До 2024 г. бумът на световния пазар за съхранение на енергия доведе до постепенното признаване на критичната стойност насистеми за съхранение на енергия от батериина различни пазари, особено на пазара на слънчева енергия, който постепенно се превърна във важна част от мрежата. Поради непостоянния характер на слънчевата енергия, нейното снабдяване е нестабилно и системите за съхранение на енергия в батерии са в състояние да осигурят регулиране на честотата, като по този начин ефективно балансират работата на мрежата. В бъдеще устройствата за съхранение на енергия ще играят още по-важна роля в осигуряването на пиков капацитет и отлагането на необходимостта от скъпи инвестиции в разпределителни, преносни и производствени съоръжения.
Цената на слънчевите и батерийните системи за съхранение на енергия е спаднала драстично през последното десетилетие. На много пазари приложенията на възобновяемата енергия постепенно подкопават конкурентоспособността на традиционното производство на енергия от изкопаеми горива и ядрена енергия. Докато някога се смяташе, че производството на възобновяема енергия е твърде скъпо, днес цената на някои изкопаеми енергийни източници е много по-висока от цената на производството на възобновяема енергия.
Освен това,Комбинация от слънчева енергия и съоръжения за съхранение може да осигури енергия за мрежата, замествайки ролята на електроцентралите, работещи с природен газ. Със значително намалените инвестиционни разходи за слънчеви електроцентрали и липсата на разходи за гориво през целия им жизнен цикъл, комбинацията вече осигурява енергия на по-ниска цена от традиционните енергийни източници. Когато слънчевите електроцентрали се комбинират със системи за съхранение на батерии, тяхната мощност може да се използва за определени периоди от време, а бързото време за реакция на батериите позволява на проектите им да реагират гъвкаво на нуждите както на пазара на капацитет, така и на пазара на спомагателни услуги.
В момента,Литиево-йонните батерии, базирани на технологията литиево-железен фосфат (LiFePO4), доминират на пазара за съхранение на енергия.Тези батерии са широко използвани поради високата си безопасност, дълъг живот на циклите и стабилни термични характеристики. Въпреки че енергийната плътност...литиево-железни фосфатни батериие малко по-ниска от тази на други видове литиеви батерии, но въпреки това са постигнали значителен напредък чрез оптимизиране на производствените процеси, подобряване на производствената ефективност и намаляване на разходите. Очаква се до 2030 г. цената на литиево-железните фосфатни батерии да намалее допълнително, докато тяхната конкурентоспособност на пазара за съхранение на енергия ще продължи да се увеличава.
С бързото нарастване на търсенето на електрически превозни средства,система за съхранение на енергия в жилищни помещения, Система за съхранение на енергия C&Iи мащабни системи за съхранение на енергия, предимствата на Li-FePO4 батериите по отношение на цена, живот и безопасност ги правят надежден вариант. Въпреки че целите им за енергийна плътност може да не са толкова значителни, колкото тези на други химически батерии, предимствата им по отношение на безопасност и дълготрайност им дават място в сценарии на приложения, които изискват дългосрочна надеждност.
Фактори, които трябва да се вземат предвид при разполагането на оборудване за съхранение на енергия от батерии
Има много фактори, които трябва да се вземат предвид при внедряването на оборудване за съхранение на енергия. Мощността и продължителността на живота на системата за съхранение на енергия в батерии зависят от нейното предназначение в проекта. Целта на проекта се определя от неговата икономическа стойност. Неговата икономическа стойност зависи от пазара, на който участва системата за съхранение на енергия. Този пазар в крайна сметка определя как батерията ще разпределя енергията, зареждането или разреждането ѝ, и колко дълго ще издържи. Така че мощността и продължителността на живота на батерията определят не само инвестиционните разходи за системата за съхранение на енергия, но и експлоатационния живот.
Процесът на зареждане и разреждане на система за съхранение на енергия от батерии ще бъде печеливш на някои пазари. В други случаи е необходима само цената на зареждането, а цената на зареждането е цената на осъществяване на дейността по съхранение на енергия. Количеството и скоростта на зареждане не са същите като количеството на разреждане.
Например, в инсталации за съхранение на слънчева енергия в мрежов мащаб или в приложения за системи за съхранение от страна на клиента, които използват слънчева енергия, системата за съхранение на батерии използва енергия от соларното генериращо съоръжение, за да отговаря на условията за инвестиционни данъчни облекчения (ITC). Например, има нюанси в концепцията за плащане, за да се таксува за системи за съхранение на енергия в регионалните преносни организации (RTO). В примера с инвестиционния данъчен облекчение (ITC), системата за съхранение на батерии увеличава стойността на собствения капитал на проекта, като по този начин увеличава вътрешната норма на възвръщаемост на собственика. В примера с PJM, системата за съхранение на батерии плаща за зареждане и разреждане, така че компенсацията за изплащане е пропорционална на нейния електрически капацитет.
