Μέχρι το 2024, η ακμάζουσα παγκόσμια αγορά αποθήκευσης ενέργειας έχει οδηγήσει στη σταδιακή αναγνώριση της κρίσιμης αξίας τουσυστήματα αποθήκευσης ενέργειας από μπαταρίεςσε διάφορες αγορές, ιδίως στην αγορά ηλιακής ενέργειας, η οποία σταδιακά έχει γίνει σημαντικό μέρος του δικτύου. Λόγω της διακοπτόμενης φύσης της ηλιακής ενέργειας, η τροφοδοσία της είναι ασταθής και τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας από μπαταρίες είναι σε θέση να παρέχουν ρύθμιση συχνότητας, εξισορροπώντας έτσι αποτελεσματικά τη λειτουργία του δικτύου. Στο μέλλον, οι συσκευές αποθήκευσης ενέργειας θα διαδραματίσουν ακόμη πιο σημαντικό ρόλο στην παροχή μέγιστης χωρητικότητας και στην αναβολή της ανάγκης για δαπανηρές επενδύσεις σε εγκαταστάσεις διανομής, μεταφοράς και παραγωγής.
Το κόστος των ηλιακών συστημάτων και των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας από μπαταρίες έχει μειωθεί δραματικά την τελευταία δεκαετία. Σε πολλές αγορές, οι εφαρμογές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας υπονομεύουν σταδιακά την ανταγωνιστικότητα της παραδοσιακής παραγωγής ενέργειας από ορυκτά καύσιμα και πυρηνική ενέργεια. Ενώ κάποτε πιστευόταν ευρέως ότι η παραγωγή ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές ήταν πολύ δαπανηρή, σήμερα το κόστος ορισμένων πηγών ενέργειας από ορυκτά καύσιμα είναι πολύ υψηλότερο από το κόστος της παραγωγής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές.
Επιπλέον,Ένας συνδυασμός ηλιακής ενέργειας + εγκαταστάσεων αποθήκευσης μπορεί να παρέχει ενέργεια στο δίκτυο, αντικαθιστώντας τον ρόλο των σταθμών παραγωγής ενέργειας με φυσικό αέριο. Με το κόστος επένδυσης για εγκαταστάσεις ηλιακής ενέργειας να μειώνεται σημαντικά και το κόστος καυσίμων να μην προκύπτει καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής τους, ο συνδυασμός παρέχει ήδη ενέργεια με χαμηλότερο κόστος από τις παραδοσιακές πηγές ενέργειας. Όταν οι εγκαταστάσεις ηλιακής ενέργειας συνδυάζονται με συστήματα αποθήκευσης μπαταριών, η ενέργειά τους μπορεί να χρησιμοποιηθεί για συγκεκριμένες χρονικές περιόδους και ο γρήγορος χρόνος απόκρισης των μπαταριών επιτρέπει στα έργα τους να ανταποκρίνονται ευέλικτα στις ανάγκες τόσο της αγοράς χωρητικότητας όσο και της αγοράς βοηθητικών υπηρεσιών.
Τη στιγμή,Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου που βασίζονται στην τεχνολογία φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LiFePO4) κυριαρχούν στην αγορά αποθήκευσης ενέργειας.Αυτές οι μπαταρίες χρησιμοποιούνται ευρέως λόγω της υψηλής ασφάλειας, της μεγάλης διάρκειας ζωής και της σταθερής θερμικής τους απόδοσης. Αν και η ενεργειακή πυκνότητα τωνμπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίουείναι ελαφρώς χαμηλότερη από αυτή άλλων τύπων μπαταριών λιθίου, έχουν σημειώσει σημαντική πρόοδο βελτιστοποιώντας τις διαδικασίες παραγωγής, βελτιώνοντας την αποδοτικότητα της κατασκευής και μειώνοντας το κόστος. Αναμένεται ότι έως το 2030, η τιμή των μπαταριών λιθίου-φωσφορικού σιδήρου θα μειωθεί περαιτέρω, ενώ η ανταγωνιστικότητά τους στην αγορά αποθήκευσης ενέργειας θα συνεχίσει να αυξάνεται.
