Hvað ættir þú að vita þegar þú velur rafhlöðuorkugeymslutæki?

Árið 2024 hefur ört vaxandi alþjóðlegur markaður fyrir orkugeymslu leitt til smám saman viðurkenningar á mikilvægu gildi þess að...rafhlöðuorkugeymslukerfiá ýmsum mörkuðum, sérstaklega á sólarorkumarkaðinum, sem hefur smám saman orðið mikilvægur hluti af raforkunetinu. Vegna óreglulegrar eðlis sólarorku er framboð hennar óstöðugt og rafhlöðugeymslukerfi geta séð um tíðnistjórnun og þannig jafnað rekstur raforkunetsins á áhrifaríkan hátt. Í framtíðinni munu orkugeymslutæki gegna enn mikilvægara hlutverki við að veita hámarksafköst og fresta þörfinni fyrir kostnaðarsamar fjárfestingar í dreifingar-, flutnings- og framleiðsluaðstöðu.

Kostnaður við sólarorku- og rafhlöðugeymslukerfi hefur lækkað verulega á síðasta áratug. Á mörgum mörkuðum eru notkun endurnýjanlegrar orku smám saman að grafa undan samkeppnishæfni hefðbundinnar jarðefnaeldsneytis- og kjarnorkuframleiðslu. Þótt áður hafi almennt verið talið að framleiðsla endurnýjanlegrar orku væri of kostnaðarsöm, er kostnaður ákveðinna jarðefnaeldsneytisorkugjafa í dag mun hærri en kostnaður við framleiðslu endurnýjanlegrar orku.

Að auki,Samsetning sólarorku og geymsluaðstöðu getur veitt rafmagn til raforkukerfisinsog koma í staðinn fyrir jarðgasorkuver. Þar sem fjárfestingarkostnaður sólarorkuvera hefur lækkað verulega og enginn eldsneytiskostnaður hefur myndast allan líftíma þeirra, er samsetningin þegar að veita orku á lægra verði en hefðbundnar orkugjafar. Þegar sólarorkuver eru sameinuð rafhlöðugeymslukerfum er hægt að nota orku þeirra í tiltekinn tíma og hraður viðbragðstími rafhlöðunnar gerir verkefnum þeirra kleift að bregðast sveigjanlega við þörfum bæði afkastagetumarkaðarins og markaðarins fyrir aukaþjónustu.

Eins og er,Lithium-jón rafhlöður byggðar á litíum járnfosfat (LiFePO4) tækni eru ráðandi á markaði fyrir orkugeymslu.Þessar rafhlöður eru mikið notaðar vegna mikils öryggis, langs líftíma og stöðugrar hitauppstreymis. Þó að orkuþéttleiki þeirralitíum járnfosfat rafhlöðurer örlítið lægra en hjá öðrum gerðum litíumrafhlöðum, en þær hafa samt sem áður náð verulegum árangri með því að hámarka framleiðsluferla, bæta framleiðsluhagkvæmni og lækka kostnað. Gert er ráð fyrir að verð á litíumjárnfosfatrafhlöðum muni lækka enn frekar fyrir árið 2030, en samkeppnishæfni þeirra á orkugeymslumarkaði mun halda áfram að aukast.

Með hraðri vexti eftirspurnar eftir rafknúnum ökutækjum,orkugeymslukerfi fyrir heimili, C&I orkugeymslukerfiog stórfelld orkugeymslukerfi, þá gera kostir Li-FePO4 rafhlöðu hvað varðar kostnað, líftíma og öryggi þær að áreiðanlegum valkosti. Þó að orkuþéttleikamarkmið þeirra séu kannski ekki eins mikilvæg og hjá öðrum efnarafhlöðum, þá gefa kostir þeirra hvað varðar öryggi og endingu þeim stað í notkunartilvikum sem krefjast langtímaáreiðanleika.

