakaan.

4. Dampak terhadap kompleks jaringan listrik: perangkat penyimpanan mengurangi beban puncak pada gardu induk dan biaya peningkatan infrastruktur jaringan, meningkatkan kualitas dan keandalan pasokan energi ke konsumen.

Efek tambahan

Saat ini salah satu tren utama energi global adalah pengembangan pembangkit energi terbarukan. Di antara negara-negara yang mengembangkan energi hijau, contoh yang paling mencolok adalah Denmark, yang menghasilkan 140% kebutuhan energi nasional dengan menggunakan sumber energi terbarukan, dan Jerman, di mana sumber energi terbarukan menyumbang sekitar 50% dari kapasitas pembangkit listrik terpasang (94 dari 182 GW) dan pangsa ini terus tumbuh terus bertambah. Pada waktu-waktu tertentu, sumber energi terbarukan sudah dapat memenuhi hingga 100% kebutuhan listrik. Pada saat yang sama, pembangkit listrik tenaga panas dan nuklir harus menjalankan fungsi cadangan, karena produksi pembangkit energi terbarukan tidak konstan. Penyimpanan listrik dapat menjadi cara untuk melanjutkan keberhasilan integrasi sumber energi terbarukan ke dalam sistem energi di berbagai negara; penyimpanan listrik akan memperlancar fluktuasi dalam produksi sumber energi terbarukan dan meratakan jadwal beban.

Tren lainnya adalah pengembangan energi terdistribusi. Konsumen ingin meminimalkan biaya dan memasang sumber pembangkit sendiri (misalnya panel surya atau generator angin). Di negara-negara dimana pangsa pembangkit listrik terdistribusi tinggi, timbul masalah dalam mengintegrasikan konsumen tersebut ke dalam sistem pasar. Karena konsumen sendiri mengambil listrik dari sumbernya sebanyak yang dia butuhkan pada waktu tertentu, dia mungkin mengalami surplus. Masalah menjual kelebihan ini ke jaringan dapat diselesaikan dengan bantuan drive. Selain itu, mereka juga dapat digunakan untuk membuat cadangan individu.

Kompetisi teknologi

Saat ini, 99% akumulasi dan penyimpanan listrik industri (sekitar 132,2 GW) disediakan oleh pembangkit listrik tenaga pompa (PSPP). Semua teknologi penyimpanan lainnya menyumbang 1%, terutama penyimpanan udara terkompresi, baterai natrium sulfida, dan baterai litium. Perangkat penyimpanan yang paling terbukti adalah pembangkit listrik penyimpanan yang dipompa dan perangkat yang beroperasi pada teknologi udara bertekanan. Teknologi lainnya masih dalam proses pengembangan.

Namun, meskipun pembangkit listrik dan perangkat penyimpanan yang dipompa yang menggunakan teknologi udara bertekanan dapat menyimpan listrik dalam jumlah yang cukup besar selama beberapa jam, pembangkit listrik tersebut sangat terbatas dalam hal memasok energi dalam jumlah besar untuk mendukung atau melawan berbagai fluktuasi jangka pendek.

Sedangkan untuk baterai, perkiraan biaya pemasangan saat ini berkisar antara $200 hingga $800 per kW kapasitas terpasang. Baterai timbal-asam memiliki biaya terendah, karena mereka berada pada tahap perkembangan teknologi yang lebih tinggi. Kisaran ini berada pada kisaran biaya paling rendah untuk penyimpanan yang dipompa, namun jauh lebih rendah dibandingkan teknologi penyimpanan potensial dan baru lainnya. Namun, kelemahan utama baterai timbal-asam dan baterai lainnya adalah masa pakainya yang rendah dibandingkan dengan pembangkit listrik penyimpanan yang dipompa, yang memiliki masa pengoperasian lebih lama. Masa pakai baterai sangat bervariasi tergantung pada frekuensi penggunaan, laju pengosongan, dan jumlah siklus pengosongan dalam.

Apakah Rusia memerlukan teknologi penyimpanan energi?