Με την ραγδαία αύξηση της ζήτησης για ηλεκτρικά οχήματα,οικιακό σύστημα αποθήκευσης ενέργειας, Σύστημα αποθήκευσης ενέργειας C&Iκαι συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης κλίμακας, τα πλεονεκτήματα των μπαταριών Li-FePO4 όσον αφορά το κόστος, τη διάρκεια ζωής και την ασφάλεια τις καθιστούν μια αξιόπιστη επιλογή. Ενώ οι στόχοι ενεργειακής πυκνότητας μπορεί να μην είναι τόσο σημαντικοί όσο αυτοί άλλων χημικών μπαταριών, τα πλεονεκτήματά τους στην ασφάλεια και τη μακροζωία τους δίνουν μια θέση σε σενάρια εφαρμογών που απαιτούν μακροπρόθεσμη αξιοπιστία.
Παράγοντες που πρέπει να λάβετε υπόψη κατά την ανάπτυξη εξοπλισμού αποθήκευσης ενέργειας από μπαταρίες
Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την ανάπτυξη εξοπλισμού αποθήκευσης ενέργειας. Η ισχύς και η διάρκεια του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας της μπαταρίας εξαρτώνται από τον σκοπό του στο έργο. Ο σκοπός του έργου καθορίζεται από την οικονομική του αξία. Η οικονομική του αξία εξαρτάται από την αγορά στην οποία συμμετέχει το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας. Αυτή η αγορά καθορίζει τελικά τον τρόπο με τον οποίο η μπαταρία θα κατανέμει την ενέργεια, τη φόρτιση ή την εκφόρτιση, και πόσο θα διαρκέσει. Έτσι, η ισχύς και η διάρκεια της μπαταρίας όχι μόνο καθορίζουν το κόστος επένδυσης του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας, αλλά και τη διάρκεια λειτουργίας.
Η διαδικασία φόρτισης και εκφόρτισης ενός συστήματος αποθήκευσης ενέργειας μπαταρίας θα είναι κερδοφόρα σε ορισμένες αγορές. Σε άλλες περιπτώσεις, απαιτείται μόνο το κόστος φόρτισης και το κόστος φόρτισης είναι το κόστος διεξαγωγής της επιχείρησης αποθήκευσης ενέργειας. Η ποσότητα και ο ρυθμός φόρτισης δεν είναι το ίδιο με την ποσότητα εκφόρτισης.
Για παράδειγμα, σε εγκαταστάσεις αποθήκευσης ενέργειας ηλιακής ενέργειας + μπαταρίας σε κλίμακα δικτύου ή σε εφαρμογές συστημάτων αποθήκευσης από την πλευρά του πελάτη που χρησιμοποιούν ηλιακή ενέργεια, το σύστημα αποθήκευσης μπαταρίας χρησιμοποιεί ενέργεια από την ηλιακή εγκατάσταση παραγωγής ενέργειας προκειμένου να πληροί τις προϋποθέσεις για φορολογικές πιστώσεις επενδύσεων (ITC). Για παράδειγμα, υπάρχουν αποχρώσεις στην έννοια της πληρωμής με βάση τη χρέωση για συστήματα αποθήκευσης ενέργειας σε Περιφερειακούς Οργανισμούς Μεταφοράς (RTO). Στο παράδειγμα της φορολογικής πίστωσης επένδυσης (ITC), το σύστημα αποθήκευσης μπαταρίας αυξάνει την αξία μετοχικού κεφαλαίου του έργου, αυξάνοντας έτσι τον εσωτερικό ρυθμό απόδοσης του ιδιοκτήτη. Στο παράδειγμα PJM, το σύστημα αποθήκευσης μπαταρίας πληρώνει για τη φόρτιση και την εκφόρτιση, επομένως η αποζημίωση απόσβεσης είναι ανάλογη με την ηλεκτρική του απόδοση.
