تخزين الطاقة
تخزين طاقة (بالإنجليزية:Energy storage ) توجد مواد لتخزين نوع معين من الطاقة بحيث يمكن استغلال الطاقة المخزونة في وقت لاحق عند الاحتياج لها لأداء شغل. وأنواع الطاقة تكون إما في صورة طاقة الوضع (مثل الجاذبية و الطاقة الكيميائية و الطاقة الكهربائية ) ، أو طاقة حركة (مثل الطاقة الحرارية ) . وتخزن الساعة ذات الزنبرك طاقة عملها في الزنبرك الذي يُشد ويعمل آليا، وتخزن بطارية الطاقة في صورة طاقة كيميائية وتتحول فيها الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربية تشغل الحاسوب وتشغل ساعة الحاسوب حتي في وقت عدم تشغيل الحاسوب . وتخزن محطات كهرومائية الماء في الخزانات في صورة طاقة الوضع الناجمة عن الجاذبية . ويعتبر الوقود الأحفوري مثل الفحم و النفط مخزنا للطاقة الشمسية، وحتي المأكولات التي نتناولها وما تحويه من كربوهيدرات و سكر و بروتين و دهنيات هي مخزونات طاقة في صورة كيميائية اختزنت من أصل تكوينها وهي أشعة الشمس أي ألطاقة الشمسية.
التاريخ
يعتبر تخزين الطاقة عملية طبيعية وقديمة في الكون - وقد اختزنت الطاقة الموجودة عند بدء الخلق في النجوم و الشمس التي هي [[نجم من ضمن النجوم . وتستخدم تلك الطاقة مباشرة في التسخين بأشعة الشمس أو بطريقة غير مباشرة عن طريق زرع الأشجار والمحاصيل يوت وتحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية بواسطة الخلايا الشمسية . ويسمح تخزين الطاقة باستغلالها وقت الحاجة إليها . ومن نظم تخزين الطاقة التي تستخدم في الصناعة والمواصلات على نطاق واسع :طاقة ميكانيكية ، و طاقة كهربائية ، وطاقة كيميائية و طاقة حيوية , و طاقة حرارية و طاقة نووية. وفي العصور الوسطي استغلت الطاقة المخزونة في المياه في تشغيل الدواليب المائية لتحريك طواحين الغلال أو لتدوير آلات بسيطة أخرى . وأنشأت أنظمة من مخازن المياه والسدود لتخزين الماء والاستفادة من طاقة الوضع المخزونة فيها بتسريبها من عال عند الاحتياج إليها.
مقارنة بين طرق تخزين الطاقة الكهربائية
لا يمكن تخزين الطاقة الكهربائية مباشرة حيث أن التيار الكهربائي عبارة عن حركة الإكترونات . ولذلك فلا بد دائما من تحويل الطاقة الكهربائية إلى نوع آخر من الطاقة ثم استعادتها في صورة طاقة كهربية عند الحاجة إليها . وتتم أي عملية لتحويل الطاقة من صورة لأخرى دائما بحدوث فقد جزء منها قد يكون فقدا كبيرا أو صغيرا .
| الطريقة[1] | مكثف |
مكثف مزدوج الطبقاتEDLC | موصل فائق - ملف |
حدافة حديد صلب, قديمة النوع 3.000 1/min |
حدافة حديثة 80.000 1/min |
مركم | سدود مائية |
خزان ضغط هوائي |
طاقة غاز الهيدروجين |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| القدرة القصوى (ميجاواط) |
0,01 | 0,1 | 7 | 15 | 50 | 17[2] | 1060 | 290 | 0,2 |
| طول عمر التشغيل (دورة) |
100 Mio | 0,5 Mio | 1 Mio | 1 Mio | 1 Mio | 2000 | ? | ? | 30'000 h[3] (Brennstoffzelle) |
| الكفاءة (%) |
95 | 90 | 90 | 90 | 95 | 80 | 80 | 42[4]-54[5] | 18,2 |
| التفريغ الذاتي (%/ساعة) |
0,01 | 0,2 | ? | 3–20 | 0,1–10 | 0,01 | ? | ? | 0,1 |
| كلفة الإنشاء (يورو/كيلوواط ساعي) |
200.000 | 10.000 | 30–2000 | 5000 | ? | 100 | 71 | محطة تجريبية |
[6] |
| كثافة الطاقة (كيلوواط ساعي/طن) |
مكثف كهرلي|0,03]] | 5 | 0,03 | 6 | 50[7] | 30–120 | 0,4 | 9 | 33'300[8] |
| وقت التفريغ للحجم المعتاد |
0,01 s | 100 s | 0,01 s | 100 s | 100 s | 1 h | 8 h | 2 h | 0,5 h |
وق عُلّمت بعض المربعات أو القيم بألوان مختلفة ،تعني: الأخصر =جيدة جدا ، الأحمر =سيئة جدا ، وتعطي الأرقام بيانات المحطات الكبير في حالة التشغيل المستمر
اقرأ أيضا
المراجع
- ↑ [1] تقنية تخزين التيار في مقارنة
- ↑ Batteriespeicheranlage in Berlin
- ↑ U.Bünger, W.Weindorf: Brennstoffzellen - Einsatzmöglichkeiten für die dezentrale Energieversorgung. Ludwig-Bölkow-Systemtechnik, Ottobrunn 1997.
- ↑ [2]
- ↑ [3]
- ↑ Versuchsanlagen zur Speicherung von Wasserstoff
- ↑ [4] Fortschritt bei Schwungräden
- ↑ Technische Eigenschaften von Wasserstoff