системы хранения энергии в масштабе

Коммерческие системы хранения энергии - изучение компонентов, типов и областей применения

КОММЕРЧЕСКИЙ ПРОМЫШЛЕННЫЙ

Получение эффективных и надежных вариантов хранения энергии имеет решающее значение в современной динамичной энергетической среде. Коммерческие системы накопления энергии являются важнейшим средством хранения энергии, вырабатываемой в периоды низкого спроса, и высвобождения ее при высоком спросе. Чтобы лучше понять эти системы, необходимо изучить их компоненты.

В этой статье мы подробно рассмотрим каждый компонент коммерческих систем хранения энергии, подчеркнув их функции и важность в общей архитектуре системы. Мы также рассмотрим различные типы технологий коммерческого хранения энергии, доступные сегодня, а также их соответствующие преимущества и ограничения.

Оглавление
    Добавьте заголовок, чтобы начать генерировать оглавление
    YouTube_play_button_icon_(2013–2017)

    Что такое коммерческие аккумуляторные системы?

    Коммерческие аккумуляторные системы - это один из видов накопителей энергии, подобно большим пауэрбанкам (контейнерам с блоками аккумуляторов), которые способны накапливать и затем отдавать электроэнергию из различных источников. Коммерческие системы хранения энергии бывают разных размеров и форм, в зависимости от сферы применения и потребностей заказчика.

    Модульная структура этих систем и возможности хранения энергии варьируются от 50 кВт/ч до 1 МВт/ч. Поэтому они являются отличным вариантом для малых и средних организаций, которым нужна система хранения энергии. Многие предприятия, включая школы, больницы, автозаправочные станции, магазины, промышленные предприятия и другие, полагаются на них для удовлетворения своих энергетических потребностей.

    Коммерческие системы накопления энергии поддерживают энергосистему, используя аккумуляторы для балансировки колебаний спроса, обеспечения резервного питания во время отключений и помощи возобновляемым источникам энергии, таким как ветер и солнце. Внедрение такой системы поможет вам сэкономить деньги, сократив счета за электричество и создав новые возможности для получения прибыли.

    Из каких компонентов состоят коммерческие системы хранения энергии?

    ● Аккумуляторная система: Аккумулятор, состоящий из отдельных элементов, преобразующих химическую энергию в электрическую, несомненно, является сердцем коммерческих систем хранения энергии. Элементы располагаются в модулях, стойках и струнах, а также соединяются последовательно или параллельно в количестве, соответствующем требуемому напряжению и емкости. Литий-ионные батареи зарекомендовали себя как лучшие аккумуляторы для коммерческих систем хранения энергии.

    ● Система управления аккумулятором (BMS): BMS - это главная точка управления, которая обеспечивает безопасность системы, контролируя ее долговечность, безопасность и эффективность. Благодаря этому батарея работает в оптимальном режиме в отношении напряжения, температуры, тока, состояния заряда и здоровья. Кроме того, она управляет системой охлаждения и поддерживает равновесие элементов.

    ● Инвертор или система преобразования энергии (PCS): Этот компонент обычно называют "мускулами" коммерческой системы накопления энергии. Это связано с тем, что батарея обеспечивает постоянный ток (DC), но для работы сети или нагрузки необходим переменный ток (AC), поэтому инвертор помогает в этом преобразовании. Кроме того, он контролирует напряжение, частоту и качество электроэнергии на выходе. Конфигурация системы хранения энергии определяет, будет ли в ней использоваться инвертор с подключением к переменному или постоянному току.

    ● Система энергетического менеджмента (EMS): Система EMS отвечает за отслеживание и регулирование потока энергии в системе хранения энергии в соответствии с потребностями и предпочтениями пользователя. Она взаимодействует с сетью, нагрузкой и другими источниками энергии, такими как солнечная и ветровая энергия. Она выполняет такие дополнительные задачи, как сокращение пиковых нагрузок, переключение нагрузки, регулирование частоты, резервное питание и арбитраж энергии.Из каких компонентов состоят коммерческие системы хранения энергии

    ● Двунаправленный инвертор: Подключаемые к сети коммерческие системы хранения энергии должны иметь двунаправленный инвертор как важнейший компонент. Он позволяет системе накопления энергии получать энергию из сети и отправлять ее обратно, когда это необходимо. Кроме того, он синхронизируется с напряжением и частотой сети.

