El 2024, el mercat mundial d'emmagatzematge d'energia en auge haurà portat al reconeixement gradual del valor crític desistemes d'emmagatzematge d'energia de bateriesen diversos mercats, especialment en el mercat de l'energia solar, que s'ha convertit gradualment en una part important de la xarxa. A causa de la naturalesa intermitent de l'energia solar, el seu subministrament és inestable i els sistemes d'emmagatzematge d'energia en bateries són capaços de proporcionar regulació de freqüència, equilibrant així eficaçment el funcionament de la xarxa. En el futur, els dispositius d'emmagatzematge d'energia tindran un paper encara més important a l'hora de proporcionar capacitat màxima i ajornar la necessitat d'inversions costoses en instal·lacions de distribució, transmissió i generació.
El cost dels sistemes d'emmagatzematge d'energia solar i en bateries ha disminuït dràsticament durant l'última dècada. En molts mercats, les aplicacions d'energies renovables estan minant gradualment la competitivitat de la generació tradicional d'energia fòssil i nuclear. Mentre que abans es creia àmpliament que la generació d'energia renovable era massa costosa, avui dia el cost de certes fonts d'energia fòssils és molt més alt que el cost de la generació d'energia renovable.
A més,Una combinació d'instal·lacions solars i d'emmagatzematge pot proporcionar energia a la xarxa, substituint el paper de les centrals elèctriques de gas natural. Amb els costos d'inversió per a les instal·lacions d'energia solar significativament reduïts i sense costos de combustible durant tot el seu cicle de vida, la combinació ja proporciona energia a un cost inferior al de les fonts d'energia tradicionals. Quan les instal·lacions d'energia solar es combinen amb sistemes d'emmagatzematge de bateries, la seva energia es pot utilitzar durant períodes de temps específics, i el temps de resposta ràpid de les bateries permet que els seus projectes responguin amb flexibilitat a les necessitats tant del mercat de capacitat com del mercat de serveis auxiliars.
Actualment,Les bateries de liti-ió basades en la tecnologia de fosfat de liti-ferro (LiFePO4) dominen el mercat d'emmagatzematge d'energia.Aquestes bateries s'utilitzen àmpliament a causa de la seva alta seguretat, la seva llarga vida útil i el seu rendiment tèrmic estable. Tot i que la densitat d'energia debateries de liti i ferro fosfatés lleugerament inferior al d'altres tipus de bateries de liti, tot i així han fet progressos significatius optimitzant els processos de producció, millorant l'eficiència de la fabricació i reduint els costos. Es preveu que, el 2030, el preu de les bateries de fosfat de liti i ferro disminuirà encara més, mentre que la seva competitivitat en el mercat d'emmagatzematge d'energia continuarà augmentant.
Amb el ràpid creixement de la demanda de vehicles elèctrics,sistema d'emmagatzematge d'energia residencial, Sistema d'emmagatzematge d'energia C&Ii els sistemes d'emmagatzematge d'energia a gran escala, els avantatges de les bateries Li-FePO4 en termes de cost, vida útil i seguretat les converteixen en una opció fiable. Tot i que els seus objectius de densitat energètica poden no ser tan significatius com els d'altres bateries químiques, els seus avantatges en seguretat i longevitat li donen un lloc en escenaris d'aplicació que requereixen fiabilitat a llarg termini.
Factors a tenir en compte a l'hora de desplegar equips d'emmagatzematge d'energia de bateries
Hi ha molts factors a tenir en compte a l'hora de desplegar equips d'emmagatzematge d'energia. La potència i la durada del sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria depenen del seu propòsit en el projecte. El propòsit del projecte està determinat pel seu valor econòmic. El seu valor econòmic depèn del mercat en què participa el sistema d'emmagatzematge d'energia. Aquest mercat determina en última instància com la bateria distribuirà l'energia, es carregarà o es descarregarà, i quant de temps durarà. Per tant, la potència i la durada de la bateria no només determinen el cost d'inversió del sistema d'emmagatzematge d'energia, sinó també la vida útil.
El procés de càrrega i descàrrega d'un sistema d'emmagatzematge d'energia de bateries serà rendible en alguns mercats. En altres casos, només es requereix el cost de càrrega, i el cost de càrrega és el cost de dur a terme el negoci d'emmagatzematge d'energia. La quantitat i la velocitat de càrrega no són les mateixes que la quantitat de descàrrega.
Per exemple, en instal·lacions d'emmagatzematge d'energia solar + bateria a escala de xarxa, o en aplicacions de sistemes d'emmagatzematge del costat del client que utilitzen energia solar, el sistema d'emmagatzematge de bateries utilitza l'energia de la instal·lació de generació solar per tal de qualificar per a crèdits fiscals per inversió (ITC). Per exemple, hi ha matisos en el concepte de pagament per càrrega per als sistemes d'emmagatzematge d'energia a les Organitzacions Regionals de Transmissió (RTO). En l'exemple del crèdit fiscal per inversió (ITC), el sistema d'emmagatzematge de bateries augmenta el valor del capital del projecte, augmentant així la taxa interna de rendiment del propietari. En l'exemple del PJM, el sistema d'emmagatzematge de bateries paga per la càrrega i la descàrrega, de manera que la seva compensació de retorn és proporcional al seu rendiment elèctric.
