Ефективні та надійні варіанти зберігання енергії мають вирішальне значення в сучасному динамічному енергетичному середовищі. Комерційні системи зберігання енергії є важливим засобом зберігання енергії, виробленої в періоди низького попиту, та її вивільнення в періоди високого попиту. Для кращого розуміння цих систем важливо заглибитися в їхні компоненти.
У цій статті ми детально розглянемо кожен компонент комерційних систем зберігання енергії, висвітливши їхні функції та важливість у загальній архітектурі системи. Ми також розглянемо різні типи комерційних технологій зберігання енергії, доступних сьогодні, а також їхні переваги та обмеження.
</img
Що таке комерційні системи зберігання акумуляторів?
Комерційні акумуляторні системи - це один з видів сховищ енергії, подібний до великих павербанків (контейнерів з акумуляторними батареями), які мають здатність накопичувати і потім віддавати електроенергію з різних джерел. Комерційні акумуляторні системи бувають різних розмірів і форм, залежно від застосування та потреб клієнтів.
Модульна структура цих систем та можливості зберігання варіюються від 50 кВт-год до 1 МВт-год. Тому вони є чудовим варіантом для малих і середніх організацій, які шукають систему зберігання енергії. Багато бізнес-об'єктів, включаючи школи, лікарні, заправні станції, магазини, промислові підприємства тощо, покладаються на них для забезпечення своїх потреб в енергії.
Комерційні системи зберігання енергії підтримують енергосистему, використовуючи акумулятори для збалансування коливань попиту, забезпечують резервне живлення під час відключень і допомагають відновлюваним джерелам енергії, таким як вітер і сонце. Впровадження такої системи може допомогти вам заощадити гроші, зменшивши рахунки за електроенергію та створивши нові можливості для отримання прибутку.
З яких компонентів складаються комерційні системи зберігання енергії?
Акумуляторна система: Акумулятор, що складається з окремих елементів, які перетворюють хімічну енергію в електричну, безсумнівно, є серцем комерційних систем зберігання енергії. Елементи розташовуються в модулях, стійках і ланцюжках, а також з'єднуються послідовно або паралельно в кількості, що відповідає бажаній напрузі і ємності. Літій-іонні батареї зарекомендували себе як найкращий тип акумуляторів для комерційних систем зберігання енергії.
Система управління акумулятором (BMS): BMS - це основний контрольний пункт, який забезпечує безпеку системи, контролюючи довговічність, безпеку та ефективність акумуляторної системи. Завдяки цьому батарея працює в оптимальному режимі з точки зору напруги, температури, струму, заряду та стану здоров'я. Крім того, вона контролює систему охолодження і підтримує рівновагу елементів.
Інвертор або система перетворення енергії (PCS): Цей компонент зазвичай називають "м'язами" комерційної системи зберігання енергії. Це пов'язано з тим, що батарея постачає постійний струм (DC), але для роботи мережі або навантаження потрібен змінний струм (AC), тому інвертор допомагає з цим перетворенням. Крім того, він контролює напругу, частоту та якість електроенергії на виході. Від того, як налаштована система зберігання енергії, залежить, чи буде вона використовувати інвертор з підключенням до мережі змінного або постійного струму.
Система енергоменеджменту (СЕнМ): EMS відповідає за відстеження та регулювання потоку енергії всередині системи зберігання енергії відповідно до потреб та уподобань користувача. Вона взаємодіє з мережею, навантаженням та іншими джерелами енергії, такими як сонячна та вітрова енергія. Вона виконує додаткові завдання, такі як згладжування піків, перерозподіл навантаження, регулювання частоти, резервне живлення та енергетичний арбітраж.
Двонаправлений інвертор: Підключені до мережі комерційні системи зберігання енергії повинні мати двонаправлений інвертор як найважливіший компонент. Він дозволяє системі зберігання енергії отримувати енергію з мережі або відправляти її назад в мережу, коли це необхідно. Крім того, він синхронізується з напругою та частотою мережі.
Трансформатор: Це життєво важливий компонент будь-якої підключеної до мережі комерційної системи зберігання енергії, який допомагає підвищувати або знижувати рівень напруги відповідно до напруги в мережі.
Захисний пристрій: Цей компонент необхідний для захисту мережі та системи зберігання енергії від несправностей, перенапруг, коротких замикань, перевантажень та інших нештатних ситуацій.
Системи охолодження: Ці компоненти підтримують батарею та інші деталі в ідеальному температурному діапазоні, гарантуючи ефективність і безпеку.