    ● Трансформатор: Это важный компонент любой подключенной к сети коммерческой системы хранения энергии, который помогает повысить или понизить уровень напряжения в соответствии с напряжением в сети.

    ● Защитное устройство: Этот компонент необходим для защиты сети и системы хранения энергии от сбоев, скачков напряжения, коротких замыканий, перегрузок и других нештатных ситуаций.

    ● Системы охлаждения: Эти компоненты поддерживают идеальный температурный режим для аккумулятора и других деталей, гарантируя эффективность и безопасность.

    ● Система управления высокого уровня: Этот элемент работает вместе с другими системами управления, такими как EMS и BMS, для повышения производительности и надежности любой подключенной к сети коммерческой системы хранения энергии.

    Каковы наиболее распространенные типы коммерческих систем хранения энергии?

    Коммерческие системы хранения энергии бывают разных типов, но в целом их можно разделить на пять основных групп. Механические, электромагнитные, тепловые, химические и электрохимические - вот пять категорий, и каждая из них обладает уникальными свойствами, преимуществами и недостатками.

    Механические

    Эти системы используют механические силы или движения для накопления и высвобождения энергии. В качестве примера можно привести систему Pumped-Storage Hydroelectricity (PSH), которая перекачивает воду вверх по склону при избытке электроэнергии и сбрасывает ее вниз по течению при наличии спроса на энергию.

    Другой пример - накопитель энергии на сжатом воздухе (CAES), который сжимает воздух в подземных пещерах или резервуарах и расширяет его для питания турбины. И, наконец, накопитель энергии в виде маховика (FES), который создает энергию за счет быстрого вращения ротора.

    Электромагнитный

    Такие устройства, как конденсаторы, суперконденсаторы и сверхпроводящие магнитные накопители энергии (SMES), используют электрические или магнитные поля для накопления и высвобождения энергии. Конденсаторы хранят электрический заряд на двух пластинах, разделенных изолятором. Однако суперконденсаторы обладают большей емкостью и могут хранить больше заряда. Однако в SMES используется сверхпроводящая катушка для создания магнитного поля, способного сохранять энергию с минимальными потерями.

    Термо

    Примерами тепловых накопителей, использующих тепло или холод для хранения и высвобождения энергии, являются расплавленная соль, жидкий воздух, криогенные накопители энергии (CES) и лед/вода. Например, расплавленная соль может накапливать тепло от концентрированных солнечных электростанций и высвобождать его для генерации пара для турбин.

    Аналогично, жидкий воздух может быть сжижен, когда избыток электроэнергии испаряется, чтобы привести в движение турбину, когда это необходимо. В CES для хранения холодной энергии используется жидкий азот или другие криогенные жидкости. Лед/вода могут накапливать холодную энергию, замораживая воду ночью и растапливая ее днем для охлаждения.

    Электрохимический

    Самым распространенным типом коммерческих систем хранения энергии являются аккумуляторы, которые накапливают и отдают энергию посредством электрохимических процессов. Эти батареи имеют два электрода (анод и катод) и электролит, который позволяет ионам течь, создавая концепцию заряда и разряда. Благодаря своим преимуществам литий-ионные батареи часто идеально подходят для любого заведения, желающего использовать коммерческую систему хранения энергии.

    Каковы области применения коммерческих систем хранения энергии?

    Пиковая экономия

    Чтобы минимизировать пиковую нагрузку и сократить расходы, эта идея предусматривает использование коммерческих накопителей энергии в периоды высокого спроса на электроэнергию. Клиенты с высоким отношением пиковой нагрузки к средней или те, кто подвержен высоким тарифам на электроэнергию, могут извлечь из этого значительную выгоду.

    Перемещение груза

    Для борьбы с разницей в ценах в этой ситуации используются коммерческие системы хранения энергии. Они заряжаются в периоды низких цен на электроэнергию и разряжаются в периоды высоких цен на нее. Потребители, для которых действует плата за время использования или цены в режиме реального времени, могут извлечь из этого выгоду, сэкономив деньги.Применение коммерческих систем хранения энергии

    Например, с помощью системы литий-ионных батарей мощностью 500 кВт/3 МВт-ч отель на Гавайях смог перенести свою нагрузку с дневного на ночное время и сэкономить $275 000 в год.

    Интеграция с возобновляемыми источниками энергии: В этом случае коммерческие системы хранения энергии объединяются с возобновляемыми источниками энергии, такими как солнце или ветер, чтобы повысить их эффективность и результативность.

