A medida que el proceso de digitalización continúa acelerándose, los centros de datos y las redes 5G se han desarrollado rápidamente, pero al mismo tiempo también han traído consigo un enorme consumo de energía. De 2017 a 2020, el consumo de energía de los centros de datos por encima del tamaño designado ha aumentado a una tasa media anual de 28%.
Actualmente, el consumo eléctrico anual de los centros de datos representa más de 2% del consumo eléctrico total de la sociedad. Se espera que para 2026, el consumo anual de electricidad de las estaciones base 5G también aumente a 2% del consumo total de electricidad en la sociedad. Según las estadísticas, los gastos de electricidad representan 95% de los costes operativos anuales de los centros de datos.
Los enormes costes de la electricidad y las normativas cada vez más estrictas sobre emisiones de carbono han aumentado la presión sobre el desarrollo de la industria de la información y las comunicaciones. Por lo tanto, es imperativo lograr un desarrollo ecológico de la industria de la información y las comunicaciones. Como método flexible de regulación de los recursos energéticos, la configuración del almacenamiento de energía puede reducir los costes de la electricidad y mejorar la capacidad de consumo de energía verde, resolviendo así eficazmente el problema del desarrollo ecológico de la industria de la información y la comunicación.
Estado de desarrollo de los sistemas de almacenamiento de energía mediante comunicaciones
Según la tecnologías de almacenamiento de energíaEl almacenamiento de energía puede dividirse en tres categorías: almacenamiento de energía mecánica, almacenamiento de energía química y almacenamiento de energía electromagnética.
Entre ellos, el almacenamiento mecánico de energía incluye principalmente el almacenamiento de energía hidráulica por bombeo, el almacenamiento de energía por aire comprimido, el almacenamiento de energía por volante de inercia, el almacenamiento de energía por gravedad, etc. El almacenamiento electroquímico de energía incluye principalmente baterías de plomo-ácido, baterías de iones de litio, baterías de iones de sodio y baterías de flujo. El almacenamiento electromagnético de energía incluye principalmente almacenamiento de energía mediante supercondensadoresalmacenamiento de energía superconductora, etc.
Teniendo en cuenta las condiciones de la obra y la escala de construcción, el almacenamiento electroquímico de energía será el método principal de aplicación del almacenamiento de energía en la industria de las comunicaciones.
Actualmente, en la industria de las comunicaciones, el almacenamiento de energía es el método de aplicación principal como fuente de alimentación de reserva. Se utiliza principalmente para el suministro eléctrico de emergencia a corto plazo tras el corte de la red eléctrica y antes de poner en marcha el generador de petróleo. En este método, las baterías de almacenamiento de energía se utilizan como componentes aislados y carecen de una interacción eficaz con la red eléctrica, lo que hace que no se aproveche plenamente el valor de los recursos de almacenamiento de energía. Además, las baterías de reserva suelen ser baterías de plomo-ácido, que funcionan principalmente en estado de carga flotante y tienen un número reducido de ciclos.
A medida que la tecnología de las baterías de iones de litio madura y los costes disminuyen, los grandes operadores han empezado a intentar aplicar nuevas tecnologías de almacenamiento de energía representadas por almacenamiento de energía en baterías de iones de litio. Por ejemplo, se construyó un proyecto de almacenamiento de energía en baterías de litio de 1,2 MWh en un parque de información de una ciudad, y se puso en marcha un proyecto de almacenamiento de energía en estaciones base 5G en colaboración con una empresa de suministro eléctrico de un condado.
Métodos de implantación de sistemas de almacenamiento de energía por comunicación
1. Métodos de ingresos
Las ventajas del almacenamiento de energía suelen incluir subvenciones a la construcción de instalaciones de almacenamiento de energía, respuesta a la demanda de almacenamiento de energía y arbitraje de las diferencias de precios entre los picos y los valles en las tarifas eléctricas. Las subvenciones para el almacenamiento de energía dependen principalmente de las políticas locales.
La respuesta a la demanda suele dividirse en respuesta acordada y respuesta en tiempo real, pero existen ciertas restricciones en cuanto a tiempo y escala de respuesta. En la actualidad, la respuesta a la demanda se enfrenta a problemas como el despacho colaborativo y las limitaciones de los pilotos.
