El almacenaje de energía del es el almacenar de una cierta forma de la energía que se pueda dibujar sobre en un rato posterior de realizar una cierta operación útil. Un dispositivo que almacena energía a veces se llama un acumulador . Todas las formas de energía son la energía potencial (eg., químico o gravitacional) o la energía cinética . Un viento encima del reloj almacena la energía potencial (en este caso mecánica, en la tensión de resorte), una energía química fácilmente convertible de los almacenes de la batería para mantener una viruta del reloj un funcionamiento de la computadora (eléctricamente) incluso cuando se apaga la computadora, y una presa hidroeléctrica almacena la energía en un depósito como energía potencial gravitacional. Incluso el alimento es una forma de almacenaje de energía, producto químico en este caso.

Historia

El almacenaje de energía como proceso natural es tan viejo como el universo sí mismo - la energía presente en la creación inicial del universo se ha lanzado en estrellas tales como el Sun, y ahora está siendo utilizada por los seres humanos directo (e. a través de la calefacción solar ), o indirectamente (e. creciendo cosechas o la conversión en electricidad en células solares). Los sistemas del almacenaje de energía en uso comercial se pueden categorizar hoy amplio como mecánicos, eléctricos, químico, biológico, termal y nuclear.

Como actividad útil, el almacenaje de energía ha existido desde prehistoria, aunque no fue reconocido a menudo explícitamente como tal. Un ejemplo del almacenaje deliberado de la energía mecánica es el uso de registros o de cantos rodados como medidas defensivas en fortalezas antiguas - los registros o los cantos rodados fueron recogidos en la tapa de una colina o de una pared, y la energía almacenó así utilizado para atacar a los invasores que vinieron dentro de gama.

Un uso más reciente es el control de los canales para conducir los molinos de agua para procesar el grano o accionar la maquinaria. Los sistemas complejos de depósitos y de presas fueron construidos para almacenar y para lanzar el agua (y la energía potencial que contuvo) cuando estaban requeridos.

El almacenaje de energía se convirtió en un factor dominante en el desarrollo económico con la introducción extensa de la electricidad y refinó los combustibles químicos, tales como gasolina, keroseno y gas natural en los a fines del 1800. Desemejante del otro almacenaje de energía del campo común usado en uso anterior, tal como madera o carbón, la electricidad se debe utilizar como ella se genera y no se puede almacenar en cualquier cosa con excepción de una escala de menor importancia. La electricidad se transmite en un circuito cerrado, y para esencialmente ningún propósito práctico no puede ser almacenado como energía eléctrica. Esto significó que los cambios en demanda no podrían ser acomodados sin cualquier fuentes del corte (eg., vía apagones o apagones) o el arreglo para una técnica del almacenaje.

Una solución temprana al problema de almacenar la energía para los propósitos eléctricos era el desarrollo de la batería, un dispositivo de almacenamiento electroquímico. Ha sido de uso limitado en los sistemas eléctricos eléctricos debido al coste de pequeña capacidad y alto. Una solución posible similar con el mismo tipo de problemas es el condensador .

Los combustibles químicos se han convertido en la forma dominante de almacenaje de energía, en la generación y el transporte de energía eléctricos. Los combustibles químicos en de uso común son carbón procesado, gasolina, combustible diesel, gas natural, gas de petróleo licuefecho (LPG), propano, butano, etanol, biodiesel e hidrógeno. Todos estos productos químicos se convierten fácilmente a la energía mecánica y entonces a los motores de calor consumidores de energía eléctricos (las turbinas u otros motores de combustión interna, o las calderas u otros motores de combustión externa) que utilizaron para la generación de corriente eléctrica. Los generadores accionados del motor de calor son casi universal, extendiéndose de los pequeños motores que producen solamente algunos kilovatios utilidad-escalan los generadores con grados hasta 800 megavatios.

Los dispositivos electroquímicos llamados las pilas de combustible fueron inventados tiempo casi igual como la batería. Sin embargo, por muchas razones, las pilas de combustible no estaban bien desarrolladas hasta el advenimiento del vuelo espacial servido (el programa de géminis) cuando requirieron al peso ligero, (IE, eficientes) las fuentes non-thermal de electricidad en nave espacial. El desarrollo de la pila de combustible ha aumentado estos últimos años a una tentativa de aumentar la eficacia de conversión de la energía química almacenada en combustibles del hidrocarburo o del hidrógeno en electricidad.

En este tiempo, los combustibles de hidrocarburo líquidos son las formas dominantes de almacenaje de energía para el uso en el transporte. Desafortunadamente, éstos producen los gases de efecto invernadero cuando están utilizada a los coches de energía, a los carros, a los trenes, a las naves y a los aviones. los portadores de energía Carbón-libres, tales como hidrógeno, o los portadores de energía carbón-neutrales, tales como algunas formas de etanol o de biodiesel, se están buscando en respuesta a preocupaciones por las consecuencias de emisiones de gases de efecto invernadero.