Φαίνεται αντιφατικό να πούμε ότι η ισχύς και η διάρκεια ζωής μιας μπαταρίας καθορίζουν τη διάρκεια ζωής της. Ορισμένοι παράγοντες, όπως η ισχύς, η διάρκεια και η διάρκεια ζωής, κάνουν τις τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας στις μπαταρίες διαφορετικές από άλλες τεχνολογίες ενέργειας. Στην καρδιά ενός συστήματος αποθήκευσης ενέργειας από μπαταρίες βρίσκεται η μπαταρία. Όπως και τα ηλιακά κύτταρα, τα υλικά τους φθείρονται με την πάροδο του χρόνου, μειώνοντας την απόδοση. Τα ηλιακά κύτταρα χάνουν ισχύ εξόδου και αποδοτικότητα, ενώ η υποβάθμιση της μπαταρίας έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια χωρητικότητας αποθήκευσης ενέργειας.Ενώ τα ηλιακά συστήματα μπορούν να διαρκέσουν 20-25 χρόνια, τα συστήματα αποθήκευσης σε μπαταρίες συνήθως διαρκούν μόνο 10 έως 15 χρόνια.
Η αντικατάσταση και το κόστος αντικατάστασης θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη για κάθε έργο. Η δυνατότητα αντικατάστασης εξαρτάται από την απόδοση του έργου και τις συνθήκες που σχετίζονται με τη λειτουργία του.
Οι τέσσερις κύριοι παράγοντες που οδηγούν σε μείωση της απόδοσης της μπαταρίας είναι:
- Θερμοκρασία λειτουργίας μπαταρίας
- Ρεύμα μπαταρίας
- Μέση κατάσταση φόρτισης μπαταρίας (SOC)
- Η «ταλάντωση» της μέσης κατάστασης φόρτισης της μπαταρίας (SOC), δηλαδή το διάστημα της μέσης κατάστασης φόρτισης της μπαταρίας (SOC) στο οποίο βρίσκεται η μπαταρία τον περισσότερο χρόνο. Ο τρίτος και ο τέταρτος παράγοντας σχετίζονται.
Υπάρχουν δύο στρατηγικές για τη διαχείριση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας στο έργο.Η πρώτη στρατηγική είναι η μείωση του μεγέθους της μπαταρίας, εάν το έργο υποστηρίζεται από έσοδα, και η μείωση του προγραμματισμένου μελλοντικού κόστους αντικατάστασης. Σε πολλές αγορές, τα προγραμματισμένα έσοδα μπορούν να υποστηρίξουν το μελλοντικό κόστος αντικατάστασης. Γενικά, οι μελλοντικές μειώσεις κόστους σε εξαρτήματα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την εκτίμηση του μελλοντικού κόστους αντικατάστασης, κάτι που συνάδει με την εμπειρία της αγοράς τα τελευταία 10 χρόνια. Η δεύτερη στρατηγική είναι η αύξηση του μεγέθους της μπαταρίας, προκειμένου να ελαχιστοποιηθεί το συνολικό ρεύμα της (ή ρυθμός C, που ορίζεται απλώς ως φόρτιση ή εκφόρτιση ανά ώρα) με την εφαρμογή παράλληλων στοιχείων. Τα χαμηλότερα ρεύματα φόρτισης και εκφόρτισης τείνουν να παράγουν χαμηλότερες θερμοκρασίες, καθώς η μπαταρία παράγει θερμότητα κατά τη φόρτιση και την εκφόρτιση. Εάν υπάρχει περίσσεια ενέργειας στο σύστημα αποθήκευσης της μπαταρίας και χρησιμοποιείται λιγότερη ενέργεια, η ποσότητα φόρτισης και εκφόρτισης της μπαταρίας θα μειωθεί και η διάρκεια ζωής της θα παραταθεί.