    Резервное питание

    В этом случае резервное питание обеспечивается коммерческими системами хранения энергии в случае сбоев в сети или других кризисных ситуаций. Выгоды от этого могут включать повышение устойчивости, обеспечение непрерывности работы компании или предоставление жизненно важных услуг.

    Микрогрид

    В этом приложении коммерческие системы хранения энергии будут использоваться в качестве компонента микрогрида, который может работать отдельно от основной сети или быть с ней связан. Это может дать такие преимущества, как повышение надежности, снижение выбросов или расширение прав и возможностей сообщества.

    Какова емкость коммерческих накопителей энергии?

    Как уже говорилось ранее, малый и средний бизнес часто использует "коммерческие системы хранения энергии", которые обычно имеют емкость от 50 кВт/ч до 1 МВт/ч и применяются для коммерческих и муниципальных нужд. В реальности емкость колеблется между указанными значениями, но идеальный выбор емкости зависит от того, для каких целей вы ее используете и какую задачу пытаетесь решить.

    В чем преимущества коммерческих систем хранения энергии?

    ● Устойчивость: Коммерческая деятельность может продолжаться бесперебойно и безопасно с помощью коммерческих систем хранения энергии, которые обеспечивают резервное питание в случае сбоев в сети или других бедствий. Это очень важно для таких жизненно важных объектов, как больницы, центры обработки данных или промышленные предприятия, которые не могут позволить себе потерять электричество.

    ● Экономия средств: Переключаясь с пиковых на непиковые часы, когда электроэнергия стоит дешевле, коммерческие системы хранения энергии могут помочь предприятиям снизить расходы на электричество. В результате может быть снижена плата за спрос, которая рассчитывается на основе наибольшего количества электроэнергии, использованной в течение расчетного периода. Коммерческие системы хранения энергии также могут помочь компаниям получить дополнительный доход, участвуя в программах реагирования на спрос, которые вознаграждают потребителей за снижение потребления электроэнергии в периоды пикового спроса.

    ● Интеграция возобновляемых источников энергии: Коммерческие системы хранения энергии позволяют предприятиям повысить эффективность использования возобновляемых источников энергии, таких как солнце и ветер. Для этого они накапливают избыточную энергию в периоды высокой выработки и высвобождают ее в периоды низкой выработки.

    Это позволяет снизить зависимость от ископаемого топлива и сократить выбросы парниковых газов. Коммерческие системы хранения энергии также могут способствовать стабилизации энергосистемы, балансируя спрос и предложение электроэнергии и предлагая вспомогательные услуги, такие как регулирование частоты или поддержка напряжения.

    ● Дополнительные преимущества сети: Коммерческие системы хранения энергии обеспечивают дополнительные преимущества для энергосистемы и общества, такие как повышение безопасности и устойчивости к кибератакам и стихийным бедствиям, повышение экономической ценности и конкурентоспособности за счет создания новых рабочих мест и рынков, а также снижение воздействия на окружающую среду за счет уменьшения загрязнения воздуха и потребления воды.

    Как долго служат коммерческие системы хранения энергии?

    Срок службы промышленных систем хранения энергии - один из распространенных вопросов. Вы хотите быть уверены, что получите максимальную отдачу от инвестиций в крупномасштабные аккумуляторы или другие устройства хранения энергии, поскольку эти проекты по хранению энергии имеют первоначальные затраты.

    Ответ на этот вопрос не однозначен, поскольку различные системы хранения энергии имеют разный срок службы, зависящий от их технологии, конструкции, условий эксплуатации и окружающей среды. Тем не менее, вот некоторые общие диапазоны срока службы для некоторых распространенных коммерческих технологий хранения энергии:

    • Литий-ионные аккумуляторы: Срок службы от 8 до 15 лет, до 8000 циклов зарядки при одном ежедневном цикле зарядки.
    • Проточные окислительно-восстановительные батареи: От 5 до 15 лет
    • Водород: 8-15 лет

    Независимо от указанного выше срока службы, коммерческие системы хранения энергии должны регулярно контролироваться и диагностироваться. Эти сроки являются лишь приблизительными, и контроль за работой системы может продлить срок ее службы до вашего удовлетворения.