Aún no existe un mecanismo orientado al mercado, por lo que los beneficios son muy inciertos. Los principales ingresos de la construcción de acumuladores de energía proceden del arbitraje de la diferencia de precios entre el pico y el valle. Si tomamos como ejemplo el almacenamiento de energía con baterías de litio, el coste de construcción es de unos 1,8 yuanes/hora, y la diferencia de precio entre el pico y el valle de las tarifas eléctricas de 0,7 yuanes es el punto de inflexión económico de la construcción de almacenamiento de energía (a medida que disminuya el coste, el punto de inflexión también se reducirá gradualmente). Sobre la base de 2 cargas y 2 descargas al día, los ingresos de la factura eléctrica de un solo día se calculan de la siguiente manera:
T=2×P×η×DOD×ΔP
En la fórmula, P es la capacidad de almacenamiento de energía, η es la eficiencia de carga y descarga del almacenamiento de energía, DOD es la profundidad de carga y descarga del almacenamiento de energía y ΔP es la diferencia de precio de la electricidad entre el pico y el valle.
2. Arquitectura y parámetros técnicos del sistema de almacenamiento de energía
Los sistemas de almacenamiento de energía suelen constar de unidades de baterías, sistemas de gestión de baterías (BMS), sistemas de gestión de energía (EMS), sistemas de refrigeración, unidades de detección y convertidores de almacenamiento de energía. Si tomamos como ejemplo el sistema de almacenamiento de energía con baterías de litio de 100 kW/215 kWh, la unidad de baterías suele utilizar 280 Ah de celdas, formando un único batería de iones de litio según 1P16S, y 10 paquetes de baterías idénticos se conectan en serie para formar 1P240S, formando un grupo de baterías.
Sugerencias para la comunicación de los sistemas de almacenamiento de energía
1. Seguridad del almacenamiento de energía
Desde la consideración global de múltiples factores como la escala industrial, el coste del sistema, las características energéticas y de potencia, y la reciclabilidad, las baterías de iones de litio presentan actualmente ventajas sobresalientes y son el método de almacenamiento de energía mayoritario.
Aunque el almacenamiento de energía en baterías de litio suele estar equipado con tres niveles de medidas de protección: Nivel de PACK, nivel de grupo de baterías y nivel de contenedor, y está equipado con un sistema completo de gestión de baterías y un sistema de gestión de energía, los riesgos de seguridad siguen siendo un factor que no se puede ignorar, y la presión de operación y mantenimiento es alta .
Para reducir la presión sobre la operación y el mantenimiento, se recomienda adoptar el modelo de energía por contrato en la fase inicial, con una empresa de energía profesional de terceros responsable de la construcción, operación y mantenimiento del sistema de almacenamiento de energía, y compartiendo los ingresos del almacenamiento de energía con los operadores de comunicaciones.
2. Economía del almacenamiento de energía
Los centros de datos y las salas de equipos de comunicaciones se utilizan básicamente para electricidad industrial y comercial, y sus costes de electricidad incluyen cargos por electricidad de capacidad. Sin embargo, la construcción de sistemas de almacenamiento de energía requiere la carga de unidades de baterías de almacenamiento de energía. Cuando la fluctuación de la carga no es grande, el cargo por electricidad de capacidad aumentará, lo que se traducirá en una disminución de los ingresos.
Por lo tanto, la construcción de sistemas de almacenamiento de energía debe tener en cuenta las fluctuaciones de la carga y la capacidad de almacenamiento de energía, y elegir un método de facturación de la capacidad adecuado para garantizar los mayores ingresos por almacenamiento de energía.
Además, el gobierno también debe promover el mecanismo de comercialización de la respuesta a la demanda, como la forma, la profundidad, el modelo de ingresos y las estrategias de regulación correspondientes de los sistemas de almacenamiento de energía que participan en el despacho de la red, con el fin de estimular el entusiasmo de la comunicación de almacenamiento de energía para participar en el despacho de la red, maximizando así los beneficios del sistema de almacenamiento de energía.
El futuro desarrollo del almacenamiento de energía en las comunicaciones
Con la optimización y mejora continuas de la tecnología de almacenamiento de energía y la mejora continua de las políticas del sector, el almacenamiento de energía en la industria de las comunicaciones se convertirá en una parte importante de las políticas industriales y de seguridad. sistema comercial de almacenamiento de energía, lo que contribuirá a mejorar aún más el nivel de conservación de la energía y de reducción del consumo y ayudará a alcanzar el objetivo de doble carbono.
En el futuro, las tecnologías digitales e inteligentes también pueden utilizarse para realizar la integración profunda del almacenamiento de energía distribuida y las cargas en un gran número de centros de datos, oficinas de comunicaciones, estaciones base, etc., para formar una "central eléctrica virtual" que proporcione apoyo al desarrollo de nuevos sistemas de energía.
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