Системи накопичення енергії в основному використовуються в електромережах для передачі та розподілу електроенергії та допоміжних послуг, підключення до електромережі відновлюваних джерел енергії, розподілених та мікромереж, а також у різних частинах користувацького сектору. Згідно зі статистикою, у першій половині 2023 року, глобальне зберігання енергії Виробництво акумуляторів складе 98 ГВт-год, що на 1041 ГВт-год більше, ніж в минулому році, а відвантаження - 102 ГВт-год, що на 1181 ГВт-год більше, ніж в минулому році.
</img
1. Система зберігання енергії
Зберігання енергії, яке реалізує трансформацію енергії в часі та просторі. У широкому розумінні система зберігання енергії - це циклічний процес, в якому одна форма енергії зберігається в тій самій формі або перетворюється в іншу за допомогою середовища чи пристрою, а потім вивільняється в конкретній формі енергії на основі майбутніх застосувань для реалізації передачі або перенесення енергії в часі та просторі.
2. Роль системи накопичення енергії
Система накопичення енергії також є регулятором енергосистеми, який в основному виконує функцію пікового регулювання та регулювання частоти. Основна роль системи накопичення енергії полягає в тому, щоб відігравати регулюючу роль в енергосистемі для забезпечення балансу між виробництвом і споживанням енергії, покращуючи при цьому загальну економіку енергосистеми та знижуючи витрати на енергію.
Щоденні функції системи накопичення енергії можна умовно розділити на дві категорії: регулювання пікового навантаження та регулювання частоти.
- Накопичувачі енергії можуть узгоджувати між собою генерацію електроенергії та навантаження шляхом зняття пікових навантажень та заповнення долин, щоб реалізувати функцію зняття пікових навантажень.
Зменшення пікових навантажень означає підтримку балансу навантаження та виробництва електроенергії протягом тривалого періоду часу, інвестування більшої кількості генераторних установок для задоволення попиту в період пікового споживання електроенергії та відключення відповідних установок в період низького споживання електроенергії.
Система накопичення енергії має характеристики двонаправленого потоку енергії. Вона накопичує енергію під час низького енергоспоживання і вивільняє електричну енергію під час пікового енергоспоживання для реалізації пікового гоління і заповнення долини.
Це може ефективно зменшити різницю між піком і спадом навантаження в енергосистемі та узгодити кінець виробництва електроенергії в часовому проміжку і на стороні навантаження для підтримки стабільності системи.
- Зберігання енергії може оптимізувати точність частотної модуляції та продовжити термін служби енергосистеми.
Частота енергосистеми є найбільш чутливим робочим параметром, який може безпосередньо відображати стабільність системи, і вона повинна підтримуватися у фіксованому і контрольованому діапазоні в щоденній роботі. Коли генерація електроенергії в енергосистемі виходить з балансу з навантаженням, частота відповідно змінюється.
Коли генерації електроенергії не вистачає, частота системи знижується, і навпаки. Регулювання частоти полягає в миттєвому розгортанні відповідних генераторних установок відповідно до рівня навантаження, щоб забезпечити відповідну генерацію електроенергії, що ставить високі вимоги до швидкості реагування генераторних установок.
Крім того, накопичувачі енергії можуть оптимізувати функцію частотної модуляції енергосистеми. З одного боку, швидкість реакції накопичувачів енергії в режимі реального часу може підвищити швидкість і точність регулювання енергоблоку. Таким чином, часта експлуатація подовжує термін служби всієї енергосистеми.
3. Аналіз різних сценаріїв застосування накопичувачів енергії
- Підтримуюче зберігання енергії на стороні генерації безпосередньо б'є по больовій точці генерації нової енергії і стає єдиним способом очистити енергетичну структуру.
Нова енергетика відрізняється від традиційної теплової енергетики, яка може вручну регулювати ефективність виробництва електроенергії. Природно, що вона сильно залежить від природного середовища, що призводить до очевидної неконтрольованості та нестабільності.
При підключенні до електромережі він спричинить величезний струмовий вплив на мережу і пошкодить її, таким чином вирішуючи проблему нестабільності. Секс став основним вузьким місцем у розвитку чистої енергетики. З боку виробництва електроенергії, системи зберігання енергії в основному обладнані на великих централізованих електростанціях, щоб зменшити це технічне вузьке місце.
З одного боку, система зберігання енергії може реалізувати "пікове гоління і заповнення долини", зберігаючи надлишок електроенергії, який не може бути спожитий, і плануючи час розвантаження відповідно до попиту, щоб вирішити проблему відмови від вітроенергетики.