Η φόρτιση/εκφόρτιση της μπαταρίας είναι ένας βασικός όρος.Η αυτοκινητοβιομηχανία συνήθως χρησιμοποιεί τους «κύκλους» ως μέτρο της διάρκειας ζωής της μπαταρίας. Σε σταθερές εφαρμογές αποθήκευσης ενέργειας, οι μπαταρίες είναι πιο πιθανό να έχουν μερικώς ανακυκλωθεί, που σημαίνει ότι μπορεί να είναι μερικώς φορτισμένες ή μερικώς αποφορτισμένες, με κάθε φόρτιση και εκφόρτιση να είναι ανεπαρκής.
Διαθέσιμη ενέργεια μπαταρίας.Οι εφαρμογές συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας ενδέχεται να εκτελούνται κυκλικά λιγότερο από μία φορά την ημέρα και, ανάλογα με την εφαρμογή στην αγορά, ενδέχεται να υπερβαίνουν αυτό το μέτρο. Συνεπώς, το προσωπικό θα πρέπει να καθορίζει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας αξιολογώντας την απόδοση της μπαταρίας.
Διάρκεια ζωής και επαλήθευση συσκευής αποθήκευσης ενέργειας
Οι δοκιμές συσκευών αποθήκευσης ενέργειας αποτελούνται από δύο κύριους τομείς.Καταρχάς, η δοκιμή των στοιχείων της μπαταρίας είναι κρίσιμη για την αξιολόγηση της διάρκειας ζωής ενός συστήματος αποθήκευσης ενέργειας από την μπαταρία.Η δοκιμή στοιχείων μπαταριών αποκαλύπτει τα δυνατά και τα αδύνατα σημεία τους και βοηθά τους χειριστές να κατανοήσουν πώς πρέπει να ενσωματωθούν οι μπαταρίες στο σύστημα αποθήκευσης ενέργειας και κατά πόσον αυτή η ενσωμάτωση είναι κατάλληλη.
Οι σειριακές και παράλληλες διαμορφώσεις των στοιχείων της μπαταρίας βοηθούν στην κατανόηση του τρόπου λειτουργίας και του σχεδιασμού ενός συστήματος μπαταρίας.Τα στοιχεία μπαταριών που συνδέονται σε σειρά επιτρέπουν τη στοίβαξη των τάσεων των μπαταριών, πράγμα που σημαίνει ότι η τάση συστήματος ενός συστήματος μπαταριών με πολλαπλά στοιχεία μπαταριών συνδεδεμένα σε σειρά είναι ίση με την τάση κάθε στοιχείου πολλαπλασιασμένης επί τον αριθμό των στοιχείων. Οι αρχιτεκτονικές μπαταριών συνδεδεμένες σε σειρά προσφέρουν πλεονεκτήματα κόστους, αλλά έχουν και ορισμένα μειονεκτήματα. Όταν οι μπαταρίες συνδέονται σε σειρά, τα μεμονωμένα στοιχεία καταναλώνουν το ίδιο ρεύμα με την μπαταρία. Για παράδειγμα, εάν ένα στοιχείο έχει μέγιστη τάση 1V και μέγιστο ρεύμα 1A, τότε 10 στοιχεία σε σειρά έχουν μέγιστη τάση 10V, αλλά εξακολουθούν να έχουν μέγιστο ρεύμα 1A, για συνολική ισχύ 10V * 1A = 10W. Όταν συνδέονται σε σειρά, το σύστημα μπαταριών αντιμετωπίζει την πρόκληση της παρακολούθησης της τάσης. Η παρακολούθηση τάσης μπορεί να πραγματοποιηθεί σε σειριακά συνδεδεμένες μπαταρίες για τη μείωση του κόστους, αλλά είναι δύσκολο να εντοπιστεί ζημιά ή υποβάθμιση της χωρητικότητας μεμονωμένων στοιχείων.