Изглежда нелогично да се твърди, че мощността и продължителността на живота на батерията определят нейния живот. Редица фактори, като мощност, продължителност и живот, правят технологиите за съхранение на батерии различни от другите енергийни технологии. В основата на системата за съхранение на енергия в батерии е батерията. Подобно на слънчевите клетки, материалите им се разграждат с времето, намалявайки производителността. Слънчевите клетки губят мощност и ефективност, докато деградацията на батерията води до загуба на капацитет за съхранение на енергия.Докато слънчевите системи могат да издържат 20-25 години, системите за съхранение на батерии обикновено издържат само 10 до 15 години.
За всеки проект трябва да се вземат предвид разходите за подмяна и замяна. Потенциалът за подмяна зависи от производителността на проекта и условията, свързани с неговата експлоатация.
Четирите основни фактора, които водят до спад в производителността на батерията, са?
- Работна температура на батерията
- Ток на батерията
- Средно състояние на зареждане на батерията (SOC)
- „Колебанието“ на средното състояние на заряд на батерията (SOC), т.е. интервалът на средното състояние на заряд на батерията (SOC), в който батерията се намира през по-голямата част от времето. Третият и четвъртият фактор са свързани.
В проекта има две стратегии за управление на живота на батерията.Първата стратегия е да се намали размерът на батерията, ако проектът е подкрепен от приходи, и да се намалят планираните бъдещи разходи за подмяна. На много пазари планираните приходи могат да покрият бъдещите разходи за подмяна. Като цяло, бъдещите намаления на разходите за компоненти трябва да се вземат предвид при оценката на бъдещите разходи за подмяна, което е в съответствие с пазарния опит през последните 10 години. Втората стратегия е да се увеличи размерът на батерията, за да се минимизира общият ѝ ток (или C-rate, просто дефиниран като зареждане или разреждане на час) чрез внедряване на паралелни клетки. По-ниските токове на зареждане и разреждане обикновено водят до по-ниски температури, тъй като батерията генерира топлина по време на зареждане и разреждане. Ако има излишна енергия в системата за съхранение на батерията и се използва по-малко енергия, количеството зареждане и разреждане на батерията ще бъде намалено и животът ѝ ще бъде удължен.
Зареждането/разреждането на батерията е ключов термин.Автомобилната индустрия обикновено използва „цикли“ като мярка за живота на батерията. В стационарните приложения за съхранение на енергия е по-вероятно батериите да бъдат частично заредени или разредени, което означава, че могат да бъдат частично заредени или частично разредени, като всяко зареждане и разреждане е недостатъчно.
Налична енергия на батерията.Приложенията за системи за съхранение на енергия могат да се зареждат по-рядко от веднъж на ден и, в зависимост от пазарното приложение, могат да надвишат този показател. Следователно, персоналът трябва да определи живота на батерията, като оцени нейната пропускателна способност.
Живот и проверка на устройството за съхранение на енергия
Тестването на устройства за съхранение на енергия се състои от две основни области.Първо, тестването на батерийните клетки е от решаващо значение за оценката на живота на системата за съхранение на енергия в батериите.Тестването на батерийни клетки разкрива силните и слабите им страни и помага на операторите да разберат как батериите трябва да бъдат интегрирани в системата за съхранение на енергия и дали тази интеграция е подходяща.
Серийните и паралелни конфигурации на батерийните клетки помагат да се разбере как работи една батерийна система и как е проектирана.Последователно свързаните батерийни клетки позволяват натрупване на батерийни напрежения, което означава, че системното напрежение на батерийна система с множество последователно свързани батерийни клетки е равно на напрежението на отделната батерия, умножено по броя на клетките. Последователно свързаните батерийни архитектури предлагат предимства по отношение на разходите, но имат и някои недостатъци. Когато батериите са свързани последователно, отделните клетки черпят същия ток като батерийния пакет. Например, ако една клетка има максимално напрежение 1V и максимален ток 1A, тогава 10 клетки последователно имат максимално напрежение 10V, но все пак имат максимален ток 1A, за обща мощност 10V * 1A = 10W. Когато са свързани последователно, батерийната система е изправена пред предизвикателството да следи напрежението. Мониторингът на напрежението може да се извършва на последователно свързани батерийни пакети, за да се намалят разходите, но е трудно да се открият повреди или влошаване на капацитета на отделните клетки.
