År 2024 har den blomstrande globala marknaden för energilagring lett till ett gradvis insikt om det kritiska värdet avbatterilagringssystempå olika marknader, särskilt på solenergimarknaden, som gradvis har blivit en viktig del av elnätet. På grund av solenergins intermittenta natur är dess utbud instabilt, och batterilagringssystem kan tillhandahålla frekvensreglering och därigenom effektivt balansera driften av elnätet. Framöver kommer energilagringsenheter att spela en ännu viktigare roll för att tillhandahålla toppkapacitet och skjuta upp behovet av kostsamma investeringar i distributions-, överförings- och produktionsanläggningar.
Kostnaden för sol- och batterilagringssystem har fallit dramatiskt under det senaste decenniet. På många marknader undergräver tillämpningar av förnybar energi gradvis konkurrenskraften hos traditionell fossil- och kärnkraftproduktion. Medan det en gång var en allmän uppfattning att förnybar energiproduktion var för kostsam, är kostnaden för vissa fossila energikällor idag mycket högre än kostnaden för förnybar energiproduktion.
Dessutom,en kombination av solenergi och lagringsanläggningar kan förse elnätet med ström, vilket ersätter rollen för naturgaskraftverk. Med avsevärt minskade investeringskostnader för solkraftanläggningar och inga bränslekostnader under hela deras livscykel, tillhandahåller kombinationen redan energi till en lägre kostnad än traditionella energikällor. När solkraftanläggningar kombineras med batterilagringssystem kan deras energi användas under specifika tidsperioder, och batteriernas snabba responstid gör att deras projekt kan anpassa sig flexibelt till behoven hos både kapacitetsmarknaden och marknaden för stödtjänster.
För närvarande,Litiumjonbatterier baserade på litiumjärnfosfat (LiFePO4)-teknik dominerar marknaden för energilagring.Dessa batterier används flitigt på grund av deras höga säkerhet, långa livslängd och stabila termiska prestanda. Även om energitätheten hoslitiumjärnfosfatbatterierär något lägre än för andra typer av litiumbatterier, har de ändå gjort betydande framsteg genom att optimera produktionsprocesser, förbättra tillverkningseffektiviteten och minska kostnaderna. Det förväntas att priset på litiumjärnfosfatbatterier kommer att minska ytterligare år 2030, medan deras konkurrenskraft på energilagringsmarknaden kommer att fortsätta öka.
Med den snabba tillväxten i efterfrågan på elbilar,energilagringssystem för bostäder, C&I energilagringssystemoch storskaliga energilagringssystem, gör fördelarna med Li-FePO4-batterier vad gäller kostnad, livslängd och säkerhet dem till ett pålitligt alternativ. Även om deras energitäthetsmål kanske inte är lika betydande som för andra kemiska batterier, ger deras fördelar vad gäller säkerhet och livslängd dem en plats i tillämpningsscenarier som kräver långsiktig tillförlitlighet.
Faktorer att beakta vid driftsättning av batterilagringsutrustning
Det finns många faktorer att beakta när man installerar energilagringsutrustning. Batteriets energilagringssystems effekt och livslängd beror på dess syfte i projektet. Projektets syfte bestäms av dess ekonomiska värde. Dess ekonomiska värde beror på den marknad där energilagringssystemet deltar. Denna marknad avgör i slutändan hur batteriet kommer att distribuera energi, laddas eller urladdas, och hur länge det kommer att hålla. Så batteriets effekt och livslängd avgör inte bara investeringskostnaden för energilagringssystemet, utan även dess driftstid.
Processen att ladda och urladda ett batterilagringssystem kommer att vara lönsam på vissa marknader. I andra fall krävs endast laddningskostnaden, och laddningskostnaden är kostnaden för att bedriva energilagringsverksamheten. Mängden och hastigheten för laddning är inte densamma som mängden urladdning.
Till exempel, i nätskaliga sol- och batterilagringsinstallationer, eller i klientsidiga lagringssystemapplikationer som använder solenergi, använder batterilagringssystemet kraft från solenergianläggningen för att kvalificera sig för investeringsskatteavdrag (ITC). Till exempel finns det nyanser i konceptet med betalning för att debitera energilagringssystem i regionala överföringsorganisationer (RTO). I exemplet med investeringsskatteavdrag (ITC) ökar batterilagringssystemet projektets eget kapital, vilket ökar ägarens interna avkastning. I PJM-exemplet betalar batterilagringssystemet för laddning och urladdning, så dess återbetalningskompensation är proportionell mot dess elektriska genomströmning.
