Mūsdienu elektriskie tīkli un komerciālās iekārtas saskaras ar pieaugošām problēmām saistībā ar enerģijas stabilitāti, pieaugošām enerģijas izmaksām un atjaunojamo energoresursu integrāciju. Akumulatoru enerģijas uzglabāšanas sistēma (BESS) risina šīs problēmas, uzglabājot zemu izmaksu vai zaļo elektroenerģiju un izlādējot to maksimālā pieprasījuma laikā. Izpratne par dažāda veida akumulatoru enerģijas uzkrāšanas sistēmām palīdz enerģijas vadītājiem un projektu izstrādātājiem izvēlēties savām darbības vajadzībām piemērotāko tehnoloģiju.

Key Takeaways

• Galvenās BESS tehnoloģijas: Akumulatoru enerģijas uzglabāšanas sistēmās ietilpst litija jonu, svina-skābes, plūsmas, nātrija jonu un nātrija-sēra akumulatori, un katrai no tām ir atšķirīgas priekšrocības, ierobežojumi un pielietojums.
• Dažādas sistēmas konfigurācijas: BESS var arī klasificēt kā C&I ESS skapjus, konteineru BESS, dzīvojamo ESS un mobilos ESS, pamatojoties uz to fizisko dizainu, jaudu un izvietošanas vajadzībām.
• Galvenie atlases faktori: Lai izvēlētos pareizo BESS, ir jānovērtē enerģijas jauda, jauda, izlādes ilgums, cikla kalpošanas laiks, efektivitāte, drošība un dzīves cikla izmaksas, lai tas atbilstu konkrētām projekta prasībām.

Kas ir akumulatora enerģijas uzglabāšanas sistēma (BESS)?

A akumulatora enerģijas uzglabāšanas sistēma (BESS) ir tehnoloģija, kas uzglabā elektroenerģiju uzlādējamās baterijās un atbrīvo to, kad nepieciešams. Tas ļauj no saules paneļiem, vēja turbīnām vai elektrotīkla saražoto elektroenerģiju uzglabāt vēlākai lietošanai.

Piemēram, komercobjekts var uzlādēt savu BESS sistēmu zema elektroenerģijas pieprasījuma periodos un izlādēt to pīķa stundās, lai palīdzētu samazināt enerģijas izmaksas.

Tipisks BESS ietver vairākus savstarpēji savienotus komponentus:

• Akumulatora pārvaldības sistēma (BMS): Uzrauga akumulatora spriegumu, temperatūru, strāvu un darbības apstākļus.
• Jaudas pārveidošanas sistēma (PCS): Iespējo divvirzienu jaudas pārveidošanu starp akumulatora līdzstrāvas sistēmu un maiņstrāvas tīklu vai slodzi, vienlaikus kontrolējot uzlādes un izlādes jaudu atbilstoši sistēmas prasībām.
• Enerģijas pārvaldības sistēma (EMS): Koordinē uzlādi, izlādi un enerģijas nosūtīšanu atbilstoši darbības prasībām.
• Siltuma vadības sistēma: Kontrolē akumulatora temperatūru, izmantojot gaisa vai šķidruma dzesēšanu.

Akumulatora enerģijas uzglabāšanas sistēmas (BESS) var klasificēt divos galvenajos veidos: pēc akumulatora ķīmiskās sastāva un sistēmas konfigurācijas. Uz ķīmiju balstītās kategorijas ietver litija jonu, svina-skābes, plūsmas, nātrija jonu un nātrija-sēra baterijas, kurām katrai ir atšķirīgas darbības īpašības.

Uz konfigurāciju balstītas kategorijas, piemēram, C&I ESS skapji, konteineru BESS, dzīvojamās ESS un mobilās ESS, apraksta, kā sistēma tiek iepakota, izvietota un izmantota. Šīs divas klasifikācijas metodes ir papildinošas, nevis savstarpēji aizstājamas.

Kādi ir galvenie akumulatoru enerģijas uzglabāšanas sistēmu veidi?

Galvenie akumulatoru enerģijas uzglabāšanas sistēmu veidi ir litija jonu, svina-skābes, plūsmas un nātrija akumulatori. Katra tehnoloģija piedāvā dažādas īpašības, kas ietekmē tās piemērotību komerciāliem, rūpnieciskiem un komunālajiem projektiem.