Penyimpanan listrik dinobatkan oleh McKinsey Global Institute sebagai salah satu dari 12 teknologi disruptif yang akan mengubah perekonomian global secara signifikan. BCC Research memperkirakan bahwa pasar untuk semua jenis baterai isi ulang akan tumbuh pada tingkat pertumbuhan tahunan gabungan sebesar 18,7% selama sepuluh tahun ke depan, dari $637 juta pada tahun 2014 menjadi $3,96 miliar pada tahun 2025.

Kapasitas perangkat penyimpanan listrik di negara-negara UE, Amerika Serikat dan Tiongkok, menurut berbagai skenario Badan Energi Internasional, akan meningkat dari dua menjadi delapan kali lipat pada tahun 2050. Di Rusia, setelah tahun 2022, siklus investasi baru di sektor energi diperkirakan akan terjadi. Potensi ceruk untuk fasilitas energi baru diperkirakan mencapai 15-30 GW. Investasi dapat mencapai $500-700 miliar pada tahun 2035. Pada saat yang sama, hampir semua pelaku pasar akan mendapatkan keuntungan dari penggunaan perangkat penyimpanan.

Industri tenaga listrik adalah salah satu dari sedikit bidang di mana tidak terdapat penyimpanan “produk” yang diproduksi dalam skala besar. Penyimpanan energi industri dan produksi berbagai jenis perangkat penyimpanan merupakan langkah selanjutnya dalam industri tenaga listrik besar. Sekarang tugas ini menjadi sangat akut - seiring dengan pesatnya perkembangan sumber energi terbarukan. Terlepas dari keunggulan sumber energi terbarukan yang tidak dapat disangkal, masih ada satu masalah penting yang harus diselesaikan sebelum sumber energi alternatif diperkenalkan dan digunakan secara luas. Meskipun energi angin dan matahari ramah lingkungan, pembangkitannya bersifat intermiten dan memerlukan penyimpanan energi untuk digunakan nanti. Bagi banyak negara, tugas yang sangat mendesak adalah memperoleh teknologi penyimpanan energi musiman – karena fluktuasi besar dalam konsumsi energi. Ars Technica telah menyiapkan daftar teknologi penyimpanan energi terbaik, dan kita akan membicarakan beberapa di antaranya.

Akumulator hidrolik

Teknologi tertua, paling matang dan tersebar luas untuk menyimpan energi dalam volume besar. Prinsip pengoperasian akumulator hidrolik adalah sebagai berikut: ada dua tangki air - satu terletak di atas yang lain. Ketika kebutuhan listrik rendah, energi tersebut digunakan untuk memompa air ke reservoir atas. Selama jam sibuk konsumsi listrik, air dialirkan ke hidrogenerator yang dipasang di sana, air memutar turbin dan menghasilkan listrik.

Di masa depan, Jerman berencana menggunakan tambang batu bara tua untuk membuat tangki penyimpanan yang dipompa, dan para peneliti Jerman sedang berupaya menciptakan bola penyimpan air beton raksasa yang ditempatkan di dasar laut. Di Rusia ada PSPP Zagorskaya yang terletak di Sungai Kunya dekat desa Bogorodskoe di distrik Sergiev Posad di wilayah Moskow. PSPP Zagorskaya adalah elemen infrastruktur penting dari sistem energi pusat, yang berpartisipasi dalam pengaturan otomatis frekuensi dan aliran daya, serta mencakup beban puncak harian.

Seperti yang dikatakan Igor Ryapin, kepala departemen Asosiasi "Komunitas Konsumen Energi" pada konferensi "Energi Baru": Internet Energi, yang diselenggarakan oleh Pusat Energi Sekolah Bisnis Skolkovo, kapasitas terpasang semua akumulator hidrolik di dunia adalah sekitar 140 GW, keunggulan teknologi ini mencakup jumlah siklus yang besar dan masa pakai yang lama, efisiensi sekitar 75-85%. Namun pemasangan akumulator hidrolik memerlukan kondisi geografis yang khusus dan biaya yang mahal.

Perangkat penyimpanan energi udara terkompresi

Metode penyimpanan energi ini pada prinsipnya mirip dengan hidrogenerasi - namun, alih-alih air, udara dipompa ke dalam reservoir. Dengan menggunakan motor (listrik atau lainnya), udara dipompa ke dalam tangki penyimpanan. Untuk menghasilkan energi, udara terkompresi dilepaskan dan memutar turbin.

