Da sich der Digitalisierungsprozess weiter beschleunigt, haben sich Rechenzentren und 5G-Netze schnell entwickelt, gleichzeitig haben sie aber auch einen enormen Energieverbrauch mit sich gebracht. Von 2017 bis 2020 steigt der Stromverbrauch von Rechenzentren ab einer bestimmten Größe um eine durchschnittliche jährliche Rate von 28%.
Derzeit macht der jährliche Stromverbrauch von Rechenzentren mehr als 2% des gesamten Stromverbrauchs der Gesellschaft aus. Es wird erwartet, dass bis 2026 der jährliche Stromverbrauch von 5G-Basisstationen ebenfalls auf 2% des gesamten Stromverbrauchs der Gesellschaft ansteigen wird. Laut Statistik machen die Stromkosten 95% der jährlichen Betriebskosten von Rechenzentren aus.
Hohe Stromkosten und immer strengere Vorschriften für Kohlenstoffemissionen haben die Entwicklung der Informations- und Kommunikationsbranche unter Druck gesetzt. Daher ist es unerlässlich, eine umweltfreundliche Entwicklung der Informations- und Kommunikationsbranche zu erreichen. Als flexible Methode zur Regulierung von Energieressourcen kann die Energiespeicherkonfiguration die Stromkosten senken und die Möglichkeiten des grünen Energieverbrauchs verbessern, wodurch das Problem der grünen Entwicklung in der Informations- und Kommunikationsbranche effektiv gelöst wird.
Entwicklungsstand von Kommunikationssystemen zur Energiespeicherung
Nach Angaben der EnergiespeichertechnologienDie Energiespeicherung kann in drei Kategorien unterteilt werden: mechanische Energiespeicherung, chemische Energiespeicherung und elektromagnetische Energiespeicherung.
Zu den mechanischen Energiespeichern gehören vor allem Pumpspeicherkraftwerke, Druckluftspeicher, Schwungradspeicher, Schwerkraftspeicher usw. Zu den elektrochemischen Energiespeichern gehören vor allem Blei-Säure-Batterien, Lithium-Ionen-Batterien, Natrium-Ionen-Batterien und Durchflussbatterien. Die elektromagnetische Energiespeicherung umfasst hauptsächlich Superkondensator-EnergiespeicherSupraleitende Energiespeicherung, usw.
In Anbetracht der Baustellenbedingungen und des Ausmaßes der Bauarbeiten wird die elektrochemische Energiespeicherung die wichtigste Methode zur Energiespeicherung in der Kommunikationsbranche sein.
In der Kommunikationsbranche ist die Energiespeicherung derzeit die Hauptanwendungsmethode für die Notstromversorgung. Sie werden hauptsächlich für die kurzfristige Notstromversorgung nach dem Abschalten des Stromnetzes und vor dem Einschalten des Ölgenerators verwendet. Bei dieser Methode werden Energiespeicherbatterien als isolierte Komponenten verwendet, denen es an einer effektiven Interaktion mit dem Stromnetz mangelt, was dazu führt, dass der Wert der Energiespeicherressourcen nicht voll ausgeschöpft werden kann. Außerdem handelt es sich bei den Pufferbatterien im Allgemeinen um Blei-Säure-Batterien, die hauptsächlich im Erhaltungsladezustand arbeiten und eine geringe Anzahl von Zyklen aufweisen.
Da die Lithium-Ionen-Batterietechnologie immer ausgereifter wird und die Kosten sinken, haben die großen Betreiber damit begonnen, neue Energiespeichertechnologien einzusetzen, die durch Lithium-Ionen-Batterie-Energiespeicher. So wurde beispielsweise ein Lithium-Batterie-Energiespeicherprojekt mit einer Kapazität von 1,2 MWh im Informationspark einer Stadt errichtet und ein Energiespeicherprojekt für eine 5G-Basisstation in Zusammenarbeit mit einem regionalen Energieversorgungsunternehmen umgesetzt.
Implementierungsmethoden für Kommunikationssysteme zur Energiespeicherung
1. Einkommensmethoden
Zu den Vorteilen der Energiespeicherung gehören in der Regel Subventionen für den Bau von Energiespeichern, die Reaktion auf die Nachfrage nach Energiespeichern und die Arbitrage von Preisunterschieden bei den Stromtarifen in Spitzen- und Talzeiten. Die Subventionen für den Bau von Energiespeichern hängen hauptsächlich von der lokalen Politik ab.
Die Reaktion auf die Nachfrage wird im Allgemeinen in eine vereinbarte Reaktion und eine Reaktion in Echtzeit unterteilt, aber es gibt bestimmte Einschränkungen in Bezug auf Reaktionszeit und Umfang. Gegenwärtig gibt es bei der Laststeuerung Probleme, wie z. B. die Zusammenarbeit bei der Disposition und die Begrenzung der Pilotprojekte.