    Как спроектировать коммерческую систему хранения энергии в соответствии с требованиями приложения

    Не существует конкретного решения, которое бы подходило для всех коммерческих систем хранения энергии. Различные области применения могут иметь свои потребности и ограничения с точки зрения мощности и энергоемкости, времени реакции, срока службы, стоимости, безопасности и влияния на окружающую среду. Поэтому при разработке коммерческой системы хранения энергии в соответствии с требованиями приложения необходимо учитывать следующие моменты:

    Определите приложения

    Какие основные услуги или функции будет предлагать система хранения энергии? Например, регулирование частоты, интеграция возобновляемых источников энергии, резервное питание и сокращение пиковых нагрузок. Для достижения различных целей в конкретных приложениях может потребоваться несколько или гибридных решений для хранения энергии.

    Определите показатели эффективности: Какие критические факторы будут определять успех системы хранения энергии? В качестве примера можно рассмотреть следующие показатели: номинальная мощность, номинальная энергия, эффективность в оба конца, скорость нарастания, продолжительность разряда, срок службы и т. д. Применение (приложения) и условия сети будут влиять на эти показатели.

    Выбор технологии

    Какие инновационные технологии хранения энергии наиболее подходят для достижения показателей эффективности? В качестве примера можно привести литий-ионные батареи, свинцово-кислотные аккумуляторы, гидроэнергию, накачиваемую насосами, накопители энергии на сжатом воздухе, редокс-аккумуляторы, водород и т.д. У каждой технологии есть плюсы и минусы в отношении стоимости, производительности, долговечности, безопасности и влияния на окружающую среду.Как спроектировать коммерческую систему хранения энергии в соответствии с требованиями приложения

    Разработка системы

    Как система хранения энергии будет сконфигурирована и интегрирована с другими компонентами? Например, сколько модулей или блоков потребуется? Как они будут связаны между собой и управляться? Как они будут связаны с сетью и другими источниками энергии? Как они будут контролироваться и защищаться?

    Оцените систему

    Как будет проводиться тестирование и проверка системы хранения энергии? Например, как будут измеряться и проверяться показатели производительности? Как будет оцениваться надежность и долговечность? Как количественно оценить экономические и экологические преимущества?

    Как рассчитать стоимость и выгоду коммерческой системы хранения энергии?

    Определить стоимость и полезность коммерческих накопителей энергии не так просто. На экономику накопителей энергии влияет множество факторов и переменных, таких как капитальные затраты, стоимость эксплуатации и обслуживания, стоимость деградации и замены, потоки доходов, стимулы и политика, а также рыночные условия.

    Поэтому очень важно оценить множество возможностей и ситуаций, используя систематический и прозрачный подход.

    Выровненная стоимость хранения (LCOS) - это типичная статистика, используемая для оценки стоимости и ценности коммерческих систем хранения энергии. LCOS - это средняя стоимость единицы энергии, произведенной системой хранения, которую необходимо продать, чтобы покрыть все расходы по проекту в течение всего срока его реализации. Стоимость срока службы системы хранения можно определить, разделив общий срок службы системы на производство энергии.

    Общая стоимость срока службы системы хранения включает в себя первоначальные капитальные затраты, расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание, расходы на износ и замену, а также любые дополнительные расходы, связанные с финансированием, налогами или выводом из эксплуатации.

    Производительность и эффективность системы, а также ее потребление и применение определяют общий срок службы системы. Например, выработка энергии системой хранения, используемой для снижения пиковой нагрузки, будет отличаться от выработки системы, используемой для регулирования частоты.

    LCOS можно сравнить с потоками доходов или предотвращенными расходами, которые может генерировать или обеспечить система хранения.

    Например, система хранения может приносить доход, предоставляя услуги энергосистемы, такие как регулирование частоты или участие в рынке мощности. Увеличение самопотребления возобновляемой энергии, снижение платы за спрос или отсрочка усовершенствования передачи или распределения - это дополнительные способы снижения затрат с помощью системы хранения.

    Вы можете определить рентабельность проекта хранения, сравнив LCOS с доходом или сэкономленными затратами. Однако рыночные условия и правила могут привести к тому, что эта разница будет меняться со временем и в разных регионах.

    Поэтому при оценке стоимости и ценности коммерческой системы хранения энергии очень важно учитывать неопределенность и чувствительность этих параметров.