Από την άλλη πλευρά, οι παράλληλες μπαταρίες επιτρέπουν τη συσσώρευση ρεύματος, πράγμα που σημαίνει ότι η τάση της παράλληλης συστοιχίας μπαταριών είναι ίση με την τάση κάθε στοιχείου και το ρεύμα του συστήματος είναι ίσο με το ρεύμα κάθε στοιχείου πολλαπλασιασμένο με τον αριθμό των στοιχείων που είναι παράλληλα συνδεδεμένα. Για παράδειγμα, εάν χρησιμοποιηθεί η ίδια μπαταρία 1V, 1A, μπορούν να συνδεθούν παράλληλα δύο μπαταρίες, κάτι που θα μειώσει το ρεύμα στο μισό, και στη συνέχεια 10 ζεύγη παράλληλων μπαταριών μπορούν να συνδεθούν σε σειρά για να επιτευχθούν 10V σε τάση 1V και ρεύμα 1A, αλλά αυτό είναι πιο συνηθισμένο σε παράλληλη διαμόρφωση.
Αυτή η διαφορά μεταξύ των σειριακών και παράλληλων μεθόδων σύνδεσης μπαταρίας είναι σημαντική όταν εξετάζονται οι εγγυήσεις χωρητικότητας μπαταρίας ή οι πολιτικές εγγύησης. Οι ακόλουθοι παράγοντες διατρέχουν την ιεραρχία και τελικά επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας:Χαρακτηριστικά της αγοράς ➜ Συμπεριφορά φόρτισης/εκφόρτισης ➜ Περιορισμοί συστήματος ➜ Σειριακή και παράλληλη αρχιτεκτονική μπαταριών.Επομένως, η χωρητικότητα της μπαταρίας στην πινακίδα τύπου δεν αποτελεί ένδειξη ότι ενδέχεται να υπάρχει υπερβολική φόρτιση στο σύστημα αποθήκευσης της μπαταρίας. Η παρουσία υπερβολικής φόρτισης είναι σημαντική για την εγγύηση της μπαταρίας, καθώς καθορίζει το ρεύμα και τη θερμοκρασία της μπαταρίας (θερμοκρασία παραμονής κυψέλης στην περιοχή SOC), ενώ η καθημερινή λειτουργία θα καθορίσει τη διάρκεια ζωής της μπαταρίας.
Ο έλεγχος του συστήματος αποτελεί συμπλήρωμα του ελέγχου των στοιχείων της μπαταρίας και συχνά εφαρμόζεται περισσότερο σε απαιτήσεις έργου που αποδεικνύουν την ορθή λειτουργία του συστήματος της μπαταρίας.
Προκειμένου να εκπληρώσουν μια σύμβαση, οι κατασκευαστές μπαταριών αποθήκευσης ενέργειας συνήθως αναπτύσσουν πρωτόκολλα δοκιμών θέσης σε λειτουργία στο εργοστάσιο ή στο πεδίο για την επαλήθευση της λειτουργικότητας του συστήματος και του υποσυστήματος, αλλά ενδέχεται να μην αντιμετωπίζουν τον κίνδυνο η απόδοση του συστήματος της μπαταρίας να υπερβαίνει τη διάρκεια ζωής της. Μια συνηθισμένη συζήτηση σχετικά με τη θέση σε λειτουργία στο πεδίο είναι οι συνθήκες δοκιμής χωρητικότητας και το κατά πόσον αυτές είναι σχετικές με την εφαρμογή του συστήματος της μπαταρίας.
Σημασία της δοκιμής μπαταρίας
Αφού το DNV GL δοκιμάσει μια μπαταρία, τα δεδομένα ενσωματώνονται σε μια ετήσια κάρτα βαθμολογίας απόδοσης μπαταρίας, η οποία παρέχει ανεξάρτητα δεδομένα για τους αγοραστές συστημάτων μπαταριών. Η κάρτα βαθμολογίας δείχνει πώς η μπαταρία ανταποκρίνεται σε τέσσερις συνθήκες εφαρμογής: θερμοκρασία, ρεύμα, μέση κατάσταση φόρτισης (SOC) και διακυμάνσεις μέσης κατάστασης φόρτισης (SOC).
