Do roku 2024 viedol prudko rastúci globálny trh so skladovaním energie k postupnému uznaniu kritickej hodnotysystémy na skladovanie energie v batériáchna rôznych trhoch, najmä na trhu so solárnou energiou, ktorý sa postupne stal dôležitou súčasťou siete. Vzhľadom na prerušovanú povahu slnečnej energie je jej dodávka nestabilná a systémy na skladovanie energie v batériách sú schopné zabezpečiť reguláciu frekvencie, čím efektívne vyvažujú prevádzku siete. V budúcnosti budú zariadenia na skladovanie energie zohrávať ešte dôležitejšiu úlohu pri zabezpečovaní špičkovej kapacity a odďaľovaní potreby nákladných investícií do distribučných, prenosových a výrobných zariadení.
Náklady na solárne a batériové systémy skladovania energie za posledné desaťročie dramaticky klesli. Na mnohých trhoch aplikácie obnoviteľných zdrojov energie postupne podkopávajú konkurencieschopnosť tradičnej výroby energie z fosílnych palív a jadra. Zatiaľ čo kedysi sa všeobecne verilo, že výroba energie z obnoviteľných zdrojov je príliš nákladná, dnes sú náklady na niektoré fosílne zdroje energie oveľa vyššie ako náklady na výrobu energie z obnoviteľných zdrojov.
Okrem toho,Kombinácia solárnych a akumulačných zariadení môže dodávať energiu do siete, čím sa nahrádza úloha elektrární spaľujúcich zemný plyn. Vďaka výrazne zníženým investičným nákladom na solárne elektrárne a žiadnym nákladom na palivo počas ich životného cyklu, táto kombinácia už teraz poskytuje energiu za nižšie náklady ako tradičné zdroje energie. Keď sa solárne elektrárne kombinujú so systémami batériového skladovania, ich energia sa môže využívať počas určitých časových období a rýchla doba odozvy batérií umožňuje ich projektom flexibilne reagovať na potreby trhu s kapacitou aj trhu s podpornými službami.
V súčasnosti,Lítium-iónové batérie založené na technológii lítium-železitým fosforečnanom (LiFePO4) dominujú na trhu s akumuláciou energie.Tieto batérie sa široko používajú vďaka svojej vysokej bezpečnosti, dlhej životnosti a stabilnému tepelnému výkonu. Hoci hustota energielítiovo-železité fosfátové batérieje o niečo nižšia ako u iných typov lítiových batérií, napriek tomu dosiahli významný pokrok optimalizáciou výrobných procesov, zlepšením efektívnosti výroby a znížením nákladov. Očakáva sa, že do roku 2030 cena lítium-železito-fosfátových batérií ďalej klesne, zatiaľ čo ich konkurencieschopnosť na trhu s akumuláciou energie sa bude naďalej zvyšovať.
S rýchlym rastom dopytu po elektrických vozidlách,systém na uskladnenie energie v domácnostiach, Systém skladovania energie C&Ia rozsiahle systémy na ukladanie energie, výhody batérií Li-FePO4 z hľadiska nákladov, životnosti a bezpečnosti z nich robia spoľahlivú možnosť. Hoci ich cieľová hustota energie nemusia byť taká významná ako u iných chemických batérií, ich výhody v oblasti bezpečnosti a dlhej životnosti im dávajú miesto v aplikačných scenároch, ktoré vyžadujú dlhodobú spoľahlivosť.
Faktory, ktoré treba zvážiť pri nasadzovaní zariadení na skladovanie energie z batérií
Pri nasadzovaní zariadení na skladovanie energie je potrebné zvážiť mnoho faktorov. Výkon a životnosť systému skladovania energie v batériách závisí od jeho účelu v projekte. Účel projektu je určený jeho ekonomickou hodnotou. Jeho ekonomická hodnota závisí od trhu, na ktorom systém skladovania energie pôsobí. Tento trh v konečnom dôsledku určuje, ako bude batéria distribuovať energiu, nabíjať sa alebo vybíjať a ako dlho vydrží. Výkon a životnosť batérie teda určujú nielen investičné náklady na systém skladovania energie, ale aj prevádzkovú životnosť.
Proces nabíjania a vybíjania systému skladovania energie v batériách bude na niektorých trhoch ziskový. V iných prípadoch sa účtujú iba náklady na nabíjanie a náklady na nabíjanie predstavujú náklady na podnikanie v oblasti skladovania energie. Množstvo a rýchlosť nabíjania nie sú to isté ako množstvo vybíjania.
Napríklad v inštaláciách solárnych panelov a batériových úložísk energie v sieťovom meradle alebo v aplikáciách úložných systémov na strane klienta, ktoré využívajú slnečnú energiu, systém batériových úložísk využíva energiu zo solárneho zariadenia, aby sa kvalifikoval na investičné daňové úľavy (ITC). Napríklad koncept platby za úhradu pre systémy úložiska energie v regionálnych prenosových organizáciách (RTO) má svoje nuansy. V príklade investičnej daňové úľavy (ITC) systém batériových úložísk zvyšuje hodnotu vlastného kapitálu projektu, čím sa zvyšuje vnútorná miera návratnosti vlastníka. V príklade PJM systém batériových úložísk platí za nabíjanie a vybíjanie, takže jeho kompenzácia návratnosti je úmerná jeho elektrickej priepustnosti.