    Факторы, которые следует учитывать при выборе производителей коммерческих систем хранения энергии

    Производительность, надежность и рентабельность проекта по хранению энергии могут зависеть от производителя, которого вы выберете для коммерческих систем хранения энергии. При выборе производителя необходимо учитывать множество факторов, таких как:

    ● Технология: Первое, что всегда следует учитывать, - это тип технологии хранения энергии, которую предлагает производитель, которого вы хотите купить. Многие из них могут использовать литий-ионные батареи, свинцово-кислотные аккумуляторы, гидроаккумуляторы, накопители энергии на сжатом воздухе, редокс-батареи, водород и т. д. Все эти технологии по-своему превосходны и имеют свои недостатки, поэтому выбирайте ту, которая соответствует вашим требованиям и показателям производительности.

    ● Качество: Также следует постоянно обращать внимание на стандарты продукции и услуг производителя. Проверьте, насколько эффективно они соблюдают отраслевые правила и нормы и как они обеспечивают надежность и безопасность своей продукции. Убедитесь, что у них есть авторитетный путь для тестирования и проверки продукции перед поставкой, а также для управления послепродажной поддержкой и гарантией. Вы должны выбрать поставщика с надежной репутацией, который будет радовать клиентов.Выбор производителей коммерческих систем хранения энергии

    ● Опыт: Выбранный вами производитель должен обладать знаниями и опытом работы в секторе хранения энергии. Об их квалификации можно судить по тому, как долго они работают в отрасли и сколько успешных проектов они реализовали. Выяснив это, вы сможете определить, насколько диверсифицированы их рынки и клиенты, а также насколько передовыми являются их предложения. Выбирайте производителя с надежной репутацией и большим портфелем проектов по хранению энергии.

    ● Стоимость: Поскольку каждый производитель устанавливает свои цены по-разному, вам следует определить стоимость его продукции. Это поможет вам понять, насколько доступными являются цены по сравнению с другими компаниями.

    Благодаря прозрачности цен вы можете сделать разумный выбор, ознакомившись с различными моделями и схемами ценообразования. Кроме того, некоторые производители предоставляют альтернативные варианты финансирования и гибкие сроки оплаты, что упрощает соблюдение плана платежей. Вы должны выбрать производителя, который доступен по цене и обеспечивает достойные условия.

    ● Поддержка: Также важно, чтобы выбранный вами производитель предлагал хорошее обслуживание и поддержку клиентов. Вы можете узнать, насколько оперативно они реагируют на ваши запросы и пожелания. Это показывает, насколько хорошо они будут общаться и сотрудничать с вами на протяжении всего жизненного цикла проекта.

    Можно ли подключать коммерческие системы хранения аккумуляторов к фотоэлектрическим установкам?

    Можно создать систему "солнце плюс накопитель", соединив коммерческие системы хранения аккумуляторов и фотоэлектрические установки (ФЭУ). Такая система может накапливать дополнительную солнечную энергию в течение дня и использовать ее ночью или во время перебоев в сети. Фактически, она снижает затраты на потребление и плату за пользование сетью, одновременно повышая самопотребление и надежность солнечной электроэнергии.

    Помимо участия в энергетических рынках, таких как реагирование на спрос или арбитраж энергии, система "солнце плюс накопитель" может предлагать услуги энергосистемы, такие как управление частотой или поддержка напряжения. Система "солнце плюс накопитель" может быть финансово успешным и экологически ответственным выбором для предприятий.

    Где можно купить коммерческие системы хранения энергии?

    Коммерческие системы хранения энергии можно приобрести у производителей, интеграторов или дистрибьюторов. Вы также можете обратиться в энергосервисную компанию, которая поможет спроектировать и установить систему, соответствующую вашим потребностям.

    Grevault - профессиональная компания в области промышленных и коммерческих накопителей энергии, обладающая многолетним практическим опытом.

    Большой опыт работы позволил команде накопить богатый багаж знаний и опыта в данной области.

    Они обладают высокой способностью предлагать энергетические решения, отвечающие конкретным требованиям клиентов, гарантируя, что их клиенты получат наилучшее обслуживание.

    Заключение

    Коммерческие системы хранения энергии становятся все более популярными и доступными по мере совершенствования технологий и поощрения их использования. Эти системы могут накапливать и передавать энергию для различных целей, включая снижение пиковой нагрузки, управление частотой, интеграцию возобновляемых источников энергии, резервное питание и многое другое. Для принятия оптимального решения необходимо понимать технологию и конструкцию системы.

    Продукт

    Последние сообщения

    Видео

    ru_RURussian
    Прокрутить к верху