Kerugian dari perangkat penyimpanan jenis ini adalah efisiensinya yang rendah karena sebagian energi selama kompresi gas diubah menjadi bentuk termal. Efisiensinya tidak lebih dari 55%; untuk penggunaan yang rasional, penggeraknya membutuhkan banyak listrik yang murah, sehingga saat ini teknologi tersebut digunakan terutama untuk tujuan eksperimental, total kapasitas terpasang di dunia tidak melebihi 400 MW.

Garam cair untuk penyimpanan energi matahari

Garam cair menahan panas untuk waktu yang lama, sehingga ditempatkan di pembangkit listrik tenaga panas matahari, di mana ratusan heliostat (cermin besar yang terkonsentrasi pada matahari) mengumpulkan panas dari sinar matahari dan memanaskan cairan di dalamnya - dalam bentuk garam cair. Kemudian dialirkan ke tangki, kemudian melalui pembangkit uap diputar turbin yang menghasilkan listrik. Salah satu keuntungannya adalah garam cair beroperasi pada suhu tinggi - lebih dari 500 derajat Celcius, yang berkontribusi pada efisiensi pengoperasian turbin uap.

Teknologi ini membantu memperpanjang jam kerja, atau memanaskan ruangan dan menyediakan listrik di malam hari.

Teknologi serupa digunakan di Taman Surya Mohammed bin Rashid Al Maktoum - jaringan pembangkit listrik tenaga surya terbesar di dunia, yang disatukan dalam satu ruang di Dubai.

Aliran sistem redoks

Baterai aliran adalah wadah besar elektrolit yang dilewatkan melalui membran dan menghasilkan muatan listrik. Elektrolitnya bisa berupa vanadium, serta larutan seng, klorin, atau air garam. Mereka dapat diandalkan, mudah digunakan, dan memiliki masa pakai yang lama.

Belum ada proyek komersial, total kapasitas terpasang 320 MW, terutama dalam rangka proyek penelitian. Keunggulan utamanya adalah sejauh ini satu-satunya teknologi baterai dengan keluaran energi jangka panjang - lebih dari 4 jam. Kerugiannya termasuk ukurannya yang besar dan kurangnya teknologi daur ulang, yang merupakan masalah umum pada semua baterai.

Pembangkit listrik Jerman EWE berencana membangun baterai aliran 700 MWh terbesar di dunia di Jerman di gua-gua tempat gas alam sebelumnya disimpan, Clean Technica melaporkan.

Baterai tradisional

Ini adalah baterai yang mirip dengan baterai yang digunakan pada laptop dan ponsel pintar, tetapi dalam ukuran industri. Tesla memasok baterai tersebut untuk pembangkit listrik tenaga angin dan surya, dan Daimler menggunakan baterai mobil bekas untuk ini.

Penyimpanan termal

Rumah modern perlu didinginkan - terutama di iklim panas. Fasilitas penyimpanan termal memungkinkan air yang disimpan dalam tangki dibekukan semalaman; pada siang hari, es mencair dan mendinginkan rumah, tanpa AC yang mahal dan biaya energi yang tidak perlu.

Perusahaan California Ice Energy telah mengembangkan beberapa proyek serupa. Ide mereka adalah bahwa es hanya diproduksi selama periode jaringan listrik di luar jam sibuk, dan kemudian, alih-alih membuang listrik tambahan, es tersebut digunakan untuk mendinginkan ruangan.

Ice Energy berkolaborasi dengan perusahaan Australia yang ingin menghadirkan teknologi baterai es ke pasar. Di Australia, karena aktifnya matahari, penggunaan panel surya dikembangkan. Kombinasi matahari dan es akan meningkatkan efisiensi energi secara keseluruhan dan ramah lingkungan pada rumah.

Roda gila

Roda gila super adalah akumulator inersia. Energi kinetik gerak yang tersimpan di dalamnya dapat diubah menjadi listrik dengan menggunakan dinamo. Ketika kebutuhan listrik muncul, struktur tersebut menghasilkan energi listrik dengan memperlambat roda gila.