Sembla contraintuïtiu dir que la potència i la durada d'una bateria determinen la seva vida útil. Diversos factors com la potència, la durada i la vida útil fan que les tecnologies d'emmagatzematge de bateries siguin diferents d'altres tecnologies energètiques. Al cor d'un sistema d'emmagatzematge d'energia de bateries hi ha la bateria. Igual que les cèl·lules solars, els seus materials es degraden amb el temps, cosa que redueix el rendiment. Les cèl·lules solars perden potència de sortida i eficiència, mentre que la degradació de la bateria provoca la pèrdua de capacitat d'emmagatzematge d'energia.Mentre que els sistemes solars poden durar entre 20 i 25 anys, els sistemes d'emmagatzematge en bateries solen durar només entre 10 i 15 anys.
Cal tenir en compte la substitució i els costos de substitució per a qualsevol projecte. El potencial de substitució depèn del rendiment del projecte i de les condicions associades al seu funcionament.
Els quatre factors principals que provoquen una disminució del rendiment de la bateria són?
- Temperatura de funcionament de la bateria
- Corrent de la bateria
- Estat mitjà de càrrega de la bateria (SOC)
- L'"oscil·lació" de l'estat de càrrega mitjà de la bateria (SOC), és a dir, l'interval de l'estat de càrrega mitjà de la bateria (SOC) en què es troba la bateria la major part del temps. El tercer i el quart factors estan relacionats.
Hi ha dues estratègies per gestionar la durada de la bateria en el projecte.La primera estratègia és reduir la mida de la bateria si el projecte està recolzat pels ingressos i reduir el cost de substitució futur previst. En molts mercats, els ingressos previstos poden cobrir els costos de substitució futurs. En general, cal tenir en compte les reduccions de costos futurs en components a l'hora d'estimar els costos de substitució futurs, la qual cosa és coherent amb l'experiència del mercat durant els darrers 10 anys. La segona estratègia és augmentar la mida de la bateria per tal de minimitzar el seu corrent total (o taxa C, simplement definida com a càrrega o descàrrega per hora) implementant cel·les paral·leles. Els corrents de càrrega i descàrrega més baixos tendeixen a produir temperatures més baixes, ja que la bateria genera calor durant la càrrega i la descàrrega. Si hi ha un excés d'energia al sistema d'emmagatzematge de la bateria i s'utilitza menys energia, es reduirà la quantitat de càrrega i descàrrega de la bateria i se n'allargarà la vida útil.
La càrrega/descàrrega de la bateria és un terme clau.La indústria de l'automoció sol utilitzar els "cicles" com a mesura de la durada de la bateria. En aplicacions d'emmagatzematge d'energia estacionària, és més probable que les bateries es tornin a cicler parcialment, és a dir, que es puguin carregar parcialment o descarregar parcialment, i que cada càrrega i descàrrega sigui insuficient.
Energia de bateria disponible.Les aplicacions de sistemes d'emmagatzematge d'energia poden tenir cicles menys d'una vegada al dia i, depenent de l'aplicació de mercat, poden superar aquesta mètrica. Per tant, el personal hauria de determinar la durada de la bateria avaluant el rendiment de la bateria.
Vida útil i verificació del dispositiu d'emmagatzematge d'energia
Les proves de dispositius d'emmagatzematge d'energia consten de dues àrees principals.En primer lloc, les proves de les cel·les de la bateria són fonamentals per avaluar la vida útil d'un sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria.Les proves de les cel·les de bateria revelen els punts forts i febles de les cel·les de bateria i ajuden els operadors a entendre com s'han d'integrar les bateries al sistema d'emmagatzematge d'energia i si aquesta integració és adequada.
Les configuracions en sèrie i en paral·lel de les cel·les de bateria ajuden a entendre com funciona un sistema de bateria i com està dissenyat.Les cel·les de bateria connectades en sèrie permeten l'apilament de voltatges de bateria, la qual cosa significa que el voltatge del sistema d'un sistema de bateria amb diverses cel·les de bateria connectades en sèrie és igual al voltatge de la cel·la de bateria individual multiplicat pel nombre de cel·les. Les arquitectures de bateries connectades en sèrie ofereixen avantatges de cost, però també tenen alguns desavantatges. Quan les bateries es connecten en sèrie, les cel·les individuals consumeixen el mateix corrent que el paquet de bateries. Per exemple, si una cel·la té un voltatge màxim d'1 V i un corrent màxim d'1 A, aleshores 10 cel·les en sèrie tenen un voltatge màxim de 10 V, però encara tenen un corrent màxim d'1 A, per a una potència total de 10 V * 1 A = 10 W. Quan es connecten en sèrie, el sistema de bateries s'enfronta al repte de la monitorització del voltatge. La monitorització del voltatge es pot realitzar en paquets de bateries connectats en sèrie per reduir costos, però és difícil detectar danys o degradació de la capacitat de cel·les individuals.
