Tegen 2024 heeft de bloeiende mondiale markt voor energieopslag geleid tot de geleidelijke erkenning van de cruciale waarde vanbatterij-energieopslagsystemenIn diverse markten, met name de markt voor zonne-energie, die geleidelijk een belangrijk onderdeel van het elektriciteitsnet is geworden. Door het intermitterende karakter van zonne-energie is de levering ervan onstabiel, en batterij-energieopslagsystemen kunnen frequentieregeling bieden, waardoor de werking van het elektriciteitsnet effectief in balans wordt gebracht. In de toekomst zullen energieopslagsystemen een nog belangrijkere rol spelen bij het leveren van piekcapaciteit en het uitstellen van de noodzaak van kostbare investeringen in distributie-, transmissie- en opwekkingsfaciliteiten.
De kosten van zonne-energie en batterij-energieopslagsystemen zijn de afgelopen tien jaar drastisch gedaald. In veel markten ondermijnen toepassingen van hernieuwbare energie geleidelijk de concurrentiepositie van traditionele fossiele en kernenergieopwekking. Waar men vroeger algemeen geloofde dat hernieuwbare energieopwekking te duur was, liggen de kosten van bepaalde fossiele energiebronnen tegenwoordig veel hoger dan die van hernieuwbare energieopwekking.
Aanvullend,een combinatie van zonne-energie en opslagfaciliteiten kan stroom leveren aan het net, waarmee de rol van aardgasgestookte elektriciteitscentrales wordt vervangen. Doordat de investeringskosten voor zonne-energiecentrales aanzienlijk zijn verlaagd en er gedurende hun hele levenscyclus geen brandstofkosten zijn, levert de combinatie nu al energie tegen lagere kosten dan traditionele energiebronnen. Wanneer zonne-energiecentrales worden gecombineerd met batterijopslagsystemen, kan hun stroom gedurende specifieke perioden worden gebruikt. De snelle reactietijd van de batterijen stelt projecten in staat flexibel in te spelen op de behoeften van zowel de capaciteitsmarkt als de markt voor ondersteunende diensten.
Momenteel,Lithium-ionbatterijen op basis van lithium-ijzerfosfaat (LiFePO4)-technologie domineren de markt voor energieopslag.Deze batterijen worden veel gebruikt vanwege hun hoge veiligheid, lange levensduur en stabiele thermische prestaties. Hoewel de energiedichtheid vanlithium-ijzerfosfaatbatterijenHoewel de prijs iets lager ligt dan die van andere soorten lithiumbatterijen, hebben ze toch aanzienlijke vooruitgang geboekt door productieprocessen te optimaliseren, de productie-efficiëntie te verbeteren en de kosten te verlagen. Verwacht wordt dat de prijs van lithium-ijzerfosfaatbatterijen tegen 2030 verder zal dalen, terwijl hun concurrentievermogen op de markt voor energieopslag zal blijven toenemen.
Met de snelle groei van de vraag naar elektrische voertuigen,residentieel energieopslagsysteem, C&I energieopslagsysteemen grootschalige energieopslagsystemen, maken de voordelen van Li-FePO4-batterijen op het gebied van kosten, levensduur en veiligheid ze tot een betrouwbare optie. Hoewel de energiedichtheidsdoelen mogelijk niet zo belangrijk zijn als die van andere chemische batterijen, maken de voordelen op het gebied van veiligheid en levensduur ze geschikt voor toepassingsscenario's die betrouwbaarheid op lange termijn vereisen.
Factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij de inzet van batterij-energieopslagapparatuur
Er zijn veel factoren waarmee rekening moet worden gehouden bij de implementatie van energieopslagapparatuur. Het vermogen en de gebruiksduur van het batterij-energieopslagsysteem zijn afhankelijk van het doel ervan binnen het project. Het doel van het project wordt bepaald door de economische waarde ervan. De economische waarde ervan hangt af van de markt waarin het energieopslagsysteem actief is. Deze markt bepaalt uiteindelijk hoe de batterij energie zal verdelen, laden of ontladen, en hoe lang deze meegaat. Het vermogen en de gebruiksduur van de batterij bepalen dus niet alleen de investeringskosten van het energieopslagsysteem, maar ook de operationele levensduur.