1. Litija jonu akumulatoru enerģijas uzglabāšanas sistēmas

Litija jonu akumulatori tiek plaši izmantoti stacionārai enerģijas uzglabāšanai, un LFP (litija dzelzs fosfāts) un NMC (niķeļa mangāna kobalts) ir viens no visbiežāk apspriestajiem ķīmijas veidiem.

LFP ķīmija piedāvā labu termisko stabilitāti, katoda sastāvu bez kobalta un ilgu cikla mūžu. Šīs īpašības padara LFP par populāru izvēli komerciālām ēkām, rūpnīcām un saules enerģijas uzglabāšanas projektiem.

NMC akumulatori parasti piedāvā augstāku gravimetrisko enerģijas blīvumu nekā LFP akumulatori, tāpēc tos plaši izmanto lietojumos, kur svars un telpa ir svarīgi apsvērumi, piemēram, elektriskajos transportlīdzekļos. LFP akumulatori parasti nodrošina labāku termisko stabilitāti un var piedāvāt ilgāku cikla mūžu salīdzināmos darbības apstākļos.

2. Svina-skābes akumulatoru enerģijas uzglabāšanas sistēmas

Svina-skābes sistēmas ir tradicionāla akumulatoru tehnoloģija ar gadu desmitiem ilgu izmantošanu. To galvenā priekšrocība ir zemās sākotnējās iegādes izmaksas.

Tomēr svina-skābes akumulatoriem parasti ir mazāks enerģijas blīvums un īsāks darbības laiks nekā litija jonu akumulatoriem, īpaši biežas cikliskās darbības laikā. Tos parasti izmanto UPS sistēmās, rezerves barošanā un atsevišķās stacionārās uzglabāšanas lietojumprogrammās, taču šie ierobežojumi var padarīt tos mazāk piemērotus intensīvai ikdienas enerģijas uzglabāšanai.

3. Plūsmas akumulatora enerģijas uzglabāšanas sistēmas

Plūsmas akumulatori uzglabā enerģiju šķidros elektrolītos, kas atrodas ārējās tvertnēs, kas tiek cirkulēti caur šūnu kaudzi, kurā ir membrāna. Plūsmas akumulatoros jaudas jaudu galvenokārt nosaka elementu kaudzes izmērs un konfigurācija, savukārt enerģijas ietilpība galvenokārt ir atkarīga no elektrolīta tilpuma un koncentrācijas.

Šī atdalīšana padara plūsmas akumulatorus piemērotus ilgstošai enerģijas uzglabāšanai, un izlādes ilgumu nosaka sistēmas enerģijas jauda un jauda.

Tomēr sarežģītā sūknēšanas infrastruktūra, regulāras apkopes vajadzības un lielais uzstādīšanas nospiedums ierobežo to izmantošanu rūpnieciskās vietās, kur ir ierobežota telpa.

4. Akumulatoru enerģijas uzglabāšanas sistēmas uz nātrija bāzes

Gan nātrija jonu, gan nātrija sēra akumulatori izmanto materiālus uz nātrija bāzes, taču darbojas atšķirīgi. Nātrija jonu akumulatori uzglabā enerģiju, pārvietojot nātrija jonus starp elektrodiem, savukārt parastās nātrija-sēra baterijas izmanto nātriju un sēru kā aktīvos materiālus un darbojas paaugstinātā temperatūrā. To darbības apstākļi un pielietojums atšķiras atkarībā no tehnoloģijas.

Kādas ir dažādas BESS konfigurācijas enerģijas uzglabāšanas projektiem?

Papildus akumulatoru ķīmijai BESS instalācijas tiek klasificētas pēc fiziskās konstrukcijas un izvietošanas mēroga. Sistēmas pamatarhitektūra nosaka, cik viegli aprīkojumu var uzstādīt, uzturēt un mērogot laika gaitā.

1. Komerciālie un rūpnieciskie ESS skapji

Komerciālie un rūpnieciskie (C&I) ESS skapji apvienot akumulatoru moduļus un atbalsta aprīkojumu salīdzinoši kompaktā korpusā.

Atkarībā no konstrukcijas šajos skapjos var integrēt PCS, BMS, EMS, dzesēšanas iekārtas un ugunsdrošības komponentus.

Parastie pieteikumi ietver:

• Maksimālā skūšanās un elektroenerģijas pieprasījuma pārvaldība.
• Saules fotoelektriskās enerģijas uzglabāšana.
• EV uzlādes slodzes pārvaldība.
• Rezerves jauda komerciālām un rūpnieciskām iekārtām.