Високорівнева система управління: Цей елемент працює разом з іншими системами управління, такими як EMS і BMS, для підвищення продуктивності та надійності будь-якої підключеної до мережі комерційної системи зберігання енергії.
Які існують найпоширеніші типи комерційних систем зберігання енергії?
Комерційні системи зберігання енергії бувають різних типів, але загалом їх можна поділити на п'ять основних груп. Механічні, електромагнітні, теплові, хімічні та електрохімічні - це п'ять категорій, і кожна з них має унікальні властивості, переваги та недоліки.
Механічний
Ці системи використовують механічні сили або рухи для накопичення та вивільнення енергії. Гідроакумулюючі електростанції (ГАЕС) є прикладом системи, яка перекачує воду нагору, коли є надлишок електроенергії, і спускає її вниз за течією, коли є попит на енергію.
Інший приклад - накопичувачі енергії стисненого повітря (CAES), які стискають повітря в підземних печерах або резервуарах і розширюють його для живлення турбіни. Нарешті, є накопичувач енергії маховика (FES), який виробляє енергію за рахунок швидкого обертання ротора.
Електромагнітний
Такі пристрої, як конденсатори, суперконденсатори та надпровідні магнітні накопичувачі енергії (SMES), використовують електричні або магнітні поля для зберігання та вивільнення енергії. Конденсатори зберігають електричний заряд на двох пластинах, розділених ізолятором. Проте суперконденсатори мають більшу ємність і можуть зберігати більше заряду. Однак SMES використовує надпровідну котушку для створення магнітного поля, здатного зберігати енергію з мінімальними втратами.
Тепловий
Прикладами систем акумулювання тепла, які використовують тепло або холод для зберігання та вивільнення енергії, є розплавлена сіль, рідке повітря, кріогенні накопичувачі енергії (CES) та лід/вода. Наприклад, розплавлена сіль може зберігати тепло від концентрованих сонячних електростанцій і віддавати його для виробництва пари для турбін.
Аналогічно, рідке повітря можна зріджувати, коли надлишок електроенергії випаровується, щоб приводити в рух турбіну, коли це необхідно. CES використовує рідкий азот або інші кріогенні рідини для зберігання холодної енергії. Лід/вода можуть зберігати енергію холоду, заморожуючи воду вночі і розтоплюючи її вдень для охолодження.
Електрохімічний
Найбільш поширеним типом комерційних систем зберігання енергії є акумулятори, які накопичують і вивільняють енергію за допомогою електрохімічних процесів. Ці батареї мають два електроди (анод і катод) і електроліт, який дозволяє іонам рухатися, створюючи концепцію заряду і розряду. Завдяки своїм перевагам літій-іонні акумулятори часто є ідеальним рішенням для будь-якого закладу, який бажає використовувати комерційну систему зберігання енергії.
Яке застосування мають комерційні системи зберігання енергії?
Пікове гоління
Щоб мінімізувати пікові навантаження і знизити витрати на споживання, ця ідея застосування передбачає розряджання комерційних накопичувачів енергії під час підвищеного попиту на електроенергію. Клієнти з високим співвідношенням пікового навантаження до середнього або ті, що мають високі показники попиту, можуть отримати значну вигоду від цього.
Перерозподіл навантаження
Комерційні системи зберігання енергії використовуються для боротьби з різницею в цінах у цій ситуації. Вони заряджаються під час низьких цін на електроенергію і розряджаються під час високих цін на електроенергію. Клієнти, які платять за час використання або за цінами в реальному часі, можуть отримати вигоду від цього, заощадивши гроші.
Наприклад, використовуючи систему літій-іонних акумуляторів потужністю 500 кВт/3 МВт-год, готель на Гаваях зміг перенести своє навантаження з денного на нічний час і заощадити $275 000 доларів США щорічно.
Інтеграція з відновлюваними джерелами: У цьому випадку комерційні системи зберігання енергії поєднуються з відновлюваними джерелами енергії, такими як сонячна або вітрова, щоб підвищити їх ефективність та результативність.
Резервне живлення
У цьому випадку резервне живлення забезпечується комерційними системами зберігання енергії на випадок збоїв в електромережі або інших кризових ситуацій. Переваги від цього можуть включати підвищення стійкості, гарантування безперервності роботи компанії або надання життєво важливих послуг.
Мікромережа
У цьому застосуванні комерційні системи зберігання енергії будуть використовуватися як компонент мікромережі, який може працювати окремо від основної мережі або бути з'єднаний з нею. Це може принести такі переваги, як підвищена надійність, зниження викидів або розширення прав і можливостей громади.
