Системы хранения энергии в основном используются для передачи и распределения электроэнергии и вспомогательных служб, подключения к сетям возобновляемых источников энергии, распределенных и микросетей, а также различных частей пользовательской стороны. Согласно статистике, в первой половине 2023 г, глобальное хранение энергии Производство батарей составит 98 ГВтч, что на 104% больше, чем в прошлом году, а поставки - 102 ГВтч, что на 118% больше, чем в прошлом году.
1. Система хранения энергии
Накопитель энергии, реализующий преобразование энергии во времени и пространстве. В широком смысле система хранения энергии относится к циклическому процессу, в котором форма энергии хранится в той же форме или преобразуется в другую форму энергии с помощью носителя или устройства, а затем высвобождается в конкретной форме энергии в зависимости от будущего применения для осуществления передачи или переноса энергии во времени и пространстве.
2. Роль системы накопления энергии
Система хранения энергии также является регулятором энергосистемы, который в основном выполняет функции регулирования пиков и частоты. Основная роль системы хранения энергии заключается в том, чтобы играть регулирующую роль в энергосистеме для обеспечения баланса между производством и потреблением энергии, при этом улучшая общую экономику энергосистемы и снижая затраты на электроэнергию.
Повседневные функции системы накопления энергии можно условно разделить на две категории: регулирование пика и регулирование частоты.
- Накопители энергии могут согласовывать конечную выработку энергии и конечную нагрузку посредством экономии пиковой мощности и заполнения долины для реализации функции экономии пиковой мощности.
Под сокращением пиковой нагрузки понимается поддержание баланса между нагрузкой и выработкой электроэнергии в течение длительного периода времени, привлечение большего количества генераторных установок для удовлетворения спроса в период пикового потребления электроэнергии и отключение соответствующих установок в период низкого потребления электроэнергии.
Система хранения энергии обладает характеристиками двунаправленного потока энергии. Она накапливает энергию при низком энергопотреблении и высвобождает ее при пиковом потреблении, чтобы реализовать экономию и заполнение долины.
Он может эффективно уменьшить разницу между пиковой и валовой нагрузкой энергосистемы и согласовать выработку электроэнергии во временном диапазоне со стороной нагрузки для поддержания стабильности системы.
- Накопители энергии могут оптимизировать точность частотной модуляции и продлить срок службы энергосистемы.
Частота энергосистемы является наиболее чувствительным рабочим параметром, который может непосредственно отражать стабильность системы, и в повседневной работе она должна поддерживаться в фиксированном и контролируемом диапазоне. Когда производство электроэнергии в энергосистеме выходит из равновесия с нагрузкой, частота изменяется соответствующим образом.
При нехватке электроэнергии частота системы будет снижаться, и наоборот. Регулирование частоты заключается в мгновенном включении соответствующих генераторных установок в соответствии с уровнем нагрузки, чтобы обеспечить соответствующую выработку электроэнергии, что предъявляет высокие требования к скорости реакции генераторных установок.
Кроме того, накопители энергии могут оптимизировать функцию частотной модуляции в энергосистеме. С одной стороны, скорость реакции накопителей энергии в реальном времени может повысить скорость и точность настройки энергоблока. Таким образом, частая эксплуатация продлевает срок службы всей энергосистемы.
3. Анализ различных сценариев применения накопителей энергии
- Поддержка хранения энергии на стороне генерации напрямую бьет по болевой точке генерации новой энергии и становится единственным способом очистки энергетической структуры.
Новая энергетика отличается от традиционной тепловой энергетики, которая может вручную регулировать эффективность выработки электроэнергии. Она естественным образом сильно зависит от природной среды, что приводит к очевидной неконтролируемости и нестабильности.
Когда он будет подключен к сети, он вызовет огромное воздействие тока на сеть и повредит ее, тем самым решив проблему нестабильности. Секс стал основным узким местом в развитии чистой энергетики. Что касается производства электроэнергии, то системы хранения энергии в основном устанавливаются на крупных централизованных электростанциях, чтобы облегчить это техническое узкое место.
С одной стороны, система хранения энергии может реализовать "экономию пика и заполнение долины", накапливая избыток электроэнергии, который не может быть потреблен, и планируя время разрядки в соответствии со спросом, что позволяет решить проблему отказа от ветра.
С другой стороны, система накопления энергии может часто заряжаться и разряжаться или быстро реагировать на сигналы частотной модуляции, чтобы регулировать кратковременный выход и мощность новой генерации энергии в режиме реального времени, а также снимать нагрузку частотной модуляции и пикового регулирования на энергосистему в течение короткого периода времени.
