Makale O Tüm bu bataryalar arasında kurşun asit bataryalar güç sistemi uygulamalarında kullanılan en eski ve olgun teknolojidirler. Li-ion, NaS, NiCd bataryalar yüksek güç yoğunluğu gerektiren uygulamalarda yoğun olarak kullanılmaktadır. Bu duruma istinaden Li-ion gelecekteki gelişim ve optimizasyonu bakımından büyük potansiyele sahiptir. Küçük boyutları ve düşük ağırlıklarına bağlı olarak Li-ion bataryalar % 1 00'e yakın depolama verimi ve en yüksek enerji yoğunluğunu sunarlar; bu özellikleri ile taşınabilir uygulamalar için en ideal çözüm durumundadırlar. Bununla birlikte karmaşık üretim süreci, bataryayı korumaya yönelik özel devre gereksinimine bağlı olarak yüksek maliyet ve derin deşarjın batarya ömrüne olumsuz etkisi gibi dezavantajları vardır. NiCd ve kurşun asit bataryalar ani güç sağlama bakımından çok başarılı olmalarına karşın büyük yapılıdırlar, zehirli ağır metaller içerirler ve ciddi oranda kendinden deşarj problemi mevcuttur. NaS batarya, NiCd bataryalara oranla daha küçük ve hafif yapılı olmakla beraber 300°C işletme sıcaklığında çalışmaktadır ve elektrolitlerin erimiş durumlarının korunması için sabit düzenli ısı ihtiyacı vardır. Metal-hava tipi bataryalar düşük maliyet ve yüksek enerji yoğunluğuna sahip olmalarına karşın tekrar şarj olmaları çok zordur. Akışlı bataryalar da kendinden deşarj olmama özellikleriyle uzun süreli depolama uygulamaları için umut vaat etmektedir. Akışlı bataryaların en önemli dezavantajı, yüksek sabit maliyet ve pompa sistemlerini gerektiren kimyasal tesisin işletilmesi ve harici bir depolama ile akış kontrolü gibi işlemlerle ilişkili olarak yükselen işletme maliyetleridir. Akışlı bataryalar için gelecekteki gelişimler açısından en önemli zorluk güç yoğunluğunun artırılması konusudur. Bir bataryanın işletme çevrim ömrü; işletme sıcaklığı ve deşarj derinliği gibi değişkenlere bağlıdır. Genellikle bataryanın tamamen deşarjı (% 1 00 deşarj derinliği) veya normal işletme sıcaklığından daha yüksek sıcaklıklarda işletme batarya ömründe olumsuz etkiler yapar. Derin deşarjın veya yüksek sıcaklıkta işletmenin batarya ömrüne etki oranı batarya tipine bağlı değişir. Örneğin, sıcaklıktaki her I 0- l 5°F artış 70°C'nin üzeri, kurşun asit batarya ömrünü yarıya düşürür. Tablo l 'de şarj edilebilir batarya teknolojilerine ait performans karşılaştırması ile ilgili bilgi verilmektedir. Batarya depolama teknolojisi, önemli miktarda yenilenebilir enerji içeren akıllı elektrik şebekesinin güvenilir ve ekonomik bir şekilde işletilmesinde önemli bir rol oynayacaktır. 58 ENERJi ve ÇEVRE DÜNYASI KAS1MıARALıK2oı• Tablo 1. Şarj Edilebilir Bataryaların Performans Karşılaştırması Kurşun- Ni-M- Li-ion Li-ion Parametre Ni-Cd (PolimAsit H (Sıvı) er) Hücre 2 1 ,2 1 ,2 3,6 3,6 gerilimi M Ağırlık-Enerji yoğunluğu 35 50 80 125 1 70 (Wh/Kg) Hacim-Enerji yoğunluğu 80 1 50 200 320 400 (Wh/1) İç direnç 200-300 100- 200150-300 25-50 (mO) 200 300 Hızlı şarj 8-16h l h 2-4h l ,5-3h l h süresi Yük akımı 0,2C ıc 0,5C ıc IOC İşletim -20-60 -40-60 -20-60 -20-60 -20-60 sıcaklığı Bakım ihtiyacı 3-6 Ay 30-60 60-90 Gerek- GerekmiGün Gün miyor yor Çevrim ömrü 300 500 500 800 1000 Kendi kendine o 25-30 30-35 6-9 2-5 deşarj(%/Ay) Elektrolit Sıvı Sıvı Sıvı Sıvı Polimer durumu jel Bellek etkisi Hayır Evet Hayır Hayır Hayır Çevre kirliliği Evet Evet Hayır Hayır Hayır etkisi Üretim En Düşük Orta Yüksek Orta maliyeti düşük Batarya teknolojisi ile ilgili olarak, gelecekte batarya maliyetinin azaltılması ve güvenilirliklerinin artırılması konularında önemli gelişme olacaktır. Elektrik şebekesinde kullanılmak üzere tasarlanmış büyük ölçekli bataryaların geleceği de dikkate değerdir. Büyük ölçekli bataryalar, bazı rüzgar çiftlikleri gelişimine entegre edilmektedir. 3. Ultrakapasitörler Ultrakapasitör temel olarak, elektrik enerjisinin depolandığı elektro-kimyasal çift katmanlı bir yapı üzerinde çok sayıdaki yüzeysel elektrotlardan ve bir ayırıcı yüzeyden oluşmaktadırlar. Ayırıcı yüzey elektrotlar arasında teması fiziksel olarak engellemekte, fakat iyon geçişine izin vermektedir. Ultrakapasitörün yapısındaki yüzeysel elektrotlar nano boyutlarda olup yüzey alanını ve buna bağlı olarak kapasite değerini çok yüksek değerlere çıkartmaktadır[8][9]. Şekil l 'de genel yapısı verilen ultrakapasitör ile oluşturulan enerji depolama sistemi, enerji tamponu görevi dışında aynı zamanda şebekenin güç kalitesinin iyileştirilmesini de sağ-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=