Algunas áreas del mundo (el Washington y el Oregon en el los E., y País de Gales en el Reino Unido son ejemplos) han utilizado características geográficas para almacenar granes cantidades de agua en depósitos elevated, usar exceso de electricidad en tiempos de demanda baja para bombear el agua hasta los depósitos, después dejar el agua de bajar a través de los turbogeneradores para recuperar la energía cuando la demanda enarbola.

Varias otras tecnologías también se han investigado, por ejemplo las ruedas volantes o el almacenaje del aire comprimido en cavernas de subterráneo, pero hasta la fecha ningún extensamente - la solución disponible al desafío del almacenaje de energía total se ha desplegado comercialmente.

Almacenaje de energía de la rejilla

considera también:

l almacenaje de energía de la rejilla El almacenaje de energía de la rejilla deja a productores de la energía enviar exceso de electricidad sobre la rejilla de la transmisión de la electricidad a los sitios de almacenaje temporales de la electricidad que sienten bien a productores de la energía cuando la demanda de electricidad es mayor. El almacenaje de energía de la rejilla es particularmente importante en oferta y demanda que emparejan durante 24 periodos de tiempo de la hora.

Métodos del almacenaje

Producto químico Hidrógeno
Combustibles biológicos
Electroquímico Baterías
Baterías del flujo
Pilas de combustible
Eléctrico Condensador
Supercapacitor
Almacenaje de energía magnético superconductor (SMES)
Mecánico Almacenaje de energía del aire comprimido (CAES)
Almacenaje de energía de la rueda volante
Acumulador hidráulico
Almacenaje de energía hidroeléctrico
Resorte
termal Sal fundida ** aire líquido criogénico o nitrógeno
Almacén termal estacional
Charca solar
Ladrillos calientes
Acumulador de vapor
Locomotora apagada

Hidrógeno

Hay una idea falsa muy frecuente que el hidrógeno es una fuente energética alterna. El hidrógeno es un portador de energía química, apenas como la gasolina, el etanol o el gas natural. La característica única del hidrógeno es que es el único portador de energía química carbón-libre o zero-emission. El hidrógeno es un producto químico industrial ampliamente utilizado que se puede producir de cualquier fuente de energía primaria. La mayor parte de la producción de mundo está por la reforma termal del gas natural (metano) en el hidrógeno que se utiliza inmediatamente para refinar el petróleo en la gasolina, el combustible diesel y otros productos petroquímicos. El dióxido de carbono producido por el proceso de reforma se captura y se procesa en el dióxido de carbono líquido o se expresa a la atmósfera. Porque el hidrógeno se produce y se distribuye en tales cantidades enormes, la tecnología necesaria para construir la infraestructura para servir mercados al por mayor y de la venta al por menor de la energía es probada, confiable y disponible en el comercio.

El hidrógeno se puede utilizar como combustible para todos los tipos de motores y de turbinas internos y externos del calor de combustión (con los ajustes para compensar la diferencia entre el líquido y el gas de hidrógeno, por ejemplo, diesel). Los motores de calor aprovisionados de combustible hidrógeno se pueden optimizar para funcionar en eficacias termales más altas que los motores de calor tradicionales usar los combustibles de hidrocarburo tradicionales. La eficacia termodinámica creciente, y la contaminación reducida, serían beneficiosas, pero no se producen en cantidad en gran parte porque el hidrógeno no está industrial disponible.

El hidrógeno suficientemente purificado se puede también utilizar para accionar los motores electroquímicos, tales como la pila de combustible de la membrana (PEM) del intercambio de protón. Las pilas de combustible del hidrógeno pueden ser más eficientes que los motores de calor aprovisionados de combustible hidrógeno, y así mucho más eficientes que los motores de calor del combustible de hidrocarburo. También están contaminando menos. Varias compañías están intentando desarrollar las pilas de combustible confiables, baratas del PEM. Sin embargo, los diseños no se desarrollan suficientemente que no se producen en masa rutinario. Las cantidades limitadas disponibles para la compra son hechas a mano y mucho más costosas que los motores de calor convencionales.

Las ventajas ambientales y de la eficacia de los combustibles del hidrógeno no son posibles. La producción del hidrógeno en las cantidades suficientes substituir los combustibles de hidrocarburo existentes no es posible. Tal producción requerirá más energía que se está utilizando actual, y requerirá la inversión de capitales grande en instalaciones de producción del hidrógeno. Debido a los costes crecientes, el hidrógeno no está todavía en uso extenso. Si el coste de producción del gas de efecto invernadero es completamente incluido en el precio de mercado de los combustibles de hidrocarburo, los combustibles del hidrógeno pueden llegar a ser más atractivos comercialmente, proporcionando la energía limpia, eficiente para nuestros hogares, negocios y los vehículos.

Las desventajas del hidrógeno incluyen una densidad de energía baja por el volumen (incluso cuando alto es comprimido) comparado a los combustibles de hidrocarburo tradicionales, cambiando las cosas tales como los volúmenes de combustible requeridos para el funcionamiento equivalente. Y, para muchos métodos de producción del hidrógeno, hay una pérdida significativa de energía durante la conversión. Algunos métodos de producción, por ejemplo, generación electrolítica del agua, son más eficientes.