Η δοκιμή συγκρίνει την απόδοση της μπαταρίας με τη σειριακή-παράλληλη διαμόρφωσή της, τους περιορισμούς του συστήματος, τη συμπεριφορά φόρτισης/εκφόρτισης της αγοράς και τη λειτουργικότητα της αγοράς. Αυτή η μοναδική υπηρεσία επαληθεύει ανεξάρτητα ότι οι κατασκευαστές μπαταριών είναι υπεύθυνοι και αξιολογούν σωστά τις εγγυήσεις τους, έτσι ώστε οι ιδιοκτήτες συστημάτων μπαταριών να μπορούν να προβούν σε μια τεκμηριωμένη αξιολόγηση της έκθεσής τους σε τεχνικό κίνδυνο.
Επιλογή Προμηθευτή Εξοπλισμού Αποθήκευσης Ενέργειας
Για να υλοποιηθεί το όραμα της αποθήκευσης μπαταριών,η επιλογή προμηθευτή είναι κρίσιμη– επομένως, η συνεργασία με αξιόπιστους τεχνικούς εμπειρογνώμονες που κατανοούν όλες τις πτυχές των προκλήσεων και των ευκαιριών σε κλίμακα κοινής ωφέλειας είναι η καλύτερη συνταγή για την επιτυχία του έργου. Η επιλογή ενός προμηθευτή συστήματος αποθήκευσης μπαταριών θα πρέπει να διασφαλίζει ότι το σύστημα πληροί τα διεθνή πρότυπα πιστοποίησης. Για παράδειγμα, τα συστήματα αποθήκευσης μπαταριών έχουν δοκιμαστεί σύμφωνα με το UL9450A και οι αναφορές δοκιμών είναι διαθέσιμες για έλεγχο. Οποιεσδήποτε άλλες απαιτήσεις που αφορούν συγκεκριμένες τοποθεσίες, όπως πρόσθετη ανίχνευση και προστασία από πυρκαγιά ή αερισμός, ενδέχεται να μην περιλαμβάνονται στο βασικό προϊόν του κατασκευαστή και θα πρέπει να επισημαίνονται ως απαιτούμενο πρόσθετο.
Συνοπτικά, οι συσκευές αποθήκευσης ενέργειας σε κλίμακα κοινής ωφέλειας μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας και την υποστήριξη λύσεων σημείου φορτίου, αιχμής ζήτησης και διακοπτόμενης ισχύος. Αυτά τα συστήματα χρησιμοποιούνται σε πολλούς τομείς όπου τα συστήματα ορυκτών καυσίμων ή/και οι παραδοσιακές αναβαθμίσεις θεωρούνται αναποτελεσματικά, μη πρακτικά ή δαπανηρά. Πολλοί παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν την επιτυχή ανάπτυξη τέτοιων έργων και την οικονομική τους βιωσιμότητα.
Είναι σημαντικό να συνεργαστείτε με έναν αξιόπιστο κατασκευαστή μπαταριών αποθήκευσης.Η BSLBATT Energy είναι ένας κορυφαίος πάροχος έξυπνων λύσεων αποθήκευσης μπαταριών, σχεδιάζοντας, κατασκευάζοντας και παρέχοντας προηγμένες μηχανικές λύσεις για εξειδικευμένες εφαρμογές. Το όραμα της εταιρείας επικεντρώνεται στην υποστήριξη των πελατών στην επίλυση των μοναδικών ενεργειακών ζητημάτων που επηρεάζουν την επιχείρησή τους και η εξειδίκευση της BSLBATT μπορεί να παρέχει πλήρως εξατομικευμένες λύσεις για την επίτευξη των στόχων των πελατών.
Ώρα δημοσίευσης: 28 Αυγούστου 2024