Det verkar kontraintuitivt att säga att ett batteris effekt och varaktighet avgör dess livslängd. Ett antal faktorer, såsom effekt, varaktighet och livslängd, gör att batterilagringstekniker skiljer sig från andra energitekniker. Kärnan i ett batterilagringssystem är batteriet. Liksom solceller försämras deras material med tiden, vilket minskar prestandan. Solceller förlorar effekt och effektivitet, medan batteriförsämring resulterar i förlust av energilagringskapacitet.Medan solsystem kan hålla i 20–25 år, håller batterilagringssystem vanligtvis bara 10 till 15 år.
Ersättning och ersättningskostnader bör beaktas för alla projekt. Potentialen för ersättning beror på projektets genomströmning och de förhållanden som är förknippade med dess drift.
De fyra huvudfaktorerna som leder till en försämrad batteriprestanda är?
- Batteriets driftstemperatur
- Batteriström
- Genomsnittlig batteriladdningsstatus (SOC)
- "Oscillationen" av batteriets genomsnittliga laddningstillstånd (SOC), dvs. intervallet för det genomsnittliga batteriladdningstillstånd (SOC) som batteriet befinner sig i större delen av tiden. Den tredje och fjärde faktorn är relaterade.
Det finns två strategier för att hantera batteritiden i projektet.Den första strategin är att minska batteriets storlek om projektet stöds av intäkter och att minska den planerade framtida ersättningskostnaden. På många marknader kan planerade intäkter stödja framtida ersättningskostnader. I allmänhet måste framtida kostnadsminskningar för komponenter beaktas vid uppskattning av framtida ersättningskostnader, vilket överensstämmer med marknadserfarenheterna under de senaste 10 åren. Den andra strategin är att öka batteriets storlek för att minimera dess totala ström (eller C-hastighet, enkelt definierad som laddning eller urladdning per timme) genom att implementera parallella celler. Lägre laddnings- och urladdningsströmmar tenderar att producera lägre temperaturer eftersom batteriet genererar värme under laddning och urladdning. Om det finns överskottsenergi i batterilagringssystemet och mindre energi används, kommer mängden laddning och urladdning av batteriet att minska och dess livslängd att förlängas.
Batteriladdning/urladdning är ett nyckelbegrepp.Bilindustrin använder vanligtvis "cykler" som ett mått på batterilivslängd. I stationära energilagringstillämpningar är det mer sannolikt att batterier är delvis cyklade, vilket innebär att de kan vara delvis laddade eller delvis urladdade, där varje laddning och urladdning är otillräcklig.
Tillgänglig batterienergi.Energilagringssystem kan cykla mindre än en gång per dag och kan, beroende på marknadstillämpningen, överskrida detta mått. Därför bör personalen fastställa batteriets livslängd genom att bedöma batteriets genomströmning.
Livslängd och verifiering av energilagringsenheter
Testning av energilagringsenheter består av två huvudområden.För det första är battericellstestning avgörande för att bedöma livslängden på ett batterilagringssystem.Battericellstestning avslöjar battericellernas styrkor och svagheter och hjälper operatörer att förstå hur batterierna bör integreras i energilagringssystemet och om denna integration är lämplig.
Serie- och parallellkonfigurationer av battericeller hjälper till att förstå hur ett batterisystem fungerar och hur det är utformat.Seriekopplade battericeller möjliggör stapling av batterispänningar, vilket innebär att systemspänningen i ett batterisystem med flera seriekopplade battericeller är lika med den individuella battericellspänningen multiplicerad med antalet celler. Seriekopplade batteriarkitekturer erbjuder kostnadsfördelar, men har också vissa nackdelar. När batterier är seriekopplade drar de individuella cellerna samma ström som batteripaketet. Om till exempel en cell har en maximal spänning på 1 V och en maximal ström på 1 A, har 10 celler i serie en maximal spänning på 10 V, men de har fortfarande en maximal ström på 1 A, för en total effekt på 10 V * 1 A = 10 W. När batterisystemet är seriekopplat står det inför en utmaning med spänningsövervakning. Spänningsövervakning kan utföras på seriekopplade batteripaket för att minska kostnaderna, men det är svårt att upptäcka skador eller kapacitetsförsämring hos enskilda celler.