Combustibles biológicos

Los varios combustibles biológicos tal como biodiesel, aceite vegetal recto, combustibles del alcohol o biomasa se pueden utilizar para substituir los combustibles de hidrocarburo. Los varios procesos químicos pueden convertir el carbón y el hidrógeno en la biomasa del carbón, del gas natural, de la planta y del animal, y basuras orgánicas en los hidrocarburos cortos convenientes como reemplazos para los combustibles de hidrocarburo existentes. Los ejemplos son son diesel de Fischer-Tropsch, el metanol, el éter Dimethyl, o Syngas . Esta fuente diesel fue utilizada extensivamente en la Segunda Guerra Mundial en Alemania, con el acceso limitado a los suministros de petróleo crudos. Suráfrica produce hoy la mayor parte de el diesel del país del carbón por razones similares. Un precio del petróleo de largo plazo sobre 35 USD puede hacer tales combustibles líquidos sintéticos económicos en un gran escala (véase el carbón ). Algo de la energía en la fuente original se pierde en el proceso de conversión. Históricamente, el carbón sí mismo se ha utilizado directo para los propósitos del transporte en vehículos y barcos usar los motores de vapor . Y el gas natural comprimido se está utilizando en circunstancias especiales aprovisiona de combustible, por ejemplo en los autobuses para algunas agencias del transporte público.

Combustible de hidrocarburo sintético

El dióxido de carbono en la atmósfera, se ha convertido experimental en el combustible de hidrocarburo con la ayuda de energía de otra fuente. Para ser útil industrial, la energía tendrá que probablemente venir de luz del sol usar, quizás, tecnología artificial de la fotosíntesis futuro. Otra alternativa para la energía es electricidad o calor de la energía solar o de la energía atómica. Comparado al hidrógeno, muchos combustibles de hidrocarburos tienen la ventaja de ser inmediatamente usables en tecnología existente del motor e infraestructuras existentes de la distribución de combustible. El combustible de hidrocarburo sintético de fabricación reduce la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera hasta que se queme el combustible, cuando la misma cantidad de dióxido de carbono vuelve a la atmósfera. Si es usable en un a gran escala, este acercamiento puede ayudar a largo plazo a evitar algunos de los efectos deletéreos de la emisión de gases de efecto invernadero.

Boro, silicio, y cinc

El boro, el silicio, y el cinc se han propuesto como soluciones del almacenaje de energía.

Almacenaje mecánico

La energía se puede almacenar en el agua bombeada a una elevación más alta, en el aire comprimido, o en las ruedas volantes de giro, pero los métodos mecánicos de almacenar energía en un gran escala son costosos y los sistemas del bombeo de agua requieren la considerable inversión de capitales.

Varias compañías han hecho el trabajo del diseño preliminar para los vehículos usar potencia de aire comprimida.

Energía intermitente

Muchos sistemas de las energías renovables producen energía intermitente. Otros generadores en la rejilla se pueden estrangular para emparejar la producción diversa de fuentes reanudables, pero la mayor parte de la capacidad que estrangula existente está confiada ya a manejar variaciones de la carga. El desarrollo adicional de la energía reanudable intermitente requerirá una cierta combinación del almacenaje de energía de la rejilla, de la respuesta de la demanda, y de la tasación del punto. Las fuentes de energía intermitentes se limitan a lo más a 20-30% de la electricidad producida para la rejilla sin tales medidas. Si se maneja la pérdida de la distribución de la electricidad y los costes, después la producción de energía intermitente de muchas diversas fuentes podría aumentar la confiabilidad total de la rejilla.

las fuentes de energía renovable No-intermitentes incluyen energía hidroeléctrica, energía geotérmica, energía de marea, la torre de la energía, la conversión de energía termal de océano, las turbinas de viento aerotransportadas de la mucha altitud, el combustible biológico, y el photovoltaics solar solar de los satélites de la energía, aunque electricidad técnico intermitente, producto en gran parte durante las temporadas altas (IE, luz del día), y por lo tanto reducen la necesidad de la generación de la energía máxima, aunque algo no fiable en la mayoría de las áreas puesto que las condiciones atmosféricas interfieren con las células solares terrestre montadas.

En el lado de demanda, los programas de la respuesta de la demanda, que envían señales de la tasación del mercado a los consumidores (o a su equipo), pueden ser mismo un modo eficaz de manejar variaciones en la producción de electricidad. Por ejemplo, la producción eléctricamente accionada del hidrógeno se puede fijar para aumentar cuando la electricidad se está produciendo más allá de demanda actual (y de precios ser el más bajo), e inversamente, los calentadores de agua caliente se pueden fijar automáticamente a una temperatura más baja cuando la demanda es alta y la tasación es también alta.

Ver también

Generación distribuida
Energía
Densidad de energía
Almacenaje de energía de la rejilla
Lista de los asuntos de la energía
Transmisión de energía

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Zenithic

Port Phillip Channel Deepening Project

Random links:

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