Het laden en ontladen van een batterij-energieopslagsysteem kan in sommige markten winstgevend zijn. In andere gevallen zijn alleen de kosten van het opladen vereist, en zijn de kosten van het opladen de kosten van de energieopslag. De hoeveelheid en snelheid van het opladen zijn niet hetzelfde als de hoeveelheid van het ontladen.
Bijvoorbeeld, in netschaalse zonne-energie- en batterijopslaginstallaties, of in client-side opslagsystemen die zonne-energie gebruiken, gebruikt het batterijopslagsysteem stroom van de zonne-energiecentrale om in aanmerking te komen voor investeringsbelastingkredieten (ITC's). Zo zijn er nuances in het concept van pay-to-charge voor energieopslagsystemen bij Regionale Transmissie Organisaties (RTO's). In het voorbeeld van de investeringsbelastingkredieten (ITC) verhoogt het batterijopslagsysteem de eigenwaarde van het project, waardoor het interne rendement van de eigenaar toeneemt. In het PJM-voorbeeld betaalt het batterijopslagsysteem voor het laden en ontladen, waardoor de terugverdientijd evenredig is met de elektrische doorvoer.
Het lijkt tegenstrijdig om te stellen dat het vermogen en de gebruiksduur van een batterij de levensduur bepalen. Een aantal factoren, zoals vermogen, gebruiksduur en levensduur, onderscheiden batterijopslagtechnologieën van andere energietechnologieën. De kern van een batterij-energieopslagsysteem is de batterij. Net als zonnecellen degraderen hun materialen na verloop van tijd, waardoor de prestaties afnemen. Zonnecellen verliezen vermogen en efficiëntie, terwijl degradatie van de batterij leidt tot verlies van energieopslagcapaciteit.Terwijl zonne-energiesystemen 20 tot 25 jaar mee kunnen gaan, gaan batterijopslagsystemen doorgaans slechts 10 tot 15 jaar mee.
Vervanging en vervangingskosten moeten bij elk project in overweging worden genomen. De kans op vervanging hangt af van de doorlooptijd van het project en de operationele omstandigheden.
Wat zijn de vier belangrijkste factoren die leiden tot een afname van de batterijprestaties?
- Bedrijfstemperatuur van de batterij
- Batterijstroom
- Gemiddelde laadtoestand van de batterij (SOC)
- De 'oscillatie' van de gemiddelde laadtoestand (SOC) van de batterij, d.w.z. het interval van de gemiddelde laadtoestand (SOC) waarin de batterij zich het grootste deel van de tijd bevindt. De derde en vierde factor hangen samen.
Er zijn twee strategieën voor het beheren van de batterijduur in het project.De eerste strategie is om de batterij te verkleinen als het project wordt ondersteund door inkomsten en om de geplande toekomstige vervangingskosten te verlagen. In veel markten kunnen geplande inkomsten toekomstige vervangingskosten dekken. Over het algemeen moeten toekomstige kostenbesparingen op componenten in aanmerking worden genomen bij het schatten van toekomstige vervangingskosten, wat consistent is met de marktervaring van de afgelopen 10 jaar. De tweede strategie is om de batterij te vergroten om de totale stroomsterkte (of C-rate, eenvoudigweg gedefinieerd als het laden of ontladen per uur) te minimaliseren door parallelle cellen te implementeren. Lagere laad- en ontlaadstromen produceren doorgaans lagere temperaturen, omdat de batterij warmte genereert tijdens het laden en ontladen. Als er overtollige energie in het batterijopslagsysteem zit en er minder energie wordt verbruikt, zal de hoeveelheid laden en ontladen van de batterij worden verminderd en de levensduur ervan worden verlengd.