З іншого боку, система зберігання енергії може часто заряджатися і розряджатися або швидко реагувати на сигнали частотної модуляції, щоб регулювати короткочасний вихід і потужність генерації нової енергії в режимі реального часу, а також зменшити тиск частотної модуляції і пікового регулювання на електромережу за короткий проміжок часу.
- Накопичувач енергії на стороні передачі та розподілу використовується як пристрій розширення потужності або резервний пристрій для покращення регульованості та безпеки лінії.
Зберігання енергії на стороні передачі та розподілу може розширити пропускну здатність ліній та зменшити перевантаження ліній у повсякденному застосуванні, а тимчасове розширення зберігання енергії може відтермінувати або усунути необхідність заміни старих ліній та зменшити витрати. У той же час, обладнання для зберігання енергії може також використовуватися як резервний пристрій на підстанціях для забезпечення резервного живлення постійним струмом, коли зовнішнє живлення змінним струмом переривається, підвищуючи надійність і безпеку.
- За лічильником акумуляторна батарея може ефективно використовувати різницю в цінах на електроенергію та зменшити витрати на електроенергію.
На стороні користувача накопичувачі енергії здебільшого використовуються в розподілених фотоелектричних або вітроенергетичних установках. На основі системи цін на електроенергію за часом використання або системи плати за потужність, користувачі виробляють і зберігають електроенергію в періоди низьких цін на електроенергію, щоб задовольнити попит на електроенергію в періоди високих цін, тим самим знижуючи загальні витрати на електроенергію.
Крім того, ще одним важливим застосуванням на стороні користувача є "мікромережа", яка об'єднує розподілені джерела енергії, накопичувачі енергії та пристрої перетворення енергії в невелику систему генерації та розподілу енергії, яка відокремлена від загальної електромережі для досягнення близького споживання та зменшення впливу на загальну електромережу тощо.
4. Простір попиту на світовому ринку зберігання енергії
З 2022 по 2025 рік новий попит на глобальні системи зберігання енергії складе близько 630 ГВт-год. Згідно з оцінками, глобальний попит на нові системи зберігання енергії для виробництва електроенергії, мереж, користувачів, базових станцій 5G та інших допоміжних послуг з 2022 по 2025 рік становитиме 190 ГВт-год, 34,4 ГВт-год, 364,9 ГВт-год, 30,3 ГВт-год та 10,4 ГВт-год відповідно, що в цілому складає близько 630 ГВт-год.
- Сторона виробництва електроенергії: Сприятлива політика прискорює вивільнення додаткового попиту, і новий попит досягне 50,6 ГВт-год у 2025 році. З боку генерації електроенергії основним джерелом є нові енергогенеруючі об'єкти. Ми припускаємо, що у 2022-2025рр:
- Нові світові фотоелектричні потужності становлять близько 250 ГВт, 330 ГВт, 400 ГВт і 480 ГВт, з яких на централізований тип припадає близько 601 ТВт, що відповідає 150 ГВт, 198 ГВт, 240 ГВт і 288 ГВт; світові вітроенергетичні потужності становлять близько 98,8 ГВт, 107 ГВт і 115,91 ТВт, відповідно ГВт, 133,3 ГВт.
- Рівень проникнення систем зберігання енергії для вітрових та фотоелектричних електростанцій становить 20%, 30%, 40% та 60% відповідно.
- Коефіцієнти розподілу потужності з боку генерації становлять 13%, 15%, 17% та 20% відповідно.
- Час конфігурації системи зберігання енергії становить 2 години. Підраховано, що нова потужність та енергетичний масштаб зберігання енергії з боку виробництва електроенергії становитиме 6,5 ГВт/12,9 ГВт-год у 2022 році та 50,6 ГВт/101,1 ГВт-год у 2025 році, а трирічний середньорічний темп приросту потужності становитиме 98,4%.
- Сторона сітки: Запас з боку енергосистеми паралельний новоствореним двом колесам, а новостворений попит у 2025 році становить близько 16,3 ГВт-год. З боку енергосистеми основними є допоміжні послуги (наприклад, регулювання частоти та пікових навантажень), а також існують біржовий та додатковий ринки. Станом на кінець 2021 року світовий ринок встановленої потужності ВДЕ становить близько 2807 ГВт. Ми припускаємо, що у 2022-2025 рр:
- Щорічний приріст світових потужностей відновлюваної енергетики становить близько 440 ГВт, 573 ГВт, 690 ГВт та 823 ГВт.
- Коефіцієнти проникнення встановленого обладнання для зберігання енергії з 2022 по 2025 рік становлять 1,3%, 1,5%, 2,0% та 3,0%; коефіцієнти проникнення додаткового встановленого обладнання для зберігання енергії становлять 7%, 9%, 12% та 15% відповідно.
