Până în 2024, piața globală de stocare a energiei, aflată în plină expansiune, a dus la recunoașterea treptată a valorii critice asisteme de stocare a energiei din bateriipe diverse piețe, în special pe piața energiei solare, care a devenit treptat o parte importantă a rețelei. Datorită naturii intermitente a energiei solare, furnizarea acesteia este instabilă, iar sistemele de stocare a energiei prin baterii sunt capabile să asigure reglarea frecvenței, echilibrând astfel eficient funcționarea rețelei. În viitor, dispozitivele de stocare a energiei vor juca un rol și mai important în furnizarea capacității de vârf și în amânarea necesității unor investiții costisitoare în instalațiile de distribuție, transport și generare.
Costul sistemelor de stocare a energiei solare și a bateriilor a scăzut dramatic în ultimul deceniu. Pe multe piețe, aplicațiile energiei regenerabile subminează treptat competitivitatea generării tradiționale de energie fosilă și nucleară. În timp ce odinioară se credea pe scară largă că generarea de energie regenerabilă este prea costisitoare, astăzi costul anumitor surse de energie fosilă este mult mai mare decât costul generării de energie regenerabilă.
În plus,O combinație de instalații solare + de stocare poate furniza energie rețelei, înlocuind rolul centralelor electrice pe gaze naturale. Având în vedere că costurile de investiții pentru instalațiile de energie solară sunt reduse semnificativ și că nu există costuri cu combustibilul pe tot parcursul ciclului lor de viață, această combinație furnizează deja energie la un cost mai mic decât sursele tradiționale de energie. Atunci când instalațiile de energie solară sunt combinate cu sisteme de stocare în baterii, energia lor poate fi utilizată pentru perioade specifice de timp, iar timpul de răspuns rapid al bateriilor permite proiectelor lor să răspundă flexibil nevoilor atât ale pieței de capacitate, cât și ale pieței de servicii auxiliare.
În prezent,Bateriile litiu-ion bazate pe tehnologia litiu-fier fosfat (LiFePO4) domină piața stocării energiei.Aceste baterii sunt utilizate pe scară largă datorită siguranței lor ridicate, duratei lungi de viață și performanței termice stabile. Deși densitatea energetică abaterii cu litiu-fosfat de fiereste puțin mai mic decât cel al altor tipuri de baterii cu litiu, acestea au înregistrat totuși progrese semnificative prin optimizarea proceselor de producție, îmbunătățirea eficienței de fabricație și reducerea costurilor. Se preconizează că până în 2030, prețul bateriilor cu fosfat de litiu-fier va scădea în continuare, în timp ce competitivitatea lor pe piața stocării energiei va continua să crească.
Odată cu creșterea rapidă a cererii de vehicule electrice,sistem rezidențial de stocare a energiei, Sistem de stocare a energiei C&Iși sistemele de stocare a energiei la scară largă, avantajele bateriilor Li-FePO4 în ceea ce privește costul, durata de viață și siguranța le fac o opțiune fiabilă. Deși obiectivele sale privind densitatea energetică pot să nu fie la fel de semnificative ca cele ale altor baterii chimice, avantajele sale în materie de siguranță și longevitate le conferă un loc în scenariile de aplicații care necesită fiabilitate pe termen lung.
Factori de luat în considerare la implementarea echipamentelor de stocare a energiei în baterii
Există mulți factori de luat în considerare la implementarea echipamentelor de stocare a energiei. Puterea și durata sistemului de stocare a energiei în baterii depind de scopul său în cadrul proiectului. Scopul proiectului este determinat de valoarea sa economică. Valoarea sa economică depinde de piața la care participă sistemul de stocare a energiei. Această piață determină, în cele din urmă, modul în care bateria va distribui energia, se va încărca sau descărca și cât timp va rezista. Așadar, puterea și durata bateriei nu numai că determină costul investiției sistemului de stocare a energiei, ci și durata de viață operațională.
Procesul de încărcare și descărcare a unui sistem de stocare a energiei bateriei va fi profitabil pe unele piețe. În alte cazuri, este necesar doar costul încărcării, iar costul încărcării este costul desfășurării activității de stocare a energiei. Cantitatea și rata de încărcare nu sunt aceleași cu cantitatea de descărcare.
De exemplu, în instalațiile de stocare a energiei solare + baterii la scară de rețea sau în aplicațiile sistemelor de stocare la nivelul clientului care utilizează energia solară, sistemul de stocare a bateriilor utilizează energia de la instalația de generare a energiei solare pentru a se califica pentru credite fiscale pentru investiții (ITC). De exemplu, există nuanțe ale conceptului de plată pentru încărcare pentru sistemele de stocare a energiei în cadrul Organizațiilor Regionale de Transport (RTO). În exemplul creditului fiscal pentru investiții (ITC), sistemul de stocare a bateriilor crește valoarea capitalului propriu al proiectului, crescând astfel rata internă de rentabilitate a proprietarului. În exemplul PJM, sistemul de stocare a bateriilor plătește pentru încărcare și descărcare, astfel încât compensația de amortizare este proporțională cu debitul său electric.