Het opladen/ontladen van een batterij is een sleutelbegrip.De auto-industrie gebruikt doorgaans 'cycli' als maatstaf voor de levensduur van batterijen. Bij stationaire energieopslagtoepassingen worden batterijen vaker gedeeltelijk geladen of ontladen, wat betekent dat ze gedeeltelijk geladen of ontladen kunnen zijn, waarbij elke lading en ontlading onvoldoende is.
Beschikbare batterij-energie.Toepassingen van energieopslagsystemen kunnen minder dan één keer per dag worden gebruikt en, afhankelijk van de markttoepassing, kan dit aantal worden overschreden. Daarom moeten medewerkers de batterijlevensduur bepalen door de batterijdoorvoer te beoordelen.
Levensduur en verificatie van energieopslagapparaten
Het testen van energieopslagapparaten bestaat uit twee hoofdgebieden.Ten eerste is het testen van batterijcellen van cruciaal belang om de levensduur van een batterij-energieopslagsysteem te beoordelen.Door batterijcellen te testen, worden de sterke en zwakke punten van de batterijcellen blootgelegd. Op basis hiervan krijgen exploitanten inzicht in hoe de batterijen in het energieopslagsysteem moeten worden geïntegreerd en of deze integratie wel geschikt is.
Serie- en parallelconfiguraties van batterijcellen helpen inzicht te krijgen in hoe een batterijsysteem werkt en hoe het is ontworpen.In serie geschakelde batterijcellen maken stapeling van batterijspanningen mogelijk, wat betekent dat de systeemspanning van een batterijsysteem met meerdere in serie geschakelde batterijcellen gelijk is aan de spanning van de individuele batterijcel vermenigvuldigd met het aantal cellen. Seriegeschakelde batterijarchitecturen bieden kostenvoordelen, maar hebben ook enkele nadelen. Wanneer batterijen in serie worden geschakeld, verbruiken de individuele cellen dezelfde stroom als het batterijpakket. Als één cel bijvoorbeeld een maximale spanning van 1 V en een maximale stroom van 1 A heeft, dan hebben 10 cellen in serie een maximale spanning van 10 V, maar ze hebben nog steeds een maximale stroom van 1 A, voor een totaal vermogen van 10 V * 1 A = 10 W. Bij serieschakeling staat het batterijsysteem voor een uitdaging op het gebied van spanningsbewaking. Spanningsbewaking kan worden uitgevoerd op in serie geschakelde batterijpakketten om kosten te besparen, maar het is moeilijk om schade of capaciteitsvermindering van individuele cellen te detecteren.
Parallelle batterijen maken daarentegen stroomstapeling mogelijk, wat betekent dat de spanning van het parallelle batterijpakket gelijk is aan de spanning van de individuele cellen en de systeemstroom gelijk is aan de stroom van de individuele cellen vermenigvuldigd met het aantal parallel geschakelde cellen. Als bijvoorbeeld dezelfde 1V, 1A batterij wordt gebruikt, kunnen twee batterijen parallel worden geschakeld, waardoor de stroom wordt gehalveerd. Vervolgens kunnen 10 paren parallelle batterijen in serie worden geschakeld om 10V te bereiken bij een spanning van 1V en een stroom van 1A. Dit komt echter vaker voor in een parallelle configuratie.
Dit verschil tussen serie- en parallelle methoden voor het aansluiten van batterijen is belangrijk bij het overwegen van garanties of garantievoorwaarden voor de batterijcapaciteit. De volgende factoren worden in de hiërarchie weergegeven en beïnvloeden uiteindelijk de levensduur van de batterij:marktkenmerken ➜ laad-/ontlaadgedrag ➜ systeembeperkingen ➜ serie- en parallelarchitectuur van batterijen.De capaciteit op het batterijlabel is daarom geen indicatie dat er mogelijk sprake is van overbelasting in het batterijopslagsysteem. De aanwezigheid van overbelasting is belangrijk voor de batterijgarantie, omdat dit de batterijstroom en -temperatuur (celtemperatuur binnen het SOC-bereik) bepaalt, terwijl de dagelijkse werking de levensduur van de batterij bepaalt.