- Коефіцієнт розподілу потужності з боку мережі становить 3%.
- Час конфігурації системи зберігання енергії становить 1 годину. За оцінками, нова додана потужність та енергетичний масштаб мережевих накопичувачів енергії становитиме 3,5 ГВт/3,5 ГВт-год у 2022 році та 16,3 ГВт/16,3 ГВт-год у 2025 році, а трирічний середньорічний темп приросту складе 67,5%.
- Сторона користувача: Високі ціни на електроенергію продовжують стимулювати високі темпи зростання з боку споживачів, і новий попит у 2025 році становитиме близько 147,7 ГВт-год. Ми припускаємо, що 2022-2025 роки
- Нова встановлена потужність глобальної розподіленої фотоелектрики становить близько 100 ГВт, 132 ГВт, 160 ГВт і 192 ГВт відповідно.
- Рівень проникнення розподіленого фотоелектричного обладнання для зберігання енергії становить 13%, 20%, 23% та 27% відповідно. 3) Коефіцієнт конфігурації потужності на стороні користувача становить 95%.
- Час розгортання систем зберігання енергії в домогосподарствах у світі, як правило, становить 2-4 години, а для оцінки використовується середнє значення 3 години. За оцінками, нові масштаби потужності та енергії систем зберігання енергії на стороні користувача становитимуть 12,4 ГВт/37,1 ГВт-год у 2022 році та 49,2 ГВт/147,7 ГВт-год у 2025 році, а трирічний середньорічний темп приросту потужності становитиме 58,6%.
- Базова станція 5G: Попит на допоміжні службові приміщення є значним, і новий попит у 2025 році становить близько 15,1 ГВт-год. Крім того, що сховище енергії, налаштоване базовою станцією 5G, слугує аварійним джерелом живлення, воно також є станцією зберігання енергії, яка відіграє допоміжну сервісну роль і бере участь у регулюванні частоти та регулюванні пікових навантажень в електромережі. Ми припускаємо на 2022-2025 роки:
- Кількість нових базових станцій 5G у світі становить 110, 140, 1,70 і 2,1 мільйона відповідно;
- Рівень проникнення базових станцій 5G, оснащених накопичувачами енергії, становить 18%, 27%, 45% і 60% відповідно;
- Коефіцієнт конфігурації потужності накопичувача енергії становить 100%;
- Час конфігурації зберігання енергії збільшено з 3,5 годин до 4 годин. Підраховано, що додана потужність та енергетичний масштаб накопичувачів енергії конфігурації базової станції 5G становитиме 0,6 ГВт/2,1 ГВт-год у 2022 році, відповідно, та 3,8 ГВт/15,1 ГВт-год у 2025 році, а трирічний середньорічний темп приросту потужності становитиме 85,3%.
5. Майбутній ринковий простір глобального зберігання енергії
У довгостроковій перспективі збільшення частки світового виробництва електроенергії з відновлюваних джерел фактично вивільнить величезний простір попиту на системи зберігання енергії. Якщо взяти за приклад Китай, то новий попит на зберігання енергії в Китаї складе близько 179 ГВт-год у період з 2022 по 2025 рік.
За оцінками, у 2022-2025 роках новий попит на зберігання енергії в Китаї з боку виробників електроенергії, мереж, користувачів, базових станцій 5G та інших допоміжних послуг становитиме 41,1 ГВт-год, 26,2 ГВт-год, 77,9 ГВт-год, 27,9 ГВт-год та 5,7 ГВт-год, що загалом становить близько 179 ГВт-год.
- Сторона виробництва електроенергії: У 2025 році новий попит досягне 20,3 ГВт-год. З боку виробництва електроенергії, в основному, за рахунок нових енергетичних потужностей, якщо припустити, що у 2022-2025 роках:
- Нова встановлена потужність фотоелектричних станцій становить близько 80 ГВт, 90 ГВт, 100 ГВт і 110 ГВт, з яких на централізований тип припадає 50%, що відповідає приблизно 40 ГВт, 45 ГВт, 50 ГВт і 55 ГВт;
- Рівень проникнення конфігурацій накопичувачів енергії становить 17%, 21%, 24% та 30% відповідно.
- Коефіцієнти розподілу потужності з боку генерації становлять 12%, 15%, 18% та 25% відповідно.
- Час конфігурації системи зберігання енергії становить 2 години. Таким чином, підраховано, що нова потужність та енергетичний масштаб зберігання енергії з боку виробництва електроенергії становитиме 1,9 ГВт/3,9 ГВт-год у 2022 році та досягне 10,1 ГВт/20,3 ГВт-год у 2025 році, а трирічний середньорічний темп приросту потужності становитиме 73,5%.