Яка потужність комерційного зберігання енергії?
Як зазначалося раніше, малий та середній бізнес часто використовує "комерційні системи зберігання енергії", які зазвичай мають ємність від 50 кВт-год до 1 МВт-год і використовуються для комерційних та муніципальних цілей. Насправді, ємність коливається між зазначеними значеннями, але ваш ідеальний вибір ємності залежить від типу програми, для якої ви її використовуєте, і завдання, яке ви намагаєтесь вирішити.
У чому переваги комерційних систем зберігання енергії?
Стійкість: Бізнес-операції можуть продовжуватися безперебійно та безпечно за допомогою комерційних систем зберігання енергії, які можуть забезпечити резервне живлення у разі збоїв в електромережі або інших непередбачуваних ситуацій. Це дуже важливо для життєво важливих об'єктів, таких як лікарні, центри обробки даних або промислові підприємства, які не можуть дозволити собі втрату електроенергії.
Економія коштів: Змінюючи час використання з пікових на непікові години, коли електроенергія дешевша, комерційні системи зберігання енергії можуть допомогти підприємствам знизити витрати на електроенергію. Як наслідок, можна зменшити плату за споживання, яка базується на найбільшому обсязі електроенергії, спожитої протягом розрахункового періоду. Комерційні системи зберігання енергії також можуть допомогти компаніям отримати додатковий дохід, беручи участь у програмах реагування на попит, які винагороджують споживачів за зниження споживання електроенергії в періоди пікового попиту.
Відновлювана інтеграція: Комерційні системи зберігання енергії дозволяють підприємствам покращити використання відновлюваних джерел енергії, таких як сонце та вітер. Для цього вони зберігають надлишкову енергію в періоди високої генерації та вивільняють її в періоди низької генерації.
Це може зменшити залежність від викопних видів палива та скоротити викиди парникових газів. Комерційні системи зберігання енергії також можуть сприяти стабілізації енергосистеми, збалансовуючи попит і пропозицію електроенергії та пропонуючи допоміжні послуги, такі як регулювання частоти або підтримка напруги.
Додаткові переваги мережі: Комерційні системи зберігання енергії забезпечують додаткові переваги для енергосистеми та суспільства, такі як підвищення безпеки та стійкості до кібератак або стихійних лих, підвищення економічної цінності та конкурентоспроможності за рахунок створення нових робочих місць та ринків, а також зменшення впливу на навколишнє середовище за рахунок зменшення забруднення повітря та споживання води.
Як довго працюють комерційні системи зберігання енергії?
Термін служби промислових систем зберігання енергії - поширений запит, який задають люди. Ви хочете бути впевненими, що отримаєте максимальну віддачу від масштабних інвестицій в акумуляторні батареї або інші накопичувачі, оскільки ці проекти зі зберігання енергії мають початкові витрати.
Відповідь не є однозначною, оскільки різні системи зберігання енергії мають різний термін служби, залежно від технології, конструкції, використання та навколишнього середовища. Однак, ось деякі загальні діапазони терміну служби для деяких поширених комерційних технологій зберігання енергії:
- Літій-іонні акумулятори: Від 8 до 15 років служби до 8000 циклів заряду для одного щоденного циклу заряду.
- Окислювально-відновлювальні акумулятори: Від 5 до 15 років
- Водень: Від 8 до 15 років
Незалежно від зазначеного вище терміну служби, комерційні системи зберігання енергії необхідно регулярно контролювати та діагностувати. Ці періоди є лише оціночними, і моніторинг системи може продовжити термін її служби до вашого задоволення.
Як спроектувати комерційну систему зберігання енергії відповідно до вимог застосування
Не існує універсального рішення, яке підходить для всіх комерційних систем зберігання енергії. З точки зору потужності та енергоємності, часу реакції, тривалості циклу, вартості, безпеки та впливу на навколишнє середовище, різні застосування можуть мати різні потреби та обмеження. Отже, при розробці комерційної системи зберігання енергії відповідно до вимог застосування дуже важливо врахувати наведені нижче дії:
Визначте програми
Які основні послуги або функції буде пропонувати система зберігання енергії? Наприклад, регулювання частоти, інтеграція відновлюваної енергії, резервне живлення та відключення пікових навантажень. Конкретні застосування можуть потребувати декількох або гібридних рішень для зберігання енергії для досягнення різних цілей.