Å andra sidan möjliggör parallella batterier strömstapling, vilket innebär att spänningen i det parallella batteripaketet är lika med den individuella cellspänningen och systemströmmen är lika med den individuella cellströmmen multiplicerad med antalet parallella celler. Om till exempel samma 1V, 1A batteri används, kan två batterier parallellkopplas, vilket halverar strömmen, och sedan kan 10 par parallella batterier seriekopplas för att uppnå 10V vid 1V spänning och 1A ström, men detta är vanligare i en parallellkonfiguration.
Denna skillnad mellan serie- och parallellanslutningsmetoder för batterier är viktig när man överväger batterikapacitetsgarantier eller garantipolicyer. Följande faktorer följer hierarkin och påverkar slutligen batteriets livslängd:marknadsfunktioner ➜ laddnings-/urladdningsbeteende ➜ systembegränsningar ➜ batteriers serie- och parallellarkitektur.Därför är batteriets märkskyltkapacitet inte en indikation på att överlagring kan förekomma i batterilagringssystemet. Förekomsten av överlagring är viktig för batteriets garanti, eftersom den avgör batteriets ström och temperatur (cellens uppehållstemperatur inom SOC-intervallet), medan den dagliga driften avgör batteriets livslängd.
Systemtestning är ett komplement till battericellstestning och är ofta mer tillämpligt på projektkrav som visar att batterisystemet fungerar korrekt.
För att uppfylla ett kontrakt utvecklar tillverkare av energilagringsbatterier vanligtvis testprotokoll för fabriks- eller fältdrifttagning för att verifiera system- och delsystemsfunktionalitet, men tar kanske inte upp risken för att batterisystemets prestanda överskrider batteriets livslängd. En vanlig diskussion om fältdrifttagning är kapacitetstestförhållanden och huruvida de är relevanta för batterisystemets tillämpning.
Vikten av batteritestning
Efter att DNV GL har testat ett batteri, införlivas data i en årlig prestandatavla för batterier, som tillhandahåller oberoende data för batterisystemköpare. Tavlan visar hur batteriet reagerar på fyra tillämpningsförhållanden: temperatur, ström, genomsnittlig laddningstillståndsfluktuationer (SOC) och genomsnittlig laddningstillståndsfluktuationer (SOC).
Testet jämför batteriets prestanda med dess serie-parallella konfiguration, systembegränsningar, marknadens laddnings-/urladdningsbeteende och marknadsfunktionalitet. Denna unika tjänst verifierar oberoende att batteritillverkare är ansvariga och korrekt bedömer sina garantier så att batterisystemägare kan göra en välgrundad bedömning av sin exponering för teknisk risk.
Val av leverantör av energilagringsutrustning
För att förverkliga visionen om batterilagring,leverantörsvalet är avgörande– så att arbeta med betrodda tekniska experter som förstår alla aspekter av utmaningar och möjligheter på storskalig nivå är det bästa receptet för framgångsrika projekt. Att välja en leverantör av batterilagringssystem bör säkerställa att systemet uppfyller internationella certifieringsstandarder. Till exempel har batterilagringssystem testats i enlighet med UL9450A och testrapporter finns tillgängliga för granskning. Alla andra platsspecifika krav, såsom ytterligare branddetektering och brandskydd eller ventilation, kanske inte ingår i tillverkarens basprodukt och måste märkas som ett obligatoriskt tillägg.
Sammanfattningsvis kan energilagringsenheter i stor skala användas för att lagra elektrisk energi och stödja kraftlösningar vid lastpunkter, toppar och intermittenta elförsörjningslösningar. Dessa system används i många områden där fossila bränslesystem och/eller traditionella uppgraderingar anses ineffektiva, opraktiska eller kostsamma. Många faktorer kan påverka den framgångsrika utvecklingen av sådana projekt och deras ekonomiska bärkraft.
Det är viktigt att arbeta med en pålitlig tillverkare av batterilagring.BSLBATT Energy är en marknadsledande leverantör av intelligenta batterilagringslösningar som designar, tillverkar och levererar avancerade tekniska lösningar för specialapplikationer. Företagets vision är att hjälpa kunder att lösa de unika energiproblem som påverkar deras verksamhet, och BSLBATTs expertis kan erbjuda helt anpassade lösningar för att möta kundernas mål.
Publiceringstid: 28 augusti 2024