От друга страна, паралелните батерии позволяват натрупване на токове, което означава, че напрежението на паралелния батериен пакет е равно на напрежението на отделната клетка, а системният ток е равен на тока на отделната клетка, умножен по броя на паралелно свързаните клетки. Например, ако се използва една и съща батерия 1V, 1A, две батерии могат да бъдат свързани паралелно, което ще намали тока наполовина, а след това 10 чифта паралелни батерии могат да бъдат свързани последователно, за да се постигне 10V при напрежение 1V и ток 1A, но това е по-често срещано при паралелна конфигурация.
Тази разлика между последователните и паралелните методи за свързване на батериите е важна, когато се обмислят гаранции за капацитет на батерията или гаранционни политики. Следните фактори се свеждат до нивото на йерархията и в крайна сметка влияят върху живота на батерията:пазарни характеристики ➜ поведение при зареждане/разреждане ➜ системни ограничения ➜ последователна и паралелна архитектура на батериите.Следователно, капацитетът на табелката с данни за батерията не е индикация, че може да има претоварване в системата за съхранение на батерията. Наличието на претоварване е важно за гаранцията на батерията, тъй като определя тока и температурата на батерията (температурата на престой на клетката в диапазона на SOC), докато ежедневната работа ще определи живота на батерията.
Системното тестване е допълнение към тестването на батерийни клетки и често е по-приложимо за проектни изисквания, които демонстрират правилната работа на батерийната система.
За да изпълнят договор, производителите на батерии за съхранение на енергия обикновено разработват протоколи за фабрични или полеви тестове за въвеждане в експлоатация, за да проверят функционалността на системата и подсистемата, но може да не вземат предвид риска от превишаване на живота на батерията от производителността ѝ. Често срещан спор относно въвеждането в експлоатация на място е относно условията за тестване на капацитета и дали те са от значение за приложението на батерията.
Значение на тестването на батериите
След като DNV GL тества батерия, данните се включват в годишна карта за оценка на производителността на батерията, която предоставя независими данни за купувачите на батерийни системи. Картата за оценка показва как батерията реагира на четири условия на приложение: температура, ток, средно състояние на заряд (SOC) и колебания в средното състояние на заряд (SOC).
Тестът сравнява производителността на батерията с нейната серийно-паралелна конфигурация, системните ограничения, поведението при зареждане/разреждане на пазара и пазарната функционалност. Тази уникална услуга независимо проверява дали производителите на батерии са отговорни и правилно оценяват своите гаранции, така че собствениците на батерийни системи да могат да направят информирана оценка на излагането си на технически риск.
Избор на доставчик на оборудване за съхранение на енергия
За да се реализира визията за съхранение на батерии,Изборът на доставчик е от решаващо значение– така че работата с доверени технически експерти, които разбират всички аспекти на предизвикателствата и възможностите в комуналния сектор, е най-добрата рецепта за успех на проекта. Изборът на доставчик на система за съхранение на батерии трябва да гарантира, че системата отговаря на международните стандарти за сертифициране. Например, системите за съхранение на батерии са тествани в съответствие с UL9450A и протоколите от тестове са налични за преглед. Всички други специфични за местоположението изисквания, като например допълнително пожароизвестяване и защита или вентилация, може да не са включени в основния продукт на производителя и ще трябва да бъдат етикетирани като задължително допълнение.
В обобщение, устройствата за съхранение на енергия от комунални услуги могат да се използват за осигуряване на съхранение на електрическа енергия и за поддръжка на решения за захранване в точка на натоварване, пиково търсене и прекъсващо захранване. Тези системи се използват в много области, където системите с изкопаеми горива и/или традиционните подобрения се считат за неефективни, непрактични или скъпи. Много фактори могат да повлияят на успешното развитие на такива проекти и тяхната финансова жизнеспособност.
Важно е да работите с надежден производител на батерии.BSLBATT Energy е водещ на пазара доставчик на интелигентни решения за съхранение на енергия в батерии, проектирайки, произвеждайки и доставяйки съвременни инженерни решения за специализирани приложения. Визията на компанията е фокусирана върху подпомагането на клиентите да решават уникалните енергийни проблеми, които засягат техния бизнес, а експертизата на BSLBATT може да предостави напълно персонализирани решения, които да отговорят на целите на клиентите.
Време на публикуване: 28 август 2024 г.