D'altra banda, les bateries paral·leles permeten l'apilament de corrent, la qual cosa significa que el voltatge del paquet de bateries paral·leles és igual al voltatge de cada cel·la i el corrent del sistema és igual al corrent de cada cel·la multiplicat pel nombre de cel·les en paral·lel. Per exemple, si s'utilitza la mateixa bateria d'1 V i 1 A, es poden connectar dues bateries en paral·lel, cosa que reduirà el corrent a la meitat, i després es poden connectar 10 parells de bateries paral·leles en sèrie per aconseguir 10 V a un voltatge d'1 V i un corrent d'1 A, però això és més comú en una configuració paral·lela.
Aquesta diferència entre els mètodes de connexió de bateries en sèrie i en paral·lel és important a l'hora de considerar les garanties de capacitat de la bateria o les polítiques de garantia. Els factors següents flueixen cap avall per la jerarquia i, en última instància, afecten la durada de la bateria:característiques del mercat ➜ comportament de càrrega/descàrrega ➜ limitacions del sistema ➜ arquitectura de bateries en sèrie i paral·lel.Per tant, la capacitat de la placa identificativa de la bateria no és un indici que hi pugui haver una sobrecàrrega al sistema d'emmagatzematge de bateries. La presència de sobrecàrrega és important per a la garantia de la bateria, ja que determina el corrent i la temperatura de la bateria (temperatura de permanència de les cel·les en el rang SOC), mentre que el funcionament diari determinarà la vida útil de la bateria.
Les proves del sistema són un complement de les proves de les cel·les de bateria i sovint són més aplicables als requisits del projecte que demostren el funcionament correcte del sistema de bateria.
Per tal de complir un contracte, els fabricants de bateries d'emmagatzematge d'energia solen desenvolupar protocols de prova de posada en marxa a fàbrica o sobre el terreny per verificar la funcionalitat del sistema i del subsistema, però és possible que no abordin el risc que el rendiment del sistema de bateries superi la vida útil de la bateria. Una discussió habitual sobre la posada en marxa sobre el terreny són les condicions de prova de capacitat i si són rellevants per a l'aplicació del sistema de bateries.
Importància de les proves de bateries
Després que DNV GL hagi provat una bateria, les dades s'incorporen a una taula de puntuació anual del rendiment de la bateria, que proporciona dades independents per als compradors de sistemes de bateries. La taula de puntuació mostra com respon la bateria a quatre condicions d'aplicació: temperatura, corrent, estat mitjà de càrrega (SOC) i fluctuacions de l'estat mitjà de càrrega (SOC).
La prova compara el rendiment de la bateria amb la seva configuració en sèrie-paral·lel, les limitacions del sistema, el comportament de càrrega/descàrrega del mercat i la funcionalitat del mercat. Aquest servei únic verifica de manera independent que els fabricants de bateries són responsables i avaluen correctament les seves garanties, de manera que els propietaris de sistemes de bateries puguin fer una avaluació informada de la seva exposició al risc tècnic.
Selecció de proveïdors d'equips d'emmagatzematge d'energia
Per tal de fer realitat la visió de l'emmagatzematge de bateries,la selecció de proveïdors és crítica– per tant, treballar amb experts tècnics de confiança que entenguin tots els aspectes dels reptes i les oportunitats a escala d'utilitat és la millor recepta per a l'èxit del projecte. La selecció d'un proveïdor de sistemes d'emmagatzematge de bateries ha de garantir que el sistema compleixi els estàndards de certificació internacionals. Per exemple, els sistemes d'emmagatzematge de bateries s'han provat d'acord amb la norma UL9450A i els informes de proves estan disponibles per a la seva revisió. Qualsevol altre requisit específic de la ubicació, com ara la detecció i protecció contra incendis addicional o la ventilació, pot no estar inclòs al producte base del fabricant i haurà d'etiquetar-se com a complement obligatori.
En resum, els dispositius d'emmagatzematge d'energia a escala de servei públic es poden utilitzar per proporcionar emmagatzematge d'energia elèctrica i donar suport a solucions d'energia en punts de càrrega, demanda màxima i intermitent. Aquests sistemes s'utilitzen en moltes àrees on els sistemes de combustibles fòssils i/o les actualitzacions tradicionals es consideren ineficients, poc pràctiques o costoses. Molts factors poden afectar l'èxit del desenvolupament d'aquests projectes i la seva viabilitat financera.
És important treballar amb un fabricant d'emmagatzematge de bateries fiable.BSLBATT Energy és un proveïdor líder del mercat de solucions intel·ligents d'emmagatzematge de bateries, que dissenya, fabrica i ofereix solucions d'enginyeria avançades per a aplicacions especialitzades. La visió de l'empresa se centra en ajudar els clients a resoldre els problemes energètics únics que afecten el seu negoci, i l'experiència de BSLBATT pot proporcionar solucions totalment personalitzades per complir els objectius del client.
Data de publicació: 28 d'agost de 2024