To integrētā konstrukcija padara tos praktiskus rūpnīcām, komerciālām ēkām un citām vietām ar ierobežotu uzstādīšanas vietu.

2. BESS konteineros

Konteineru BESS risinājumi iesaiņo lielas ietilpības akumulatoru sistēmas transportējamās konteineru konstrukcijās.

Šīs sistēmas parasti izmanto komunālo pakalpojumu mēroga atjaunojamās enerģijas projektos, industriālajos parkos un tīkla atbalsta lietojumprogrammās, kurām nepieciešama megavatstundu līmeņa uzglabāšana.

To moduļu arhitektūra ļauj izstrādātājiem apvienot vairākas vienības, lai apmierinātu lielākas projekta prasības, ņemot vērā elektriskās konstrukcijas un vietnes ierobežojumus.

3. Dzīvojamā un mobilā BESS

Dzīvojamā BESS konfigurācijas parasti ir mazākas sistēmas, kas paredzētas mājsaimniecības saules enerģijas uzglabāšanai, elektroenerģijas pašpatēriņam un rezerves jaudai.

Mobilie BESS risinājumi piešķir prioritāti transportējamībai un var apkalpot pagaidu būvlaukumus, pasākumus vai vietas, kur nepieciešama elastīga jaudas izvietošana.

Kā izvēlēties savam projektam pareizo akumulatora enerģijas uzglabāšanas sistēmu

Lai izvēlētos piemērotu BESS, ir jānovērtē tehniskie rādītāji, kā arī ekspluatācijas prasības un ilgtermiņa izmaksas.

1. Nosakiet enerģijas ietilpību un jaudas reitingu

Enerģijas jauda, ko mēra kWh vai MWh, norāda, cik daudz enerģijas var uzglabāt akumulators. Jauda, ​​ko mēra kW vai MW, apraksta, cik ātri sistēma var piegādāt vai absorbēt enerģiju.

Piemēram, 2 MW/4 MWh BESS nominālais izlādes ilgums ir aptuveni divas stundas ar nominālo jaudu. Faktiskais lietošanas ilgums ir atkarīgs no izlādes ierobežojumiem, konversijas zudumiem, darbības apstākļiem un sistēmas konstrukcijas.

2. Novērtējiet akumulatora veiktspēju

Akumulatora veiktspēja ietekmē ilgtermiņa darbību un projekta ekonomiku.

Svarīgi rādītāji ietver:

• Velocikla dzīve: Uzlādes-izlādes ciklu skaits, kas sasniedzams noteiktos testa apstākļos.
• Izplūdes dziļums (DoD): Izlādes laikā izmantotās akumulatora jaudas procentuālais daudzums.
• Turp un atpakaļ efektivitāte: Ievadītās enerģijas īpatsvars, kas atgūts pēc uzglabāšanas.
• Degradācija: Pakāpeniska izmantojamās jaudas samazināšana laika gaitā.

Projektos, kuriem nepieciešama ikdienas braukšana ar velosipēdu, īpaša uzmanība jāpievērš paredzamajiem bojājumiem un garantijas nosacījumiem.

3. Novērtējiet drošības un siltuma pārvaldību

BESS drošība ir atkarīga no akumulatora ķīmijas, elektriskās aizsardzības, siltuma pārvaldības un sistēmas līmeņa inženierijas. Novērtējiet temperatūras uzraudzību, ugunsgrēka noteikšanu un dzēšanu, avārijas izslēgšanas funkcijas un piemērojamos drošības standartus.

Āra sistēmām svarīgi ir arī vides aizsardzības rādītāji un darba temperatūras ierobežojumi. Šķidruma dzesēšana var atbalstīt temperatūras kontroli lielos akumulatoru komplektos, taču tās efektivitāte ir atkarīga no sistēmas konstrukcijas.

4. Salīdziniet kopējās dzīves cikla izmaksas

Sākotnējā pirkuma cena nodrošina tikai daļu no finanšu attēla.

Projekta izstrādātājiem jāņem vērā arī uzstādīšana, papildu elektroenerģijas patēriņš, apkope, akumulatora nomaiņa un paredzamais kalpošanas laiks.

