Do roku 2024 vedl prudce rostoucí globální trh se skladováním energie k postupnému uznání kritické hodnotysystémy pro ukládání energie v bateriíchna různých trzích, zejména na trhu se solární energií, který se postupně stal důležitou součástí sítě. Vzhledem k přerušované povaze solární energie je její dodávka nestabilní a systémy pro ukládání energie v bateriích jsou schopny zajistit regulaci frekvence, čímž efektivně vyrovnávají provoz sítě. V budoucnu budou zařízení pro ukládání energie hrát ještě důležitější roli při zajišťování špičkové kapacity a oddalování potřeby nákladných investic do distribučních, přenosových a výrobních zařízení.
Náklady na solární a bateriové systémy pro ukládání energie v posledním desetiletí dramaticky klesly. Na mnoha trzích aplikace obnovitelných zdrojů energie postupně podkopávají konkurenceschopnost tradiční výroby energie z fosilních paliv a jaderných paliv. Zatímco dříve panoval všeobecný názor, že výroba energie z obnovitelných zdrojů je příliš nákladná, dnes jsou náklady na některé fosilní zdroje energie mnohem vyšší než náklady na výrobu energie z obnovitelných zdrojů.
Navíc,Kombinace solárních a akumulačních zařízení může dodávat energii do sítě, čímž nahrazují roli elektráren na zemní plyn. Vzhledem k výrazně sníženým investičním nákladům na solární elektrárny a nulovým nákladům na palivo po celou dobu jejich životního cyklu tato kombinace již nyní poskytuje energii za nižší cenu než tradiční zdroje energie. Pokud jsou solární elektrárny kombinovány se systémy bateriového ukládání energie, lze jejich energii využívat po určitá časová období a rychlá doba odezvy baterií umožňuje jejich projektům flexibilně reagovat na potřeby trhu s kapacitou i trhu s podpůrnými službami.
V současné době,Lithium-iontové baterie založené na technologii lithium-železitý fosfát (LiFePO4) dominují trhu s úložištěm energie.Tyto baterie jsou široce používány díky své vysoké bezpečnosti, dlouhé životnosti a stabilnímu tepelnému výkonu. Přestože hustota energielithium-železitophospharmaceutical baterieje o něco nižší než u jiných typů lithiových baterií, přesto dosáhly významného pokroku optimalizací výrobních procesů, zlepšením efektivity výroby a snížením nákladů. Očekává se, že do roku 2030 cena lithium-železito-fosfátových baterií dále klesne, zatímco jejich konkurenceschopnost na trhu s ukládáním energie se bude i nadále zvyšovat.
S rychlým růstem poptávky po elektromobilech,systém pro skladování energie v domácnostech, Systém skladování energie C&Ia rozsáhlé systémy pro ukládání energie z nich činí výhody Li-FePO4 baterií z hlediska nákladů, životnosti a bezpečnosti spolehlivou volbu. I když jejich cíle v oblasti hustoty energie nemusí být tak významné jako u jiných chemických baterií, jejich výhody v oblasti bezpečnosti a dlouhé životnosti jim dávají místo v aplikacích, které vyžadují dlouhodobou spolehlivost.
Faktory, které je třeba zvážit při nasazování zařízení pro ukládání energie v bateriích
Při nasazení zařízení pro skladování energie je třeba zvážit mnoho faktorů. Výkon a doba provozu systému bateriového skladování energie závisí na jeho účelu v projektu. Účel projektu je určen jeho ekonomickou hodnotou. Jeho ekonomická hodnota závisí na trhu, na kterém systém skladování energie působí. Tento trh v konečném důsledku určuje, jak bude baterie distribuovat energii, nabíjet se nebo vybíjet a jak dlouho vydrží. Výkon a doba provozu baterie tedy určují nejen investiční náklady systému skladování energie, ale také provozní životnost.
Proces nabíjení a vybíjení bateriového systému pro ukládání energie bude na některých trzích ziskový. V jiných případech jsou vyžadovány pouze náklady na nabíjení a náklady na nabíjení představují náklady na provozování činnosti v oblasti ukládání energie. Množství a rychlost nabíjení se liší od množství vybíjení.
Například v instalacích solárních panelů a bateriových úložišť energie v rozvodné síti nebo v aplikacích úložných systémů na straně klienta, které využívají solární energii, využívá bateriový úložný systém energii ze solární elektrárny, aby získal nárok na investiční daňové úlevy (ITC). Například koncept platby za úhradu u systémů úložiště energie v regionálních přenosových organizacích (RTO) má své nuance. V příkladu investičního daňového úvěru (ITC) bateriový úložný systém zvyšuje hodnotu vlastního kapitálu projektu, a tím zvyšuje interní míru návratnosti vlastníka. V příkladu PJM bateriový úložný systém platí za nabíjení a vybíjení, takže jeho kompenzace návratnosti je úměrná jeho elektrickému výkonu.
