Do 2024. godine, procvat globalnog tržišta skladištenja energije doveo je do postupnog prepoznavanja kritične vrijednostisustavi za pohranu energije u baterijamana raznim tržištima, posebno na tržištu solarne energije, koje je postupno postalo važan dio mreže. Zbog isprekidane prirode solarne energije, njezina opskrba je nestabilna, a sustavi za pohranu energije u baterijama mogu osigurati regulaciju frekvencije, čime se učinkovito uravnotežuje rad mreže. U budućnosti će uređaji za pohranu energije igrati još važniju ulogu u osiguravanju vršnog kapaciteta i odgađanju potrebe za skupim ulaganjima u distribucijske, prijenosne i proizvodne objekte.
Cijena solarnih i baterijskih sustava za pohranu energije dramatično je pala u posljednjem desetljeću. Na mnogim tržištima, primjena obnovljivih izvora energije postupno potkopava konkurentnost tradicionalne proizvodnje energije iz fosilnih goriva i nuklearne energije. Dok se nekada vjerovalo da je proizvodnja obnovljivih izvora energije preskupa, danas je cijena određenih fosilnih izvora energije mnogo veća od cijene proizvodnje obnovljive energije.
Dodatno,Kombinacija solarnih i skladišnih postrojenja može osigurati energiju za mrežu, zamjenjujući ulogu elektrana na prirodni plin. S obzirom na značajno smanjene investicijske troškove za solarne elektrane i nikakvih troškova goriva tijekom njihovog životnog ciklusa, ova kombinacija već osigurava energiju po nižoj cijeni od tradicionalnih izvora energije. Kada se solarne elektrane kombiniraju sa sustavima za pohranu energije u baterijama, njihova se energija može koristiti tijekom određenih vremenskih razdoblja, a brzo vrijeme odziva baterija omogućuje njihovim projektima da fleksibilno odgovore na potrebe tržišta kapaciteta i tržišta pomoćnih usluga.
Trenutno,Litij-ionske baterije temeljene na tehnologiji litij-željezo-fosfata (LiFePO4) dominiraju tržištem za pohranu energije.Ove baterije se široko koriste zbog svoje visoke sigurnosti, dugog životnog vijeka i stabilnih toplinskih performansi. Iako je gustoća energijelitij-željezo-fosfatne baterijeje nešto niža od one kod drugih vrsta litijevih baterija, no ipak su ostvarile značajan napredak optimizacijom proizvodnih procesa, poboljšanjem učinkovitosti proizvodnje i smanjenjem troškova. Očekuje se da će do 2030. godine cijena litijevih željezovih fosfatnih baterija dodatno pasti, dok će njihova konkurentnost na tržištu skladištenja energije nastaviti rasti.
S brzim rastom potražnje za električnim vozilima,sustav za pohranu energije u stambenim objektima, C&I sustav skladištenja energijei velikih sustava za pohranu energije, prednosti Li-FePO4 baterija u smislu cijene, vijeka trajanja i sigurnosti čine ih pouzdanom opcijom. Iako njihove ciljane gustoće energije možda nisu toliko značajne kao kod drugih kemijskih baterija, njihove prednosti u sigurnosti i dugovječnosti daju im mjesto u scenarijima primjene koji zahtijevaju dugoročnu pouzdanost.
Čimbenici koje treba uzeti u obzir prilikom postavljanja opreme za pohranu energije u baterijama
Prilikom postavljanja opreme za pohranu energije potrebno je uzeti u obzir mnogo čimbenika. Snaga i trajanje sustava za pohranu energije u baterijama ovise o njegovoj namjeni u projektu. Svrha projekta određena je njegovom ekonomskom vrijednošću. Njegova ekonomska vrijednost ovisi o tržištu na kojem sustav za pohranu energije sudjeluje. Ovo tržište u konačnici određuje kako će baterija distribuirati energiju, puniti se ili prazniti, te koliko će dugo trajati. Dakle, snaga i trajanje baterije ne samo da određuju investicijski trošak sustava za pohranu energije, već i radni vijek.
Proces punjenja i pražnjenja sustava za pohranu energije u baterijama bit će profitabilan na nekim tržištima. U drugim slučajevima, potreban je samo trošak punjenja, a trošak punjenja je trošak obavljanja posla pohrane energije. Količina i brzina punjenja nisu isti kao količina pražnjenja.
Na primjer, u instalacijama solarne energije + baterijskog skladištenja energije na razini mreže ili u primjenama sustava za skladištenje na strani klijenta koji koriste solarnu energiju, sustav za skladištenje baterija koristi energiju iz solarnog postrojenja za proizvodnju energije kako bi se kvalificirao za porezne olakšice za ulaganja (ITC). Na primjer, postoje nijanse u konceptu plaćanja po naplati za sustave za skladištenje energije u regionalnim prijenosnim organizacijama (RTO). U primjeru poreznog kredita za ulaganja (ITC), sustav za skladištenje baterija povećava vrijednost kapitala projekta, čime se povećava interna stopa povrata vlasnika. U PJM primjeru, sustav za skladištenje baterija plaća za punjenje i pražnjenje, pa je njegova naknada za povrat proporcionalna njegovom električnom protoku.