Tvrdenie, že výkon a výdrž batérie určujú jej životnosť, sa zdá byť neintuitívne. Technológie skladovania energie v batériách sa od iných energetických technológií líšia množstvom faktorov, ako je výkon, výdrž a životnosť. Srdcom systému skladovania energie v batériách je batéria. Podobne ako pri solárnych článkoch, aj ich materiály sa časom degradujú, čím sa znižuje ich výkon. Solárne články strácajú výkon a účinnosť, zatiaľ čo degradácia batérie vedie k strate kapacity skladovania energie.Zatiaľ čo solárne systémy môžu vydržať 20 – 25 rokov, batériové systémy na skladovanie energie zvyčajne vydržia len 10 až 15 rokov.
Pri každom projekte by sa mala zvážiť výmena a náklady na výmenu. Potenciál výmeny závisí od priepustnosti projektu a podmienok spojených s jeho prevádzkou.
Štyri hlavné faktory, ktoré vedú k poklesu výkonu batérie, sú?
- Prevádzková teplota batérie
- Prúd batérie
- Priemerný stav nabitia batérie (SOC)
- „Oscilácia“ priemerného stavu nabitia batérie (SOC), t. j. interval priemerného stavu nabitia batérie (SOC), v ktorom sa batéria nachádza väčšinu času. Tretí a štvrtý faktor spolu súvisia.
V projekte existujú dve stratégie na správu výdrže batérie.Prvou stratégiou je zmenšiť veľkosť batérie, ak je projekt podporený príjmami, a znížiť plánované budúce náklady na výmenu. Na mnohých trhoch môžu plánované príjmy pokryť budúce náklady na výmenu. Vo všeobecnosti je potrebné pri odhadovaní budúcich nákladov na výmenu zohľadniť budúce zníženie nákladov na komponenty, čo je v súlade so skúsenosťami na trhu za posledných 10 rokov. Druhou stratégiou je zväčšiť veľkosť batérie s cieľom minimalizovať jej celkový prúd (alebo C-rate, jednoducho definovaný ako nabíjanie alebo vybíjanie za hodinu) implementáciou paralelných článkov. Nižšie nabíjacie a vybíjacie prúdy majú tendenciu produkovať nižšie teploty, pretože batéria počas nabíjania a vybíjania vytvára teplo. Ak je v systéme skladovania batérie prebytočná energia a spotrebuje sa menej energie, zníži sa množstvo nabíjania a vybíjania batérie a predĺži sa jej životnosť.
Nabíjanie/vybíjanie batérie je kľúčový pojem.Automobilový priemysel zvyčajne používa „cykly“ ako mieru životnosti batérie. V stacionárnych aplikáciách na ukladanie energie je pravdepodobnejšie, že batérie budú čiastočne cyklované, čo znamená, že môžu byť čiastočne nabité alebo čiastočne vybité, pričom každé nabitie a vybitie bude nedostatočné.
Dostupná energia batérie.Aplikácie systémov na ukladanie energie sa môžu cyklovať menej ako raz za deň a v závislosti od aplikácie na trhu môžu túto metriku prekročiť. Preto by zamestnanci mali určiť životnosť batérie posúdením jej priepustnosti.
Životnosť a overenie zariadenia na ukladanie energie
Testovanie zariadení na ukladanie energie pozostáva z dvoch hlavných oblastí.Po prvé, testovanie batériových článkov je kľúčové pre posúdenie životnosti systému skladovania energie v batériách.Testovanie batériových článkov odhaľuje ich silné a slabé stránky a pomáha operátorom pochopiť, ako by mali byť batérie integrované do systému skladovania energie a či je táto integrácia vhodná.
Sériové a paralelné konfigurácie batériových článkov pomáhajú pochopiť, ako batériový systém funguje a ako je navrhnutý.Batériové články zapojené do série umožňujú stohovanie napätí batérií, čo znamená, že systémové napätie batériového systému s viacerými sériovo zapojenými batériovými článkami sa rovná napätiu jednotlivých batériových článkov vynásobenému počtom článkov. Architektúry sériovo zapojených batérií ponúkajú cenové výhody, ale majú aj určité nevýhody. Keď sú batérie zapojené do série, jednotlivé články odoberajú rovnaký prúd ako batériový blok. Napríklad, ak má jeden článok maximálne napätie 1 V a maximálny prúd 1 A, potom 10 článkov zapojených do série má maximálne napätie 10 V, ale stále majú maximálny prúd 1 A, čo predstavuje celkový výkon 10 V * 1 A = 10 W. Pri sériovom zapojení čelí batériový systém výzve monitorovania napätia. Monitorovanie napätia je možné vykonávať na sériovo zapojených batériových blokoch, aby sa znížili náklady, ale je ťažké odhaliť poškodenie alebo zníženie kapacity jednotlivých článkov.