Zdá se být neintuitivní říkat, že výkon a výdrž baterie určují její životnost. Technologie ukládání energie v bateriích se liší od jiných energetických technologií řadou faktorů, jako je výkon, výdrž a životnost. Srdcem systému ukládání energie v bateriích je baterie. Stejně jako u solárních článků se jejich materiály časem degradují, což snižuje jejich výkon. Solární články ztrácejí výkon a účinnost, zatímco degradace baterií vede ke ztrátě kapacity pro ukládání energie.Zatímco solární systémy mohou vydržet 20–25 let, bateriové systémy pro ukládání energie obvykle vydrží pouze 10 až 15 let.
U každého projektu by měly být zváženy náklady na výměnu a nahrazení. Potenciál pro výměnu závisí na propustnosti projektu a podmínkách spojených s jeho provozem.
Čtyři hlavní faktory, které vedou ke snížení výkonu baterie, jsou?
- Provozní teplota baterie
- Proud baterie
- Průměrný stav nabití baterie (SOC)
- „Oscilace“ průměrného stavu nabití baterie (SOC), tj. interval průměrného stavu nabití baterie (SOC), ve kterém se baterie nachází po většinu času. Třetí a čtvrtý faktor spolu souvisí.
V projektu existují dvě strategie pro správu výdrže baterie.První strategií je zmenšit velikost baterie, pokud je projekt podpořen příjmy, a snížit plánované budoucí náklady na výměnu. Na mnoha trzích mohou plánované příjmy pokrýt budoucí náklady na výměnu. Obecně je třeba při odhadování budoucích nákladů na výměnu zohlednit budoucí snížení nákladů na komponenty, což je v souladu se zkušenostmi na trhu za posledních 10 let. Druhou strategií je zvětšit velikost baterie, aby se minimalizoval její celkový proud (neboli C-rate, jednoduše definovaný jako nabíjení nebo vybíjení za hodinu) implementací paralelních článků. Nižší nabíjecí a vybíjecí proudy mají tendenci produkovat nižší teploty, protože baterie během nabíjení a vybíjení generuje teplo. Pokud je v systému úložiště baterie přebytečná energie a spotřebuje se méně energie, sníží se množství nabíjení a vybíjení baterie a prodlouží se její životnost.
Nabíjení/vybíjení baterie je klíčový pojem.Automobilový průmysl obvykle používá „cykly“ jako měřítko životnosti baterie. Ve stacionárních aplikacích pro ukládání energie je pravděpodobnější, že baterie budou částečně cyklovány, což znamená, že mohou být částečně nabité nebo částečně vybité, přičemž každé nabití a vybití bude nedostatečné.
Dostupná energie baterie.Aplikace systémů pro ukládání energie se mohou cyklicky nabíjet méně než jednou denně a v závislosti na tržní aplikaci mohou tuto metriku překročit. Proto by zaměstnanci měli životnost baterie určit posouzením její propustnosti.
Životnost a ověření zařízení pro ukládání energie
Testování zařízení pro ukládání energie se skládá ze dvou hlavních oblastí.Za prvé, testování bateriových článků je zásadní pro posouzení životnosti systému pro ukládání energie v bateriích.Testování bateriových článků odhaluje jejich silné a slabé stránky a pomáhá operátorům pochopit, jak by měly být baterie integrovány do systému skladování energie a zda je tato integrace vhodná.
Sériové a paralelní zapojení bateriových článků pomáhá pochopit, jak bateriový systém funguje a jak je navržen.Bateriové články zapojené do série umožňují stohování napětí baterií, což znamená, že systémové napětí bateriového systému s více sériově zapojenými bateriovými články se rovná napětí jednotlivého baterie vynásobenému počtem článků. Architektura sériově zapojených baterií nabízí cenové výhody, ale má také určité nevýhody. Když jsou baterie zapojeny do série, jednotlivé články odebírají stejný proud jako bateriový blok. Například pokud má jeden článek maximální napětí 1 V a maximální proud 1 A, pak 10 článků v sérii má maximální napětí 10 V, ale stále mají maximální proud 1 A, což představuje celkový výkon 10 V * 1 A = 10 W. Při sériovém zapojení čelí bateriový systém výzvě monitorování napětí. Monitorování napětí lze provádět na sériově zapojených bateriových blocích za účelem snížení nákladů, ale je obtížné odhalit poškození nebo snížení kapacity jednotlivých článků.