Čini se nelogičnim reći da snaga i trajanje baterije određuju njezin vijek trajanja. Brojni čimbenici poput snage, trajanja i vijeka trajanja razlikuju tehnologije pohrane energije u baterijama od ostalih energetskih tehnologija. U srcu sustava za pohranu energije u baterijama je baterija. Poput solarnih ćelija, njihovi materijali se s vremenom degradiraju, smanjujući performanse. Solarne ćelije gube izlaznu snagu i učinkovitost, dok degradacija baterije rezultira gubitkom kapaciteta pohrane energije.Dok solarni sustavi mogu trajati 20-25 godina, sustavi za pohranu energije u baterijama obično traju samo 10 do 15 godina.
Za svaki projekt treba uzeti u obzir zamjenu i troškove zamjene. Potencijal za zamjenu ovisi o propusnosti projekta i uvjetima povezanim s njegovim radom.
Četiri glavna faktora koja dovode do smanjenja performansi baterije su?
- Radna temperatura baterije
- Struja baterije
- Prosječno stanje napunjenosti baterije (SOC)
- 'Oscilacija' prosječnog stanja napunjenosti baterije (SOC), tj. interval prosječnog stanja napunjenosti baterije (SOC) u kojem se baterija nalazi većinu vremena. Treći i četvrti faktor su povezani.
Postoje dvije strategije za upravljanje vijekom trajanja baterije u projektu.Prva strategija je smanjenje veličine baterije ako je projekt podržan prihodima i smanjenje planiranih budućih troškova zamjene. Na mnogim tržištima, planirani prihodi mogu pokriti buduće troškove zamjene. Općenito, buduća smanjenja troškova komponenti moraju se uzeti u obzir pri procjeni budućih troškova zamjene, što je u skladu s tržišnim iskustvom u posljednjih 10 godina. Druga strategija je povećanje veličine baterije kako bi se smanjila njezina ukupna struja (ili C-brzina, jednostavno definirana kao punjenje ili pražnjenje po satu) primjenom paralelnih ćelija. Niže struje punjenja i pražnjenja obično proizvode niže temperature jer baterija stvara toplinu tijekom punjenja i pražnjenja. Ako postoji višak energije u sustavu za pohranu baterije i koristi se manje energije, količina punjenja i pražnjenja baterije će se smanjiti, a njezin vijek trajanja produžiti.
Punjenje/pražnjenje baterije je ključni pojam.Automobilska industrija obično koristi 'cikluse' kao mjeru vijeka trajanja baterije. U stacionarnim primjenama za pohranu energije, baterije će vjerojatnije biti djelomično ciklirane, što znači da mogu biti djelomično napunjene ili djelomično ispražnjene, pri čemu je svako punjenje i pražnjenje nedovoljno.
Dostupna energija baterije.Primjene sustava za pohranu energije mogu se ciklički mijenjati rjeđe od jednom dnevno i, ovisno o primjeni na tržištu, mogu premašiti ovu metriku. Stoga bi osoblje trebalo odrediti vijek trajanja baterije procjenom propusnosti baterije.
Vijek trajanja i provjera uređaja za pohranu energije
Ispitivanje uređaja za pohranu energije sastoji se od dva glavna područja.Prvo, testiranje baterijskih ćelija ključno je za procjenu vijeka trajanja sustava za pohranu energije u baterijama.Testiranje baterijskih ćelija otkriva njihove snage i slabosti te pomaže operaterima da shvate kako bi baterije trebale biti integrirane u sustav za pohranu energije i je li ta integracija prikladna.
Serijske i paralelne konfiguracije baterijskih ćelija pomažu u razumijevanju kako baterijski sustav funkcionira i kako je dizajniran.Serijski spojene baterijske ćelije omogućuju slaganje napona baterija, što znači da je napon sustava baterijskog sustava s više serijski spojenih baterijskih ćelija jednak naponu pojedinačne baterijske ćelije pomnoženom s brojem ćelija. Serijski spojene baterije nude cjenovne prednosti, ali imaju i neke nedostatke. Kada su baterije spojene serijski, pojedinačne ćelije povlače istu struju kao i baterijski sklop. Na primjer, ako jedna ćelija ima maksimalni napon od 1 V i maksimalnu struju od 1 A, tada 10 ćelija u seriji ima maksimalni napon od 10 V, ali i dalje imaju maksimalnu struju od 1 A, za ukupnu snagu od 10 V * 1 A = 10 W. Kada su spojene serijski, baterijski sustav suočava se s izazovom praćenja napona. Praćenje napona može se provoditi na serijski spojenim baterijskim sklopovima kako bi se smanjili troškovi, ali je teško otkriti oštećenje ili smanjenje kapaciteta pojedinačnih ćelija.