- Сторона сітки: Для задоволення попиту на регулювання пікових навантажень та регулювання частоти новий попит у 2025 році становитиме близько 14,6 ГВт-год. З боку енергосистеми допоміжні послуги (тобто регулювання частоти та пікового навантаження) є основними, а також існують біржові та додаткові ринки. Припускаючи 2022-2025 роки:
- Приріст встановленої потужності становить приблизно 150 ГВт, 170 ГВт, 195 ГВт і 220 ГВт;
- Коефіцієнти проникнення встановленого обладнання для зберігання енергії з 2022 по 2025 рік становлять 2,2%, 3,5%, 5,5% та 8,0%; коефіцієнти проникнення додаткового встановленого обладнання для зберігання енергії становлять 7%, 8%, 12% та 18% відповідно.
- Коефіцієнт розподілу потужності з боку мережі становить 3%.
- Час конфігурації системи зберігання енергії становить 1 годину. За оцінками, нещодавно додана потужність та енергетичний масштаб мережевих накопичувачів енергії становитиме 1,7 ГВт/1,7 ГВт-год у 2022 році та досягне 14,6 ГВт/14,6 ГВт-год у 2025 році, відповідно, а трирічний середньорічний темп приросту потужності становитиме 102,8%.
- Сторона користувача: Зниження витрат поступово звільняє місце для користувачів, і новий попит у 2025 році становитиме близько 36,6 ГВт-год. Користувачі в основному розглядають популяризацію оптичних систем зберігання даних. Припускаючи 2022-2025 роки:
- Нова встановлена потужність розподілених фотоелектричних станцій становить близько 40 ГВт, 45 ГВт, 50 ГВт і 55 ГВт відповідно.
- Рівень проникнення розподіленого фотоелектричного обладнання для зберігання енергії становить 8%, 16%, 25% та 37% відповідно.
- Коефіцієнт конфігурації потужності на стороні користувача становить 90%.
- Час конфігурації системи зберігання енергії становить 2 години. У 2022 році нові масштаби потужності та енергії систем зберігання енергії на стороні користувача становитимуть 2,9 ГВт/5,8 ГВт-год відповідно, а у 2025 році вони досягнуть 18,3 ГВт/36,6 ГВт-год відповідно, а трирічний середньорічний темп приросту потужності з 2022 по 2025 рік становитиме 85,3%.
- Базові станції 5G: У порівнянні з базовими станціями 4G споживання енергії значно зросло, і резервне живлення від накопичувачів енергії стало необхідним. Новий попит у 2025 році становитиме близько 13,4 ГВт-год. В даний час Китай є найбільшим ринком попиту на зберігання енергії для конфігурації базових станцій 5G. В даний час сукупна встановлена потужність накопичувачів енергії базових станцій 5G в Китаї становить близько 601 ТВт у світі. У 2021 році Китай додасть понад 600 000 нових базових станцій 5G. Припускаючи 2022-2025 роки:
- Кількість новозбудованих базових станцій 5G становить 80, 100, 1,2 мільйона та 1,4 мільйона;
- Рівень проникнення накопичувачів енергії для базових станцій 5G становить 25%, 35%, 60% і 80% відповідно;
- Коефіцієнт конфігурації потужності накопичувача енергії становить 100%;
- Час конфігурації накопичувача енергії збільшено з 3,5 годин до 4 годин. Підраховано, що додана потужність та енергія накопичувачів енергії для конфігурації базових станцій 5G становитиме 0,6 ГВт/2,1 ГВт-год у 2022 році, відповідно, та 3,4 ГВт/13,4 ГВт-год у 2025 році, а трирічний середньорічний темп приросту потужності становитиме 85,7%.
Тут ви можете ознайомитися з останньою структурою світового ринку систем зберігання енергії. Якщо ви хочете дізнатися більше про зберігання енергії, ви можете переглянути Топ-10 світових виробників акумуляторів для зберігання енергії.
Температура впливає на продуктивність електрохімічної системи зберігання енергії, таку як ємність, безпека і термін служби, тому необхідне терморегулювання системи зберігання енергії. У цій статті порівнюються дві основні технології охолодження: рідинне та повітряне охолодження.
З постійним зростанням попиту на енергію, потреба людей у відновлюваній енергії стає все більш нагальною. Фотоелектричні системи зберігання енергії, як нова енергетична технологія, поступово привертають все більшу увагу і знаходять все ширше застосування.
Ця стаття знайомить з новою технологією зберігання енергії маховика, а також пояснює її визначення, технологію, характеристики та інші аспекти.
+86 - 18925002618