- Накопители энергии на стороне передачи и распределения энергии используются в качестве устройства расширения мощности или резервного устройства для повышения регулируемости и безопасности линии.
Накопители энергии на стороне передачи и распределения электроэнергии могут расширить пропускную способность линий и облегчить их перегрузку в повседневном применении, а временное расширение накопителей энергии может отсрочить или устранить необходимость замены старых линий и снизить затраты. В то же время накопители энергии могут использоваться в качестве резервного устройства на подстанциях для обеспечения резервного питания постоянного тока при перебоях с внешним питанием переменного тока, что повышает надежность и безопасность.
- Аккумуляторные батареи за счетчиком может эффективно использовать разницу в ценах на электроэнергию и сократить расходы на нее.
На стороне пользователя накопители энергии в основном используются в распределенных фотоэлектрических или ветроэнергетических установках. На основе системы цен на электроэнергию в зависимости от времени использования или системы платы за мощность пользователи вырабатывают и накапливают электроэнергию в периоды низких цен на электроэнергию, чтобы удовлетворить спрос на нее в периоды высоких цен на электроэнергию, тем самым снижая общие затраты на электроэнергию.
Кроме того, еще одним важным приложением на стороне пользователя является "микрогрид", который объединяет распределенные источники энергии, накопители энергии и устройства преобразования энергии в небольшую систему производства и распределения энергии, которая отделена от общей энергосистемы для достижения близкого потребления и снижения воздействия на общую энергосистему.
4. Пространство спроса на мировом рынке накопителей энергии
С 2022 по 2025 год новый спрос на глобальные накопители энергии составит около 630 ГВт-ч. Согласно оценкам, глобальный спрос на новые накопители энергии со стороны генерации, энергосистем, пользователей, базовых станций 5G и других вспомогательных служб с 2022 по 2025 год составит 190 ГВт-ч, 34,4 ГВт-ч, 364,9 ГВт-ч, 30,3 ГВт-ч и 10,4 ГВт-ч, соответственно, что в общей сложности составит около 630 ГВт-ч.
- Производство электроэнергии: Благоприятная политика ускоряет высвобождение дополнительного спроса, и новый спрос достигнет 50,6 ГВт-ч в 2025 году. Производство электроэнергии в основном базируется на новых энергетических объектах. Мы предполагаем, что в 2022-2025 гг:
- Новая глобальная установленная мощность фотоэлектрических установок составляет около 250 ГВт, 330 ГВт, 400 ГВт и 480 ГВт, из которых на централизованный тип приходится около 60%, что соответствует 150 ГВт, 198 ГВт, 240 ГВт и 288 ГВт; глобальная установленная мощность ветроэнергетики составляет около 98,8 ГВт, 107 ГВт и 115,9% соответственно ГВт, 133,3 ГВт.
- Уровень проникновения накопителей энергии для ветряных и фотоэлектрических электростанций составляет 20%, 30%, 40% и 60%, соответственно.
- Коэффициенты распределения мощности на стороне производства электроэнергии составляют 13%, 15%, 17% и 20%, соответственно.
- Время конфигурации накопителя энергии составляет 2 часа. Согласно расчетам, новые масштабы мощности и энергии накопителей энергии на стороне производства электроэнергии составят 6,5 ГВт/12,9 ГВт-ч в 2022 году, 50,6 ГВт/101,1 ГВт-ч в 2025 году, а трехлетний CAGR масштабов мощности составит 98,4%.
- Сторона сетки: Запас на стороне энергосистемы параллелен двум новым колесам, а новый дополнительный спрос в 2025 году составляет около 16,3 ГВт-ч. На стороне энергосистемы основное место занимают вспомогательные услуги (т. е. регулирование частоты и пика), и существуют рынки акций и прироста. По состоянию на конец 2021 года мировой рынок установленной мощности возобновляемых источников энергии составляет около 2807 ГВт. Мы предполагаем, что в 2022-2025 гг:
- Ежегодный прирост установленной мощности возобновляемых источников энергии в мире составляет около 440 ГВт, 573 ГВт, 690 ГВт и 823 ГВт.
- Показатели проникновения основного установленного оборудования для хранения энергии с 2022 по 2025 год составляют 1,3%, 1,5%, 2,0% и 3,0%; показатели проникновения дополнительного установленного оборудования для хранения энергии составляют 7%, 9%, 12% и 15%, соответственно.