Na druhej strane, paralelné batérie umožňujú vrstvenie prúdu, čo znamená, že napätie paralelného batériového bloku sa rovná napätiu jednotlivých článkov a prúd systému sa rovná prúdu jednotlivých článkov vynásobenému počtom paralelne zapojených článkov. Napríklad, ak sa použije rovnaká 1V a 1A batéria, dve batérie sa môžu zapojiť paralelne, čím sa prúd zníži na polovicu, a potom sa môže 10 párov paralelných batérií zapojiť sériovo, čím sa dosiahne 10V pri napätí 1V a prúde 1A, ale toto je bežnejšie v paralelnej konfigurácii.
Tento rozdiel medzi sériovým a paralelným zapojením batérií je dôležitý pri posudzovaní záruk kapacity batérií alebo záručných politík. Nasledujúce faktory postupne prechádzajú hierarchiou a v konečnom dôsledku ovplyvňujú životnosť batérie:trhové charakteristiky ➜ správanie pri nabíjaní/vybíjaní ➜ systémové obmedzenia ➜ sériová a paralelná architektúra batérií.Preto uvedená kapacita batérie na štítku neznamená, že v systéme skladovania batérie môže dôjsť k nadmernému nabitiu. Prítomnosť nadmerného nabitia je dôležitá pre záruku na batériu, pretože určuje prúd a teplotu batérie (teplota zotrvania článkov v rozsahu SOC), zatiaľ čo životnosť batérie určuje jej denná prevádzka.
Testovanie systému je doplnkom k testovaniu batériových článkov a často je vhodnejšie pre projektové požiadavky, ktoré preukazujú správnu prevádzku batériového systému.
Aby výrobcovia batérií na skladovanie energie splnili zmluvu, zvyčajne vypracujú protokoly o testovaní uvedenia do prevádzky v továrni alebo v teréne na overenie funkčnosti systému a subsystému, ale nemusia riešiť riziko prekročenia životnosti batérie počas prevádzky. Bežnou diskusiou o uvedení do prevádzky sú podmienky testovania kapacity a to, či sú relevantné pre aplikáciu batériového systému.
Dôležitosť testovania batérií
Po otestovaní batérie spoločnosťou DNV GL sa údaje zapracujú do ročnej hodnotiacej karty výkonu batérie, ktorá poskytuje nezávislé údaje pre kupujúcich batériových systémov. Hodnotiaca karta ukazuje, ako batéria reaguje na štyri podmienky použitia: teplotu, prúd, priemerný stav nabitia (SOC) a kolísanie priemerného stavu nabitia (SOC).
Test porovnáva výkon batérie s jej sériovo-paralelnou konfiguráciou, obmedzeniami systému, správaním sa pri nabíjaní/vybíjaní na trhu a funkčnosťou na trhu. Táto jedinečná služba nezávisle overuje, či sú výrobcovia batérií zodpovední a správne posudzujú svoje záruky, aby majitelia batériových systémov mohli informovane posúdiť svoje vystavenie technickému riziku.
Výber dodávateľa zariadení na skladovanie energie
Aby sa realizovala vízia skladovania batérií,výber dodávateľa je kľúčový– preto je spolupráca s dôveryhodnými technickými expertmi, ktorí rozumejú všetkým aspektom výziev a príležitostí v rozsiahlych energetických firmách, najlepším receptom na úspech projektu. Výber dodávateľa systému batériového skladovania by mal zabezpečiť, aby systém spĺňal medzinárodné certifikačné normy. Napríklad systémy batériového skladovania boli testované v súlade s normou UL9450A a protokoly o testoch sú k dispozícii na nahliadnutie. Akékoľvek ďalšie požiadavky špecifické pre danú lokalitu, ako napríklad dodatočná detekcia a ochrana pred požiarom alebo vetranie, nemusia byť zahrnuté v základnom produkte výrobcu a budú musieť byť označené ako povinný doplnok.
Stručne povedané, zariadenia na ukladanie energie v rozsiahlych energetických sieťach sa dajú použiť na ukladanie elektrickej energie a podporu riešení v mieste odberu, pri špičkovej spotrebe a pri prerušovanom napájaní. Tieto systémy sa používajú v mnohých oblastiach, kde sa systémy na fosílne palivá a/alebo tradičné modernizácie považujú za neefektívne, nepraktické alebo nákladné. Úspešný rozvoj takýchto projektov a ich finančnú životaschopnosť môže ovplyvniť mnoho faktorov.
Je dôležité spolupracovať so spoľahlivým výrobcom batériových úložísk.Spoločnosť BSLBATT Energy je popredným poskytovateľom inteligentných riešení pre batériové úložiská, ktorý navrhuje, vyrába a dodáva pokročilé inžinierske riešenia pre špecializované aplikácie. Vízia spoločnosti je zameraná na pomoc zákazníkom pri riešení jedinečných energetických problémov, ktoré ovplyvňujú ich podnikanie, a odborné znalosti spoločnosti BSLBATT dokážu poskytnúť plne prispôsobené riešenia na splnenie cieľov zákazníkov.
Čas uverejnenia: 28. augusta 2024