Þættir sem þarf að hafa í huga við uppsetningu á rafhlöðuorkugeymslubúnaði

Það eru margir þættir sem þarf að hafa í huga þegar orkugeymslubúnaður er settur upp. Afl og endingartími rafhlöðuorkugeymslukerfisins fer eftir tilgangi þess í verkefninu. Tilgangur verkefnisins er ákvarðaður af efnahagslegu gildi þess. Efnahagslegt gildi þess fer eftir markaðnum sem orkugeymslukerfið tekur þátt í. Þessi markaður ræður að lokum hvernig rafhlaðan mun dreifa orku, hlaðast eða afhlaðast og hversu lengi hún mun endast. Þannig ræður afl og endingartími rafhlöðunnar ekki aðeins fjárfestingarkostnaði orkugeymslukerfisins, heldur einnig rekstrarlíftíma hans.

Ferlið við að hlaða og afhlaða orkugeymslukerfi rafhlöðu verður arðbært á sumum mörkuðum. Í öðrum tilfellum er aðeins kostnaður við hleðsluna krafist og kostnaðurinn við hleðsluna er kostnaðurinn við að reka orkugeymsluna. Magn og hraði hleðslu er ekki það sama og magn afhleðslunnar.

Til dæmis, í sólarorkugeymslum og rafhlöðuorkugeymslum á raforkuneti, eða í geymslukerfum á viðskiptavinahlið sem nota sólarorku, notar rafhlöðugeymslukerfið orku frá sólarorkuverinu til að eiga rétt á fjárfestingarskattfrádrætti (ITC). Til dæmis eru blæbrigði í hugtakinu „greiðslu-til-gjalds“ fyrir orkugeymslukerfi hjá svæðisbundnum flutningsfyrirtækjum (RTO). Í dæminu um fjárfestingarskattfrádrátt (ITC) eykur rafhlöðugeymslukerfið eigið fé verkefnisins og eykur þannig innri ávöxtun eigandans. Í PJM-dæminu greiðir rafhlöðugeymslukerfið fyrir hleðslu og afhleðslu, þannig að endurgreiðslubætur þess eru í réttu hlutfalli við rafmagnsafköst þess.

Það virðist óskynsamlegt að segja að afl og endingartími rafhlöðu ráði líftíma hennar. Fjölmargir þættir eins og afl, endingartími og endingartími gera rafhlöðugeymslutækni frábrugðin annarri orkutækni. Kjarninn í orkugeymslukerfi rafhlöðu er rafhlaðan. Eins og sólarsellur brotna efni þeirra niður með tímanum, sem dregur úr afköstum. Sólarsellur missa afköst og skilvirkni, en hnignun rafhlöðu leiðir til taps á orkugeymslugetu.Þó að sólarkerfi geti enst í 20-25 ár, þá endast rafhlöðugeymslukerfi yfirleitt aðeins í 10 til 15 ár.

Í öllum verkefnum ætti að taka tillit til endurnýjunar og endurnýjunarkostnaðar. Möguleikar á endurnýjun eru háðir afköstum verkefnisins og rekstrarskilyrðum þess.

Fjórir helstu þættirnir sem leiða til versnandi afkösts rafhlöðunnar eru?

• Rekstrarhiti rafhlöðu
• Rafhlaða straumur
• Meðalhleðslustaða rafhlöðu (SOC)
• „Sveiflur“ meðalhleðsluástands rafhlöðunnar (SOC), þ.e. tímabilið á milli meðalhleðsluástands rafhlöðunnar (SOC) sem rafhlaðan er í mestan hluta tímans. Þriðji og fjórði þættirnir tengjast.

Það eru tvær aðferðir til að stjórna rafhlöðulíftíma í verkefninu.Fyrsta stefnan er að minnka stærð rafhlöðunnar ef verkefnið nýtur tekna og að lækka áætlaðan framtíðarkostnað við endurnýjun. Á mörgum mörkuðum geta áætlaðar tekjur stutt framtíðarkostnað við endurnýjun. Almennt þarf að taka tillit til framtíðarlækkunar á íhlutum þegar framtíðarkostnaður við endurnýjun er áætlaður, sem er í samræmi við markaðsreynslu síðustu 10 ár. Önnur stefnan er að auka stærð rafhlöðunnar til að lágmarka heildarstraum hennar (eða C-hraði, einfaldlega skilgreindur sem hleðsla eða afhleðsla á klukkustund) með því að innleiða samsíða rafhlöður. Lægri hleðslu- og afhleðslustraumar hafa tilhneigingu til að leiða til lægri hitastigs þar sem rafhlaðan myndar hita við hleðslu og afhleðslu. Ef umframorka er í rafhlöðugeymslukerfinu og minni orka er notuð, mun magn hleðslu og afhleðslu rafhlöðunnar minnka og líftími hennar lengdur.