Pare contraintuitiv să spunem că puterea și durata unei baterii îi determină durata de viață. O serie de factori precum puterea, durata și durata de viață fac ca tehnologiile de stocare a energiei în baterii să fie diferite de alte tehnologii energetice. În centrul unui sistem de stocare a energiei în baterii se află bateria. La fel ca celulele solare, materialele lor se degradează în timp, reducând performanța. Celulele solare pierd din putere și eficiență, în timp ce degradarea bateriei duce la pierderea capacității de stocare a energiei.În timp ce sistemele solare pot dura 20-25 de ani, sistemele de stocare a energiei prin baterii durează de obicei doar 10 până la 15 ani.
Înlocuirea și costurile de înlocuire ar trebui luate în considerare pentru orice proiect. Potențialul de înlocuire depinde de randamentul proiectului și de condițiile asociate cu funcționarea acestuia.
Cei patru factori principali care duc la o scădere a performanței bateriei sunt?
- Temperatura de funcționare a bateriei
- Curentul bateriei
- Starea medie de încărcare a bateriei (SOC)
- „Oscilația” stării medii de încărcare a bateriei (SOC), adică intervalul stării medii de încărcare a bateriei (SOC) în care se află bateria în cea mai mare parte a timpului. Al treilea și al patrulea factor sunt corelați.
Există două strategii pentru gestionarea duratei de viață a bateriei în cadrul proiectului.Prima strategie constă în reducerea dimensiunii bateriei dacă proiectul este susținut din venituri și în reducerea costurilor viitoare planificate de înlocuire. Pe multe piețe, veniturile planificate pot susține costurile viitoare de înlocuire. În general, reducerile viitoare ale costurilor componentelor trebuie luate în considerare la estimarea costurilor viitoare de înlocuire, ceea ce este în concordanță cu experiența pieței din ultimii 10 ani. A doua strategie constă în creșterea dimensiunii bateriei pentru a minimiza curentul total (sau rata C, definită pur și simplu ca încărcare sau descărcare pe oră) prin implementarea unor celule paralele. Curenții de încărcare și descărcare mai mici tind să producă temperaturi mai scăzute, deoarece bateria generează căldură în timpul încărcării și descărcării. Dacă există un exces de energie în sistemul de stocare a bateriei și se utilizează mai puțină energie, cantitatea de încărcare și descărcare a bateriei va fi redusă, iar durata de viață a acesteia va fi prelungită.
Încărcarea/descărcarea bateriei este un termen cheie.Industria auto folosește de obicei „ciclurile” ca măsură a duratei de viață a bateriei. În aplicațiile staționare de stocare a energiei, bateriile sunt mai predispuse la cicluri parțiale, ceea ce înseamnă că pot fi parțial încărcate sau parțial descărcate, fiecare încărcare și descărcare fiind insuficientă.
Energie disponibilă a bateriei.Aplicațiile sistemelor de stocare a energiei pot avea cicluri de funcționare mai mici de o dată pe zi și, în funcție de aplicația de piață, pot depăși această valoare. Prin urmare, personalul ar trebui să determine durata de viață a bateriei prin evaluarea debitului bateriei.
Durata de viață și verificarea dispozitivului de stocare a energiei
Testarea dispozitivelor de stocare a energiei constă în două domenii principale.În primul rând, testarea celulelor bateriei este esențială pentru evaluarea duratei de viață a unui sistem de stocare a energiei bateriei.Testarea celulelor bateriei dezvăluie punctele forte și punctele slabe ale celulelor bateriei și îi ajută pe operatori să înțeleagă cum ar trebui integrate bateriile în sistemul de stocare a energiei și dacă această integrare este adecvată.
Configurațiile în serie și în paralel ale celulelor de baterie ajută la înțelegerea modului în care funcționează un sistem de baterii și cum este proiectat acesta.Celulele de baterie conectate în serie permit suprapunerea tensiunilor bateriei, ceea ce înseamnă că tensiunea sistemului unui sistem de baterii cu mai multe celule de baterie conectate în serie este egală cu tensiunea celulelor individuale ale bateriei înmulțită cu numărul de celule. Arhitecturile bateriilor conectate în serie oferă avantaje de cost, dar au și unele dezavantaje. Atunci când bateriile sunt conectate în serie, celulele individuale consumă același curent ca și pachetul de baterii. De exemplu, dacă o celulă are o tensiune maximă de 1V și un curent maxim de 1A, atunci 10 celule în serie au o tensiune maximă de 10V, dar tot au un curent maxim de 1A, pentru o putere totală de 10V * 1A = 10W. Când sunt conectate în serie, sistemul de baterii se confruntă cu o provocare de monitorizare a tensiunii. Monitorizarea tensiunii poate fi efectuată pe pachetele de baterii conectate în serie pentru a reduce costurile, dar este dificil să se detecteze deteriorarea sau degradarea capacității celulelor individuale.