Визначте показники ефективності: Які критичні фактори визначатимуть успіх системи зберігання енергії? Для ілюстрації розглянемо наступні показники: номінальна потужність, енергоємність, ефективність в обидва боки, швидкість наростання, тривалість розряду, тривалість циклу і т.д. Ці показники залежать від застосування та умов роботи мережі.
Вибір технології
Які інновації у сфері зберігання енергії є найбільш придатними для досягнення показників ефективності? Літій-іонні акумулятори, свинцево-кислотні акумулятори, гідроенергія, що зберігається в гідроакумулюючих станціях, зберігання енергії стисненого повітря, окислювально-відновлювальні акумулятори, водень тощо - ось декілька прикладів. Кожна технологія має свої плюси і мінуси щодо вартості, продуктивності, довговічності, безпеки та впливу на навколишнє середовище.
Спроектуйте систему
Як буде сконфігурована система зберігання енергії та інтегрована з іншими компонентами? Наприклад, скільки модулів або блоків знадобиться? Як вони будуть пов'язані між собою та управлятися? Як вони будуть пов'язані з електромережею та іншими джерелами енергії? Як вони будуть контролюватися і захищатися?
Оцініть систему
Як буде проводитися тестування та перевірка системи зберігання енергії? Наприклад, як будуть вимірюватися та перевірятися показники ефективності? Як буде оцінюватися надійність і довговічність? Як будуть кількісно оцінюватися економічні та екологічні вигоди?
Як розрахувати вартість і вигоду комерційної системи зберігання енергії?
Визначення вартості та корисності комерційних пристроїв зберігання енергії є непростим завданням. На економіку зберігання енергії впливає багато факторів і змінних, таких як капітальні витрати, витрати на експлуатацію та обслуговування, деградація і вартість заміни, потоки доходів, стимули і політика, а також ринкова кон'юнктура.
Як наслідок, дуже важливо оцінювати багато можливостей і ситуацій, використовуючи систематичний і прозорий підхід.
Вирівняна вартість зберігання (LCOS) - це типовий статистичний показник, який використовується для оцінки вартості та цінності комерційних систем зберігання енергії. LCOS - це середня вартість одиниці енергії, виробленої системою зберігання, яку необхідно продати, щоб покрити всі витрати на проект протягом усього терміну його експлуатації. Ви можете визначити вартість експлуатації системи зберігання, розділивши загальне виробництво енергії за весь термін служби системи на загальну вартість її експлуатації.
Загальна вартість системи зберігання протягом усього терміну служби включає початкові капітальні витрати, витрати на експлуатацію та обслуговування, витрати на знос і заміну, а також будь-які додаткові витрати, пов'язані з фінансуванням, податками або виведенням з експлуатації.
Продуктивність і ефективність системи, а також споживання і застосування визначають загальне виробництво енергії протягом усього терміну служби системи. Наприклад, вихід енергії з системи зберігання, що використовується для пікового гоління, відрізнятиметься від того, що використовується для регулювання частоти.
LCOS можна порівняти з потоками доходу або уникнутими витратами, які система зберігання може генерувати або забезпечити.
Наприклад, система зберігання може заробляти на наданні послуг енергосистеми, таких як регулювання частоти або участь у ринку потужностей. Збільшення власного споживання відновлюваної енергії, зменшення плати за споживання або відтермінування модернізації системи передачі чи розподілу - це додаткові способи скорочення витрат, які можуть бути використані системою накопичення.
Ви можете визначити прибутковість проекту зберігання, порівнявши LCOS з доходом або зекономленими витратами. Однак ринкові обставини та правила можуть призвести до того, що ця різниця змінюватиметься з часом і в різних регіонах.
Тому, оцінюючи вартість і цінність комерційної системи зберігання енергії, дуже важливо враховувати невизначеність і чутливість цих параметрів.
Фактори, які слід враховувати при виборі виробників комерційних систем зберігання енергії
На продуктивність, надійність та прибутковість проекту зі зберігання енергії може вплинути виробник, якого ви обираєте для комерційних систем зберігання енергії. При виборі виробника слід враховувати багато факторів, таких як
Технології: Перше, на що завжди слід звертати увагу, - це тип технології зберігання енергії, яку пропонує виробник, якого ви хочете придбати. Багато з них можуть використовувати літій-іонні акумулятори, свинцево-кислотні акумулятори, гідроакумулюючі електростанції, накопичувачі енергії стисненого повітря, окислювально-відновлювальні акумулятори, водень тощо. Всі ці технології по-своєму чудові, але мають і свої недоліки, тому обирайте ту, яка відповідає вашим потребам і показникам продуктивності.