Es gibt noch keinen marktorientierten Mechanismus, so dass der Nutzen höchst ungewiss ist. Die Haupteinnahmen aus dem Bau von Energiespeichern stammen aus der Arbitrage der Preisdifferenz zwischen Spitzen- und Tallage. Nehmen wir die Lithium-Batterie-Energiespeicherung als Beispiel, so liegen die Baukosten bei etwa 1,8 Yuan/Wh, und die Preisdifferenz von 0,7 Yuan von der Spitze bis zum Tal ist der wirtschaftliche Wendepunkt beim Bau von Energiespeichern (wenn die Kosten sinken, wird auch der Wendepunkt allmählich verringert). Auf der Grundlage von 2 Ladungen und 2 Entladungen pro Tag werden die Einnahmen aus der Stromrechnung für einen Tag wie folgt berechnet:
T=2×P×η×DOD×ΔP
In der Formel steht P für die Energiespeicherkapazität, η für die Lade- und Entladeeffizienz der Energiespeicher, DOD für die Lade- und Entladetiefe der Energiespeicher und ΔP für die Strompreisdifferenz zwischen Spitzen- und Talstunden.
2. Architektur und technische Parameter des Energiespeichersystems
Energiespeichersysteme bestehen im Allgemeinen aus Batterieeinheiten, Batteriemanagementsystemen (BMS), Energiemanagementsystemen (EMS), Kühlsystemen, Erfassungseinheiten und Energiespeicherwandlern. Am Beispiel des Lithium-Batterie-Energiespeichersystems mit 100 kW/215 kWh verwendet die Batterieeinheit im Allgemeinen 280-Ah-Zellen, die eine einzige Lithium-Ionen-Akkupack entsprechend 1P16S, und 10 identische Batteriesätze werden zu 1P240S in Reihe geschaltet und bilden so einen Batterie-Cluster.
Vorschläge für Kommunikationssysteme zur Energiespeicherung
1. Sicherheit der Energiespeicherung
Unter umfassender Berücksichtigung verschiedener Faktoren wie industriellem Maßstab, Systemkosten, Energie- und Leistungseigenschaften und Wiederverwertbarkeit haben Lithium-Ionen-Batterien derzeit herausragende Vorteile und sind die gängigste Methode zur Energiespeicherung.
Obwohl Lithium-Batterie-Energiespeicher im Allgemeinen mit drei Ebenen von Schutzmaßnahmen ausgestattet sind: PACK-Ebene, Batterie-Cluster-Ebene und Container-Ebene, und ist mit einem kompletten Batterie-Management-System und Energie-Management-System, Sicherheitsrisiken sind immer noch ein Faktor, der nicht ignoriert werden kann, und Betrieb und Wartung Druck ist hoch.
Um den Druck auf Betrieb und Wartung zu verringern, wird empfohlen, in der Anfangsphase das Energievertragsmodell zu übernehmen, bei dem ein professionelles Energieunternehmen für den Bau, den Betrieb und die Wartung des Energiespeichersystems verantwortlich ist und die Einnahmen aus der Energiespeicherung mit den Kommunikationsbetreibern teilt.
2. Wirtschaftlichkeit der Energiespeicherung
Rechenzentren und Kommunikationsräume werden hauptsächlich für industriellen und kommerziellen Strom genutzt, und ihre Stromkosten beinhalten Kapazitätsstromgebühren. Der Bau von Energiespeichern erfordert jedoch das Aufladen von Energiespeicherbatterien. Wenn die Lastschwankung nicht groß ist, wird die Kapazitätsstromgebühr erhöht, was zu einem Rückgang der Einnahmen führt.
Daher sollten beim Bau von Energiespeichern die Lastschwankungen und die Energiespeicherkapazität umfassend berücksichtigt werden, und es sollte eine geeignete Methode zur Abrechnung der Kapazität gewählt werden, um die höchsten Einnahmen aus Energiespeichern zu erzielen.
Darüber hinaus muss die Regierung auch den Mechanismus zur Vermarktung von Demand-Side-Response-Systemen fördern, wie z. B. die Form, die Tiefe, das Erlösmodell und die entsprechenden Regulierungsstrategien für Energiespeichersysteme, die an der Netzdisposition teilnehmen, um den Enthusiasmus für die Kommunikation von Energiespeichern zur Teilnahme an der Netzdisposition zu fördern und so die Vorteile von Energiespeichersystemen zu maximieren.
Die künftige Entwicklung der Speicherung von Kommunikationsenergie
Mit der kontinuierlichen Optimierung und Verbesserung der Energiespeichertechnologie und der kontinuierlichen Verbesserung der Industriepolitik wird die Energiespeicherung in der Kommunikationsbranche zu einem wichtigen Bestandteil der industriellen und kommerzielles EnergiespeichersystemDies wird dazu beitragen, das Niveau der Energieeinsparung und der Verbrauchsreduzierung weiter zu verbessern und das Ziel des doppelten Kohlenstoffausstoßes zu erreichen.
Künftig können digitale und intelligente Technologien auch eingesetzt werden, um eine tiefe Integration von dezentralen Energiespeichern und Lasten in einer großen Anzahl von Rechenzentren, Kommunikationsbüros, Basisstationen usw. zu realisieren und so ein "virtuelles Kraftwerk" zu bilden, das die Entwicklung neuer Energiesysteme unterstützt.
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