Novērtējot izlīdzinātās uzglabāšanas izmaksas, var salīdzināt tehnoloģijas ar dažādiem ieguldījumu un darbības parametriem.

5. Saskaņojiet sistēmu ar savu lietojumprogrammu

Paredzētajam lietojumam vajadzētu vadīt gan ķīmiju, gan konfigurācijas izvēli. C&I projektos par prioritāti var izvirzīt pieprasījuma pārvaldību un kompaktu uzstādīšanu. Komunālo pakalpojumu mēroga projektiem bieži ir vajadzīgas lielākas jaudas, tīkla integrācijas iespējas un paplašināšanas plānošana.

Wenergy LFP akumulatora enerģijas uzglabāšanas risinājumi

Pūtīte nodrošina uz LFP balstītus akumulatoru enerģijas uzglabāšanas risinājumus komerciāliem, rūpnieciskiem un komunālajiem lietojumiem. Tās produktu portfelī ir integrēti ESS skapji un konteinerizētas sistēmas, kas paredzētas dažādām projektu iespējām un darbības prasībām.

Divi reprezentatīvi risinājumi ir Stars CL289Pro un Turtle Series 5MWh BESS Container.

1. Stars CL289Pro: integrēta C&I enerģijas krātuve

Tā viss vienā konstrukcijā ir iekļauti seši akumulatoru bloki, PCS, šķidruma dzesēšana, ugunsdrošība un iebūvēta EMS.

Galvenās priekšrocības ietver:

• Kompakta integrācija:Skapja izmēri aptuveni 1588 × 1380 × 2450 mm atbalsta uzstādīšanu komerciālos un industriālajos projektos.
• Siltuma un drošības vadība:Šķidruma dzesēšana, daudzslāņu drošības aizsardzība un aerosola ugunsdzēšanas sistēma.
• Ilgstoša riteņbraukšana:Noteikts cikla ilgums vismaz 8000 ciklu un maksimālā sistēmas efektivitāte virs 89%, saskaņā ar Wenergy produkta specifikācijām.

Skapis ir paredzēts darba temperatūrai no -30°C līdz 55°C, ar jaudas samazināšanu virs 45°C.

Šīs īpašības padara to piemērotu komerciālai skūšanai, saules enerģijas uzglabāšanai un EV uzlādes enerģijas pārvaldībai.

Stars CL289Pro

2. Bruņurupuču sērija: konteineru krātuve lielākiem projektiem

Tā 20 pēdu konteinera arhitektūrā ir iekļauti seši akumulatoru kopumi, katrā no kuriem ir astoņi akumulatoru moduļi, kā arī akumulatora vadība, šķidruma dzesēšana un ugunsdrošības aprīkojums.

Galvenās priekšrocības ietver:

• Lielas jaudas integrācija:MWh mēroga enerģijas uzglabāšana transportējamā konteinera konstrukcijā.
• Moduļu paplašināšana:Akumulatoru klasteru arhitektūra atbalsta lielākas projekta līmeņa konfigurācijas.
• Darbības uzraudzība:Inteliģenta akumulatora pārvaldība un sakaru protokoli atbalsta integrāciju ar ārējām vadības sistēmām.
• Vides aizsardzība:Šķidruma dzesēšana un IP55 aizsardzība noteiktām norobežojuma zonām, ar noteiktiem izņēmumiem.

Sistēmai ir noteiktais darba temperatūras diapazons no -30°C līdz 50°C (izņemot zemāko robežu), un virs 45°C ir nepieciešama samazināšana.

Tas ir paredzēts lielām atjaunojamās enerģijas iekārtām, komunālo pakalpojumu mēroga tīkla atbalstam, rūpnieciskās enerģijas pārvaldībai un mikrotīkla lietojumiem.

Bruņurupuču sērija 5MWh

Abos Wenergy risinājumos tiek izmantota LFP tehnoloģija, taču to dažādās jaudas un konfigurācijas atbilst dažādām projekta prasībām.

Secinājums

Dažādu veidu akumulatoru enerģijas uzglabāšanas sistēmas piedāvā atšķirīgas veiktspējas, izmaksu un lietojumu priekšrocības. Lai izvēlētos pareizo risinājumu, ir jāizvērtē akumulatora ķīmija, sistēmas konfigurācija, drošība un projekta prasības.

Saskare Wenergy's komandas atrast piemērotas iespējas komerciāliem, rūpnieciskiem un komunālajiem projektiem.