Якість: Також слід постійно аналізувати рівень продукції та послуг виробника. Проаналізуйте, наскільки ефективно вони дотримуються галузевих норм і правил, а також як вони забезпечують надійність і безпеку своєї продукції. Переконайтеся, що вони мають авторитетний шлях для тестування та перевірки продукції перед постачанням, а також для управління післяпродажною підтримкою та гарантією. Ви повинні обрати постачальника, який має добру репутацію надійного та задоволеного клієнтами.
Досвід: Обраний вами виробник повинен мати знання та досвід у сфері зберігання енергії. Ви можете отримати уявлення про їхню кваліфікацію, з'ясувавши, як довго вони працюють у галузі та скільки успішних проектів вони реалізували. З'ясувавши це, ви зможете визначити, наскільки диверсифікованими є їхні ринки та клієнти, а також наскільки сучасними є їхні пропозиції. Вам слід обирати виробника з надійною репутацією та значним портфоліо проектів зі зберігання енергії.
Вартість: Оскільки кожен виробник встановлює свої ціни по-різному, вам слід визначити собівартість свого продукту. Це може допомогти вам зрозуміти, наскільки доступні ціни порівняно з іншими компаніями.
Завдяки прозорості цін ви можете зробити розумний вибір, ознайомившись з різними ціновими моделями та схемами. Крім того, деякі виробники пропонують альтернативні варіанти фінансування та гнучкі періоди виплат, що спрощує дотримання плану виплат. Ви повинні обрати виробника, який має доступну ціну та надає якісні послуги.
Підтримка: Також важливо, чи пропонує обраний вами виробник якісне обслуговування та підтримку клієнтів. Ви можете дізнатися, наскільки швидко вони реагують на ваші запити та прохання. Це показує, наскільки добре вони будуть спілкуватися і співпрацювати з вами протягом усього життєвого циклу проекту.
Чи можуть комерційні системи зберігання акумуляторів бути пов'язані з фотоелектрикою?
Можна створити систему "сонце плюс накопичувач", з'єднавши комерційні акумуляторні батареї та фотоелектричні системи (ФЕС). Така система може зберігати додаткову сонячну енергію вдень і використовувати її вночі або під час перебоїв в електромережі. Фактично, це знижує витрати на споживання та плату за користування мережею, одночасно збільшуючи власне споживання та надійність сонячної електроенергії.
На додаток до участі в енергетичних ринках, таких як реагування на попит або енергетичний арбітраж, система сонячних електростанцій може надавати мережеві послуги, такі як управління частотою або підтримка напруги. Система "сонце плюс накопичувач" може бути фінансово успішним та екологічно відповідальним вибором для бізнесу.
Де можна придбати комерційні системи зберігання енергії?
Ви можете придбати комерційні системи зберігання енергії у виробників, інтеграторів або дистриб'юторів. Ви також можете звернутися до енергосервісної компанії, яка допоможе спроектувати та встановити індивідуальну систему відповідно до ваших потреб.
Tycorun - це професійна компанія в галузі промислового та комерційного зберігання енергії з багаторічним практичним досвідом.
Багаторічний досвід компанії дозволив команді накопичити багатий багаж знань і досвіду в цій галузі.
Вони володіють чудовою здатністю пропонувати енергетичні рішення, які відповідають конкретним вимогам своїх клієнтів, гарантуючи, що їхні клієнти отримують найкращий можливий сервіс.
Висновок
Комерційні системи зберігання енергії стають все більш популярними та доступними, оскільки технології вдосконалюються, а законодавство заохочує їх використання. Ці системи можуть зберігати і передавати енергію для різних цілей, включаючи пікові навантаження, управління частотою, інтеграцію з відновлюваними джерелами енергії, резервне живлення тощо. Розуміння технології та дизайну системи необхідне для прийняття найкращого рішення.
чи може гібридний інвертор працювати без акумулятора? Так, він може працювати в підключеній до мережі установці для живлення безпосередньо від сонячної енергії, але без
Літієві батареї не випромінюють шкідливого випромінювання. Вони працюють завдяки безпечним хімічним процесам, що робить їх надійними і широко використовуваними в сучасних системах зберігання енергії
Акумуляторні батареї та звичайні батарейки відрізняються за ефективністю, терміном служби та сферою застосування. Акумуляторні батареї підтримують багаторазове використання і безперервне зберігання енергії, що робить їх ідеальними для довгострокового