Hleðsla/afhleðsla rafhlöðu er lykilhugtak.Bílaiðnaðurinn notar yfirleitt „hringrásir“ sem mælikvarða á endingu rafhlöðu. Í kyrrstæðum orkugeymsluforritum eru rafhlöður líklegri til að vera að hluta til hlaðnar eða að hluta tæmdar, þar sem hver hleðsla og tæming er ófullnægjandi.

Tiltæk rafhlöðuorka.Orkugeymslukerfi geta verið í gangi sjaldnar en einu sinni á dag og, eftir því hvaða markaðsaðferð er notuð, geta þau farið fram úr þessum mælikvarða. Þess vegna ættu starfsmenn að ákvarða endingu rafhlöðunnar með því að meta afköst hennar.

Líftími og staðfesting orkugeymslutækja

Prófun á orkugeymslubúnaði samanstendur af tveimur meginsviðum.Í fyrsta lagi er prófun á rafhlöðufrumum mikilvæg til að meta endingartíma orkugeymslukerfis rafhlöðu.Prófun á rafhlöðufrumum leiðir í ljós styrkleika og veikleika rafhlöðufrumnanna og hjálpar rekstraraðilum að skilja hvernig rafhlöðurnar ættu að vera samþættar orkugeymslukerfinu og hvort þessi samþætting sé viðeigandi.

Rað- og samsíða stillingar rafhlöðufrumna hjálpa til við að skilja hvernig rafhlöðukerfi virkar og hvernig það er hannað.Rafhlöðufrumur sem eru tengdar í rað gera kleift að stafla rafhlöðuspennu, sem þýðir að kerfisspenna rafhlöðukerfis með mörgum raðtengdum rafhlöðufrumum er jöfn spennu einstakra rafhlöðufruma margfaldaða með fjölda frumna. Raðtengdar rafhlöðuarkitektúrar bjóða upp á kostnaðarhagkvæmni en hafa einnig nokkra ókosti. Þegar rafhlöður eru tengdar í rað draga einstakar frumur sama straum og rafhlöðupakkinn. Til dæmis, ef ein fruma hefur hámarksspennu upp á 1V og hámarksstraum upp á 1A, þá hafa 10 frumur í rað hámarksspennu upp á 10V, en þær hafa samt hámarksstraum upp á 1A, fyrir heildarafl upp á 10V * 1A = 10W. Þegar rafhlöðukerfið er tengt í rað stendur það frammi fyrir áskorun í spennueftirliti. Hægt er að framkvæma spennueftirlit á raðtengdum rafhlöðum til að draga úr kostnaði, en það er erfitt að greina skemmdir eða minnkun á afkastagetu einstakra frumna.

Hins vegar leyfa samsíða rafhlöður straumstöflun, sem þýðir að spenna samsíða rafhlöðupakkans er jöfn spennu einstakra frumna og straumur kerfisins er jafn straumi einstakra frumna margfaldaður með fjölda frumna sem eru samsíða. Til dæmis, ef sama 1V, 1A rafhlaðan er notuð, er hægt að tengja tvær rafhlöður samsíða, sem mun helminga strauminn, og þá er hægt að tengja 10 pör af samsíða rafhlöðum í röð til að ná 10V við 1V spennu og 1A straum, en þetta er algengara í samsíða stillingum.

Þessi munur á raðtengingu og samsíða tengingu rafhlöðu er mikilvægur þegar kemur að ábyrgðum á afkastagetu rafhlöðunnar eða ábyrgðarstefnu. Eftirfarandi þættir fara niður stigveldið og hafa að lokum áhrif á endingu rafhlöðunnar:markaðseiginleikar ➜ hleðslu-/afhleðsluhegðun ➜ kerfistakmarkanir ➜ rað- og samsíða arkitektúr rafhlöðu.Þess vegna er afkastageta rafhlöðunnar, sem er á nafnplötunni, ekki vísbending um að ofhleðslur geti verið til staðar í geymslukerfi rafhlöðunnar. Ofhleðslur eru mikilvægar fyrir ábyrgð rafhlöðunnar, þar sem þær ákvarða straum og hitastig rafhlöðunnar (dvalarhitastig rafhlöðunnar innan SOC-bilsins), en dagleg notkun ræður endingartíma rafhlöðunnar.