Systeemtesten vormen een aanvulling op het testen van batterijcellen en zijn vaak beter toepasbaar op projectvereisten die de juiste werking van het batterijsysteem moeten aantonen.
Om aan een contract te voldoen, ontwikkelen fabrikanten van energieopslagbatterijen doorgaans testprotocollen voor inbedrijfstelling in de fabriek of in het veld om de functionaliteit van het systeem en subsysteem te verifiëren. Hierbij wordt mogelijk geen rekening gehouden met het risico dat de prestaties van het batterijsysteem de levensduur van de batterij overschrijden. Een veelvoorkomende discussie over inbedrijfstelling in het veld betreft de condities voor capaciteitstests en de relevantie ervan voor de toepassing van het batterijsysteem.
Het belang van batterijtesten
Nadat DNV GL een batterij heeft getest, worden de gegevens verwerkt in een jaarlijkse scorekaart voor batterijprestaties, die onafhankelijke gegevens biedt aan kopers van batterijsystemen. De scorekaart laat zien hoe de batterij reageert op vier toepassingsomstandigheden: temperatuur, stroomsterkte, gemiddelde laadtoestand (SOC) en schommelingen in de gemiddelde laadtoestand (SOC).
De test vergelijkt de prestaties van batterijen met de serie-parallelconfiguratie, systeembeperkingen, laad-/ontlaadgedrag en functionaliteit op de markt. Deze unieke service verifieert onafhankelijk of batterijfabrikanten verantwoordelijk zijn en hun garanties correct beoordelen, zodat eigenaren van batterijsystemen een weloverwogen beoordeling kunnen maken van hun blootstelling aan technische risico's.
Selectie van leveranciers van energieopslagapparatuur
Om de visie op batterijopslag te realiseren,Leveranciersselectie is cruciaal– dus samenwerken met betrouwbare technische experts die alle aspecten van uitdagingen en kansen op nutsbedrijfschaal begrijpen, is de beste formule voor projectsucces. Bij het selecteren van een leverancier van batterijopslagsystemen moet ervoor worden gezorgd dat het systeem voldoet aan internationale certificeringsnormen. Batterijopslagsystemen zijn bijvoorbeeld getest volgens UL9450A en testrapporten zijn beschikbaar ter inzage. Andere locatiespecifieke vereisten, zoals extra branddetectie en -beveiliging of ventilatie, zijn mogelijk niet opgenomen in het basisproduct van de fabrikant en moeten als vereiste toevoeging worden aangemerkt.
Kortom, energieopslagsystemen op nutsbedrijfschaal kunnen worden gebruikt om elektrische energie op te slaan en oplossingen te bieden voor point-of-load, piekvraag en intermitterende stroomvoorziening. Deze systemen worden gebruikt in veel gebieden waar fossiele brandstofsystemen en/of traditionele upgrades als inefficiënt, onpraktisch of duur worden beschouwd. Veel factoren kunnen van invloed zijn op de succesvolle ontwikkeling van dergelijke projecten en hun financiële haalbaarheid.
Het is belangrijk om samen te werken met een betrouwbare fabrikant van batterijopslag.BSLBATT Energy is een toonaangevende leverancier van intelligente batterijopslagoplossingen die geavanceerde technische oplossingen voor specialistische toepassingen ontwerpt, produceert en levert. De visie van het bedrijf is gericht op het helpen van klanten bij het oplossen van de unieke energieproblemen die hun bedrijf beïnvloeden. De expertise van BSLBATT kan volledig op maat gemaakte oplossingen bieden om aan de doelstellingen van de klant te voldoen.
Plaatsingstijd: 28-08-2024