- Коэффициент распределения мощности на стороне сети составляет 3%.
- Время конфигурирования накопителя энергии составляет 1 час. Предполагается, что новые мощности и масштабы энергии в сетевых накопителях энергии составят 3,5 ГВт/3,5 ГВт-ч в 2022 году и 16,3 ГВт/16,3 ГВт-ч в 2025 году, при трехлетнем темпе роста в 67,5%.
- Сторона пользователя: Высокие цены на электроэнергию продолжают стимулировать рост спроса со стороны потребителей, и новый спрос в 2025 году составит около 147,7 ГВт-ч. Мы предполагаем, что в 2022-2025 гг.
- Новая установленная мощность распределенной фотовольтаики в мире составляет около 100 ГВт, 132 ГВт, 160 ГВт и 192 ГВт соответственно.
- Уровень проникновения распределенного фотоэлектрического оборудования для хранения энергии составляет 13%, 20%, 23% и 27%, соответственно. 3) Коэффициент конфигурации мощности на стороне пользователя составляет 95%.
- Время развертывания бытовых накопителей энергии в мире обычно составляет 2-4 часа, и для оценки используется среднее значение 3 часа. Предполагается, что новые масштабы мощности и энергии пользовательских накопителей энергии составят 12,4 ГВт/37,1 ГВт-ч в 2022 году, соответственно, и 49,2 ГВт/147,7 ГВт-ч в 2025 году, а трехлетний CAGR масштабов мощности составит 58,6%.
- Базовая станция 5G: Спрос на вспомогательные сервисные площади значителен, и новый спрос в 2025 году составит около 15,1 ГВт-ч. Помимо того, что накопитель энергии, сконфигурированный в базовую станцию 5G, служит в качестве аварийного источника питания, он также играет роль вспомогательного сервиса и участвует в регулировании частоты и пиковых нагрузок в энергосистеме. Мы предполагаем, что в 2022-2025 гг:
- Количество новых базовых станций 5G в мире составляет 110, 140, 1,70 и 2,1 миллиона соответственно;
- Показатели проникновения базовых станций 5G, оснащенных накопителями энергии, составляют 18%, 27%, 45% и 60% соответственно;
- Коэффициент конфигурации мощности накопителя энергии составляет 100%;
- Время конфигурирования хранилища энергии увеличивается с 3,5 до 4 часов. Подсчитано, что новые мощности и энергетические масштабы накопителей энергии для конфигурации базовых станций 5G составят 0,6 ГВт/2,1 ГВт-ч в 2022 году, соответственно, и 3,8 ГВт/15,1 ГВт-ч в 2025 году, а трехлетний CAGR масштабов мощности составит 85,3%.
5. Будущее рыночное пространство глобальных накопителей энергии
В долгосрочной перспективе увеличение доли генерации энергии из возобновляемых источников в мире приведет к эффективному высвобождению огромного пространства для спроса на накопители энергии. Если взять в качестве примера Китай, то в период с 2022 по 2025 год новый спрос на накопители энергии в Китае составит около 179 ГВт-ч.
Согласно оценкам, в 2022-2025 годах в Китае новый спрос на накопители энергии на стороне генерации, сети, пользователей, базовых станций 5G и других вспомогательных услуг составит 41,1 ГВтч, 26,2 ГВтч, 77,9 ГВтч, 27,9 ГВтч и 5,7 ГВтч, в общей сложности около 179 ГВтч.
- Производство электроэнергии: В 2025 году новый спрос достигнет 20,3 ГВтч. Производство электроэнергии в основном базируется на новых энергетических объектах, предполагая, что в 2022-2025 гг:
- Новая установленная мощность фотоэлектрических установок составляет около 80 ГВт, 90 ГВт, 100 ГВт и 110 ГВт, из которых на централизованный тип приходится 50%, что соответствует примерно 40 ГВт, 45 ГВт, 50 ГВт и 55 ГВт;
- Коэффициенты проникновения конфигураций накопителей энергии составляют 17%, 21%, 24% и 30%, соответственно.
- Коэффициенты распределения мощности на стороне генерации составляют 12%, 15%, 18% и 25%, соответственно.
- Время конфигурации накопителя энергии составляет 2 часа. Таким образом, по расчетам, новые масштабы мощности и энергии накопителей энергии на стороне производства электроэнергии составят 1,9 ГВт/3,9 ГВт-ч в 2022 году, достигнут 10,1 ГВт/20,3 ГВт-ч в 2025 году, а трехлетний CAGR масштабов мощности составит 73,5%.