S druge strane, paralelne baterije omogućuju slaganje struje, što znači da je napon paralelnog baterijskog paketa jednak naponu pojedinačne ćelije, a struja sustava jednaka je struji pojedinačne ćelije pomnoženoj s brojem ćelija u paralelnom spoju. Na primjer, ako se koristi ista baterija od 1 V i 1 A, dvije baterije mogu se spojiti paralelno, što će prepoloviti struju, a zatim se 10 parova paralelnih baterija može spojiti serijski kako bi se postiglo 10 V pri naponu od 1 V i struji od 1 A, ali to je češće u paralelnoj konfiguraciji.
Ova razlika između serijskog i paralelnog načina spajanja baterija važna je pri razmatranju jamstava za kapacitet baterije ili jamstvenih politika. Sljedeći čimbenici slijede hijerarhiju i u konačnici utječu na vijek trajanja baterije:tržišne značajke ➜ ponašanje punjenja/pražnjenja ➜ ograničenja sustava ➜ serijska i paralelna arhitektura baterija.Stoga, nazivni kapacitet baterije nije pokazatelj da u sustavu za pohranu baterije može doći do prekomjernog punjenja. Prisutnost prekomjernog punjenja važna je za jamstvo baterije, jer određuje struju i temperaturu baterije (temperaturu zadržavanja ćelije u rasponu napunjenosti), dok će svakodnevni rad odrediti vijek trajanja baterije.
Ispitivanje sustava je dodatak ispitivanju baterijskih ćelija i često je primjenjivije na projektne zahtjeve koji pokazuju ispravan rad baterijskog sustava.
Kako bi ispunili ugovor, proizvođači baterija za pohranu energije obično razvijaju tvorničke ili terenske protokole ispitivanja puštanja u pogon kako bi provjerili funkcionalnost sustava i podsustava, ali možda ne rješavaju rizik od performansi baterijskog sustava koji premašuju vijek trajanja baterije. Uobičajena rasprava o puštanju u pogon na terenu su uvjeti ispitivanja kapaciteta i jesu li oni relevantni za primjenu baterijskog sustava.
Važnost testiranja baterija
Nakon što DNV GL testira bateriju, podaci se uključuju u godišnju tablicu rezultata performansi baterije, koja pruža neovisne podatke za kupce baterijskih sustava. Tablica rezultata pokazuje kako baterija reagira na četiri uvjeta primjene: temperaturu, struju, prosječno stanje napunjenosti (SOC) i fluktuacije prosječnog stanja napunjenosti (SOC).
Test uspoređuje performanse baterije s njezinom serijsko-paralelnom konfiguracijom, ograničenjima sustava, ponašanjem punjenja/pražnjenja na tržištu i funkcionalnošću na tržištu. Ova jedinstvena usluga neovisno provjerava jesu li proizvođači baterija odgovorni i ispravno procjenjuju svoja jamstva kako bi vlasnici baterijskih sustava mogli napraviti informiranu procjenu svoje izloženosti tehničkom riziku.
Odabir dobavljača opreme za skladištenje energije
Kako bi se ostvarila vizija skladištenja energije u baterijama,odabir dobavljača je ključan– stoga je suradnja s pouzdanim tehničkim stručnjacima koji razumiju sve aspekte izazova i prilika na razini komunalnih usluga najbolji recept za uspjeh projekta. Odabir dobavljača sustava za pohranu baterija trebao bi osigurati da sustav zadovoljava međunarodne standarde certifikacije. Na primjer, sustavi za pohranu baterija testirani su u skladu s UL9450A, a izvješća o ispitivanju dostupna su za pregled. Svi ostali zahtjevi specifični za lokaciju, kao što su dodatna detekcija i zaštita od požara ili ventilacija, možda neće biti uključeni u osnovni proizvod proizvođača i morat će biti označeni kao obvezni dodatak.
Ukratko, uređaji za pohranu energije komunalnih razmjera mogu se koristiti za pohranu električne energije i podršku rješenjima za napajanje na mjestima opterećenja, vršnu potražnju i povremene napojne sustave. Ovi se sustavi koriste u mnogim područjima gdje se sustavi fosilnih goriva i/ili tradicionalne nadogradnje smatraju neučinkovitima, nepraktičnima ili skupima. Mnogi čimbenici mogu utjecati na uspješan razvoj takvih projekata i njihovu financijsku održivost.
Važno je surađivati s pouzdanim proizvođačem baterija.BSLBATT Energy je vodeći pružatelj inteligentnih rješenja za pohranu energije u baterijama, koji projektira, proizvodi i isporučuje napredna inženjerska rješenja za specijalizirane primjene. Vizija tvrtke usmjerena je na pomaganje kupcima u rješavanju jedinstvenih energetskih problema koji utječu na njihovo poslovanje, a stručnost BSLBATT-a može pružiti potpuno prilagođena rješenja za ispunjavanje ciljeva kupaca.
Vrijeme objave: 28. kolovoza 2024.