Pe de altă parte, bateriile paralele permit suprapunerea curentului, ceea ce înseamnă că tensiunea pachetului de baterii paralel este egală cu tensiunea celulelor individuale, iar curentul sistemului este egal cu curentul celulelor individuale înmulțit cu numărul de celule în paralel. De exemplu, dacă se utilizează aceeași baterie de 1V, 1A, două baterii pot fi conectate în paralel, ceea ce va reduce curentul la jumătate, iar apoi 10 perechi de baterii paralele pot fi conectate în serie pentru a obține 10V la o tensiune de 1V și un curent de 1A, dar acest lucru este mai frecvent într-o configurație paralelă.
Această diferență dintre metodele de conectare a bateriei în serie și în paralel este importantă atunci când se iau în considerare garanțiile privind capacitatea bateriei sau politicile de garanție. Următorii factori se desfășoară în ierarhie și afectează în cele din urmă durata de viață a bateriei:caracteristici ale pieței ➜ comportamentul la încărcare/descărcare ➜ limitări ale sistemului ➜ arhitectura seriei și paralelă a bateriilor.Prin urmare, capacitatea bateriei de pe plăcuța de identificare nu indică existența unei supraîncărcări în sistemul de stocare a bateriei. Prezența supraîncărcării este importantă pentru garanția bateriei, deoarece determină curentul și temperatura bateriei (temperatura de staționare a celulei în intervalul SOC), în timp ce funcționarea zilnică va determina durata de viață a bateriei.
Testarea sistemului este un supliment la testarea celulelor bateriei și este adesea mai aplicabilă cerințelor proiectului care demonstrează funcționarea corectă a sistemului de baterii.
Pentru a îndeplini un contract, producătorii de baterii de stocare a energiei dezvoltă de obicei protocoale de testare pentru punerea în funcțiune în fabrică sau pe teren pentru a verifica funcționalitatea sistemului și a subsistemului, dar este posibil să nu abordeze riscul ca performanța sistemului de baterii să depășească durata de viață a bateriei. O discuție frecventă despre punerea în funcțiune pe teren se referă la condițiile de testare a capacității și la relevanța acestora pentru aplicația sistemului de baterii.
Importanța testării bateriilor
După ce DNV GL a testat o baterie, datele sunt încorporate într-un tabel de evaluare anual al performanței bateriei, care oferă date independente pentru cumpărătorii de sisteme de baterii. Tabela de evaluare arată cum răspunde bateria la patru condiții de aplicație: temperatură, curent, stare medie de încărcare (SOC) și fluctuații ale stării medii de încărcare (SOC).
Testul compară performanța bateriei cu configurația sa serie-paralel, limitele sistemului, comportamentul de încărcare/descărcare de pe piață și funcționalitatea pieței. Acest serviciu unic verifică independent dacă producătorii de baterii sunt responsabili și își evaluează corect garanțiile, astfel încât proprietarii de sisteme de baterii să poată face o evaluare informată a expunerii lor la riscuri tehnice.
Selectarea furnizorului de echipamente de stocare a energiei
Pentru a realiza viziunea privind stocarea în baterii,selecția furnizorilor este critică– așadar, colaborarea cu experți tehnici de încredere, care înțeleg toate aspectele provocărilor și oportunităților la scară largă, este cea mai bună rețetă pentru succesul proiectului. Selectarea unui furnizor de sisteme de stocare în baterii ar trebui să asigure că sistemul respectă standardele internaționale de certificare. De exemplu, sistemele de stocare în baterii au fost testate în conformitate cu UL9450A, iar rapoartele de testare sunt disponibile pentru consultare. Orice alte cerințe specifice locației, cum ar fi detectarea și protecția suplimentară împotriva incendiilor sau ventilația, pot să nu fie incluse în produsul de bază al producătorului și vor trebui etichetate ca un supliment obligatoriu.
În concluzie, dispozitivele de stocare a energiei la scară largă pot fi utilizate pentru a oferi stocarea energiei electrice și pentru a susține soluții de alimentare la punctul de încărcare, la cererea maximă și intermitentă. Aceste sisteme sunt utilizate în multe domenii în care sistemele de combustibili fosili și/sau modernizările tradiționale sunt considerate ineficiente, impracticabile sau costisitoare. Mulți factori pot influența dezvoltarea cu succes a unor astfel de proiecte și viabilitatea lor financiară.
Este important să lucrați cu un producător de baterii de stocare de încredere.BSLBATT Energy este un furnizor lider de piață de soluții inteligente de stocare a bateriilor, proiectând, producând și livrând soluții inginerești avansate pentru aplicații specializate. Viziunea companiei este concentrată pe a ajuta clienții să rezolve problemele energetice unice care le afectează afacerea, iar expertiza BSLBATT poate oferi soluții complet personalizate pentru a îndeplini obiectivele clienților.
Data publicării: 28 august 2024