- Сторона сетки: Для удовлетворения спроса на пиковое регулирование мощности и регулирование частоты в 2025 году потребуется около 14,6 ГВт-ч. На стороне энергосистемы основными являются вспомогательные услуги (т. е. регулирование частоты и пика), и существуют фондовые и дополнительные рынки. Предполагается, что в 2022-2025 гг:
- Увеличение установленной мощности составит примерно 150 ГВт, 170 ГВт, 195 ГВт и 220 ГВт;
- Показатели проникновения установленных накопителей энергии с 2022 по 2025 год составляют 2,2%, 3,5%, 5,5% и 8,0%; показатели проникновения дополнительных установленных накопителей энергии составляют 7%, 8%, 12% и 18%, соответственно.
- Коэффициент распределения мощности на стороне сети составляет 3%.
- Время конфигурирования накопителя энергии составляет 1 час. По оценкам, в 2022 году объем вновь добавленной мощности и энергии в сетевых накопителях энергии составит 1,7 ГВт/1,7 ГВт-ч, а в 2025 году достигнет 14,6 ГВт/14,6 ГВт-ч соответственно, а трехлетний CAGR масштаба мощности составит 102,8%.
- Сторона пользователя: Снижение стоимости постепенно высвобождает место на стороне пользователя, и новый спрос в 2025 году составит около 36,6 ГВт-ч. Пользовательская сторона в основном учитывает популяризацию оптических систем хранения данных. Предполагается, что в 2022-2025 гг:
- Новая установленная мощность распределенной фотовольтаики составляет около 40 ГВт, 45 ГВт, 50 ГВт и 55 ГВт соответственно.
- Уровень проникновения распределенного фотоэлектрического оборудования для хранения энергии составляет 8%, 16%, 25% и 37%, соответственно.
- Коэффициент конфигурации мощности на стороне пользователя составляет 90%.
- Время настройки накопителя энергии составляет 2 часа. В 2022 году новые масштабы мощности и энергии пользовательских накопителей энергии составят 2,9 ГВт/5,8 ГВт-ч соответственно, а в 2025 году они достигнут 18,3 ГВт/36,6 ГВт-ч соответственно, а трехлетний CAGR масштабов мощности с 2022 по 2025 год составит 85,3%.
- Базовые станции 5G: По сравнению с базовыми станциями 4G, потребление энергии значительно возросло, и резервное хранение энергии стало необходимостью. Новый спрос в 2025 году составит около 13,4 ГВт-ч. В настоящее время Китай является крупнейшим рынком спроса на накопители энергии для конфигурации базовых станций 5G. В настоящее время совокупная установленная мощность накопителей энергии для базовых станций 5G в Китае составляет около 60% в мире. В 2021 году в Китае появится более 600 000 новых базовых станций 5G. Предполагается, что в 2022-2025 гг:
- Количество вновь построенных базовых станций 5G составляет 80, 100, 1,2 миллиона и 1,4 миллиона;
- Уровень проникновения накопителей энергии для базовых станций 5G составляет 25%, 35%, 60% и 80% соответственно;
- Коэффициент конфигурации мощности накопителя энергии составляет 100%;
- Время конфигурирования хранилища энергии увеличивается с 3,5 до 4 часов. Подсчитано, что новые мощности и энергетические масштабы накопителей энергии для конфигурации базовых станций 5G составят 0,6 ГВт/2,1 ГВт-ч в 2022 году, соответственно, и 3,4 ГВт/13,4 ГВт-ч в 2025 году, а трехлетний CAGR масштабов мощности составит 85,7%.
Здесь представлена новейшая структура мирового рынка накопителей энергии. Если вы хотите узнать больше о накопителях энергии, вы можете ознакомиться с этой статьей Топ-10 мировых производителей аккумуляторов для хранения энергии.
Температура влияет на такие характеристики электрохимических накопителей энергии, как емкость, безопасность и срок службы, поэтому требуется терморегулирование системы хранения энергии. В этой статье сравниваются две основные технологии охлаждения: жидкостное охлаждение и воздушное охлаждение.
В связи с постоянным ростом спроса на энергию, потребность людей в возобновляемых источниках энергии становится все более и более актуальной. Фотоэлектрическая система хранения энергии, как новая энергетическая технология, постепенно получает широкое внимание и применение.
В этой статье представлена новая технология маховичного накопителя энергии, раскрывается ее определение, технология, характеристики и другие аспекты.
+86 - 18925002618