Na druhou stranu, paralelní baterie umožňují vrstvení proudu, což znamená, že napětí paralelního bateriového bloku se rovná napětí jednotlivých článků a proud systému se rovná proudu jednotlivých článků vynásobenému počtem paralelně zapojených článků. Například, pokud se použije stejná baterie 1 V a 1 A, lze zapojit dvě baterie paralelně, čímž se proud sníží na polovinu, a poté lze zapojit 10 párů paralelních baterií sériově, čímž se dosáhne 10 V při napětí 1 V a proudu 1 A, ale to je běžnější v paralelním zapojení.
Tento rozdíl mezi sériovým a paralelním zapojením baterií je důležitý při zvažování záruk kapacity baterií nebo záručních podmínek. Následující faktory postupně procházejí hierarchií a v konečném důsledku ovlivňují životnost baterie:tržní vlastnosti ➜ chování při nabíjení/vybíjení ➜ systémová omezení ➜ sériová a paralelní architektura baterií.Proto štítková kapacita baterie neznamená, že v systému úložiště baterií může docházet k nadměrnému nabíjení. Přítomnost nadměrného nabíjení je důležitá pro záruku na baterii, protože určuje proud a teplotu baterie (teplotu prodlevy článků v rozsahu SOC), zatímco životnost baterie určuje každodenní provoz.
Testování systému je doplňkem k testování bateriových článků a často je vhodnější pro projektové požadavky, které prokazují správný provoz bateriového systému.
Aby výrobci baterií pro ukládání energie splnili smlouvu, obvykle vyvíjejí protokoly pro testování uvádění do provozu v továrně nebo v terénu, aby ověřili funkčnost systému a subsystému, ale nemusí řešit riziko, že výkon bateriového systému překročí jeho životnost. Běžnou diskusí o uvádění do provozu jsou podmínky testování kapacity a to, zda jsou relevantní pro aplikaci bateriového systému.
Důležitost testování baterií
Poté, co společnost DNV GL baterii otestuje, jsou data zahrnuta do ročního hodnotícího listu výkonu baterie, který poskytuje nezávislá data pro kupující bateriových systémů. Hodnotící list ukazuje, jak baterie reaguje na čtyři podmínky použití: teplotu, proud, průměrný stav nabití (SOC) a kolísání průměrného stavu nabití (SOC).
Test porovnává výkon baterie s její sériovo-paralelní konfigurací, systémovými omezeními, chováním při nabíjení/vybíjení na trhu a funkčností na trhu. Tato unikátní služba nezávisle ověřuje, zda jsou výrobci baterií zodpovědní a správně posuzují své záruky, aby majitelé bateriových systémů mohli informovaně posoudit své vystavení technickému riziku.
Výběr dodavatele zařízení pro skladování energie
Abychom realizovali vizi bateriového úložiště,výběr dodavatele je zásadní– proto je nejlepším receptem na úspěch projektu spolupráce s důvěryhodnými technickými odborníky, kteří rozumí všem aspektům výzev a příležitostí v energetickém měřítku. Výběr dodavatele systému bateriového úložiště by měl zajistit, aby systém splňoval mezinárodní certifikační standardy. Například systémy bateriového úložiště byly testovány v souladu s normou UL9450A a zkušební protokoly jsou k dispozici k nahlédnutí. Jakékoli další požadavky specifické pro dané místo, jako je dodatečná detekce požáru a ochrana nebo větrání, nemusí být zahrnuty v základním produktu výrobce a budou muset být označeny jako povinný doplněk.
Stručně řečeno, zařízení pro ukládání energie v rozvodné síti lze použít k ukládání elektrické energie a k podpoře řešení pro bod zatížení, špičkovou spotřebu a přerušované napájení. Tyto systémy se používají v mnoha oblastech, kde jsou systémy na fosilní paliva a/nebo tradiční modernizace považovány za neefektivní, nepraktické nebo nákladné. Úspěšný rozvoj takových projektů a jejich finanční životaschopnost může ovlivnit mnoho faktorů.
Je důležité spolupracovat se spolehlivým výrobcem baterií.Společnost BSLBATT Energy je předním poskytovatelem inteligentních řešení pro ukládání energie v bateriích, který navrhuje, vyrábí a dodává pokročilá technická řešení pro specializované aplikace. Vize společnosti je zaměřena na pomoc zákazníkům řešit jedinečné energetické problémy, které ovlivňují jejich podnikání, a odborné znalosti společnosti BSLBATT mohou poskytovat plně přizpůsobená řešení, která splňují cíle zákazníků.
Čas zveřejnění: 28. srpna 2024