Kerfisprófun er viðbót við prófanir á rafhlöðufrumum og er oft frekar viðeigandi fyrir verkefniskröfur sem sýna fram á rétta virkni rafhlöðukerfisins.

Til að uppfylla samning þróa framleiðendur orkugeymslurafhlöður yfirleitt prófunarreglur fyrir gangsetningu í verksmiðju eða á vettvangi til að staðfesta virkni kerfa og undirkerfa, en taka ekki endilega á þeirri áhættu að afköst rafhlöðukerfa fari fram úr endingartíma rafhlöðunnar. Algeng umræða um gangsetningu á vettvangi er hvort skilyrði fyrir afkastagetu séu viðeigandi fyrir notkun rafhlöðukerfisins.

Mikilvægi rafhlöðuprófunar

Eftir að DNV GL hefur prófað rafhlöðu eru gögnin færð inn í árlegan árangursmatslista fyrir rafhlöður, sem veitir kaupendum rafhlöðukerfa óháð gögn. Matslistinn sýnir hvernig rafhlaðan bregst við fjórum notkunarskilyrðum: hitastigi, straumi, meðalhleðsluástandi (SOC) og sveiflum í meðalhleðsluástandi (SOC).

Prófunin ber saman afköst rafhlöðunnar við raðtengda/samsíða stillingu hennar, takmarkanir kerfisins, markaðshleðslu-/afhleðsluhegðun og markaðsvirkni. Þessi einstaka þjónusta staðfestir óháð því að rafhlöðuframleiðendur beri ábyrgð og meti ábyrgðir sínar rétt svo að eigendur rafhlöðukerfa geti metið tæknilega áhættu sína upplýst.

Val á birgja orkugeymslubúnaðar

Til að láta framtíðarsýn rafhlöðugeymslu verða að veruleika,Val á birgja er mikilvægt– þannig að það að vinna með traustum tæknifræðingum sem skilja alla þætti áskorana og tækifæra á stórum skala veitna er besta uppskriftin að velgengni verkefna. Val á birgja rafhlöðugeymslukerfa ætti að tryggja að kerfið uppfylli alþjóðlega vottunarstaðla. Til dæmis hafa rafhlöðugeymslukerfi verið prófuð í samræmi við UL9450A og prófunarskýrslur eru tiltækar til skoðunar. Allar aðrar staðbundnar kröfur, svo sem viðbótar brunaskynjun og vörn eða loftræsting, eru hugsanlega ekki innifaldar í grunnvöru framleiðandans og þarf að merkja þær sem nauðsynleg viðbót.

Í stuttu máli má segja að orkugeymslur á stórum skala geti verið notaðar til að geyma raforku og styðja við orkusparnað, hámarksþörf og óreglulegar lausnir. Þessi kerfi eru notuð á mörgum sviðum þar sem jarðefnaeldsneytiskerfi og/eða hefðbundnar uppfærslur eru taldar óhagkvæmar, óframkvæmanlegar eða kostnaðarsamar. Margir þættir geta haft áhrif á farsæla þróun slíkra verkefna og fjárhagslega hagkvæmni þeirra.

Það er mikilvægt að vinna með áreiðanlegum framleiðanda rafhlöðugeymslu.BSLBATT Energy er leiðandi framleiðandi á snjöllum lausnum fyrir rafhlöðugeymslur og hannar, framleiðir og afhendir háþróaðar verkfræðilausnir fyrir sérhæfð notkunarsvið. Sýn fyrirtækisins beinist að því að hjálpa viðskiptavinum að leysa einstök orkumál sem hafa áhrif á viðskipti þeirra og sérþekking BSLBATT getur veitt fullkomlega sérsniðnar lausnir til að uppfylla markmið viðskiptavina.