Mifumo ya betri ya kuhifadhi nishati (ESS)wanacheza jukumu muhimu zaidi huku mahitaji ya kimataifa ya nishati endelevu na uthabiti wa gridi ya taifa yanavyokua. Iwe zinatumika kwa uhifadhi wa kiwango cha gridi ya taifa, matumizi ya kibiashara na viwandani, au vifurushi vya nishati ya jua vya makazi, kuelewa istilahi muhimu za kiufundi za betri za kuhifadhi nishati ni muhimu ili kuwasiliana kwa ufanisi, kutathmini utendakazi na kufanya maamuzi sahihi.
Hata hivyo, jargon katika uwanja wa kuhifadhi nishati ni kubwa na wakati mwingine inatisha. Madhumuni ya makala haya ni kukupa mwongozo wa kina na rahisi kuelewa unaofafanua msamiati wa kiufundi katika uwanja wa betri za kuhifadhi nishati ili kukusaidia kupata ufahamu bora wa teknolojia hii muhimu.
Dhana za Msingi na Vitengo vya Umeme
Kuelewa betri za kuhifadhi nishati huanza na dhana na vitengo vya msingi vya umeme.
Voltage (V)
Ufafanuzi: Voltage ni kiasi halisi ambacho hupima uwezo wa nguvu ya uwanja wa umeme kufanya kazi. Kwa ufupi, ni 'tofauti inayowezekana' inayoendesha mtiririko wa umeme. Voltage ya betri huamua 'msukumo' inayoweza kutoa.
Kuhusiana na hifadhi ya nishati: Jumla ya voltage ya mfumo wa betri kwa kawaida ni jumla ya volti za seli nyingi katika mfululizo. Maombi tofauti (kwa mfano,mifumo ya nyumba ya chini-voltage or mifumo ya C&I yenye voltage ya juu) zinahitaji betri za viwango tofauti vya voltage.
Ya sasa (A)
Ufafanuzi: Sasa ni kasi ya mwendo wa mwelekeo wa chaji ya umeme, 'mtiririko' wa umeme. Kitengo ni ampere (A).
Umuhimu kwa Hifadhi ya Nishati: Mchakato wa kuchaji na kutoa betri ni mtiririko wa sasa. Kiasi cha mtiririko wa sasa huamua kiasi cha nishati ambayo betri inaweza kutoa kwa wakati fulani.
Nguvu (Nguvu, W au kW/MW)
Maelezo: Nguvu ni kiwango ambacho nishati inabadilishwa au kuhamishwa. Ni sawa na voltage iliyozidishwa na sasa (P = V × I). Kitengo hicho ni wati (W), inayotumika sana katika mifumo ya kuhifadhi nishati kama kilowati (kW) au megawati (MW).
Kuhusiana na uhifadhi wa nishati: Uwezo wa nguvu wa mfumo wa betri huamua jinsi kasi inavyoweza kutoa au kunyonya nishati ya umeme. Kwa mfano, maombi ya udhibiti wa masafa yanahitaji uwezo wa juu wa nguvu.
Nishati (Nishati, Wh au kWh/MWh)
Ufafanuzi: Nishati ni uwezo wa mfumo kufanya kazi. Ni zao la nguvu na wakati (E = P × t). Kipimo ni saa wati (Wh), na saa za kilowati (kWh) au saa za megawati (MWh) hutumiwa kwa kawaida katika mifumo ya kuhifadhi nishati.
Kuhusiana na hifadhi ya nishati: Uwezo wa nishati ni kipimo cha jumla ya nishati ya umeme ambayo betri inaweza kuhifadhi. Hii huamua ni muda gani mfumo unaweza kuendelea kutoa nishati.
Masharti muhimu ya Utendaji wa Betri na Tabia
Masharti haya yanaonyesha moja kwa moja vipimo vya utendakazi wa betri za hifadhi ya nishati.
Uwezo (Ah)
Ufafanuzi: Uwezo ni jumla ya kiasi cha chaji ambacho betri inaweza kutoa chini ya hali fulani, na hupimwasaa za ampere (Ah). Kawaida inarejelea uwezo uliokadiriwa wa betri.
Kuhusiana na hifadhi ya nishati: Uwezo unahusiana kwa karibu na uwezo wa nishati ya betri na ndio msingi wa kukokotoa uwezo wa nishati (Uwezo wa Nishati ≈ Uwezo × Wastani wa Voltage).
Uwezo wa Nishati (kWh)
Maelezo: Jumla ya kiasi cha nishati ambacho betri inaweza kuhifadhi na kutoa, kwa kawaida huonyeshwa kwa saa za kilowati (kWh) au saa za megawati (MWh). Ni kipimo muhimu cha saizi ya mfumo wa kuhifadhi nishati.
Kuhusiana na Hifadhi ya Nishati: Huamua urefu wa muda ambao mfumo unaweza kuwasha mzigo, au ni kiasi gani cha nishati mbadala kinaweza kuhifadhiwa.
Uwezo wa Nishati (kW au MW)
Ufafanuzi: Kiwango cha juu cha pato la nishati ambacho mfumo wa betri unaweza kutoa au kiwango cha juu zaidi cha kuingiza nishati ambacho kinaweza kunyonya wakati wowote, ikionyeshwa kwa kilowati (kW) au megawati (MW).
Kuhusiana na hifadhi ya nishati: Huamua ni kiasi gani cha msaada wa nishati ambacho mfumo unaweza kutoa kwa muda mfupi, kwa mfano kukabiliana na mizigo ya juu ya papo hapo au kushuka kwa thamani kwa gridi ya taifa.
Msongamano wa Nishati (Wh/kg au Wh/L)
Maelezo: Hupima kiasi cha nishati betri inaweza kuhifadhi kwa kila kitengo cha uzito (Wh/kg) au kwa ujazo wa uniti (Wh/L).
Umuhimu wa uhifadhi wa nishati: Muhimu kwa programu ambazo nafasi au uzito ni mdogo, kama vile magari ya umeme au mifumo ya kuhifadhi nishati. Msongamano mkubwa wa nishati inamaanisha nishati zaidi inaweza kuhifadhiwa kwa ujazo au uzito sawa.
Msongamano wa Nguvu (W/kg au W/L)
Maelezo: Hupima kiwango cha juu cha nguvu ambacho betri inaweza kutoa kwa kila kitengo cha uzito (W/kg) au kwa ujazo wa kitengo (W/L).
Inafaa kwa hifadhi ya nishati: Muhimu kwa programu zinazohitaji kuchaji na kutokwa haraka, kama vile udhibiti wa mzunguko au nguvu ya kuanzia.
Kiwango cha C
Ufafanuzi: Kiwango cha C kinawakilisha kiwango ambacho betri huchaji na kutoweka kama kizidishio cha uwezo wake wote. 1C inamaanisha kuwa betri itachajiwa kikamilifu au kuisha baada ya saa 1; 0.5C ina maana katika masaa 2; 2C inamaanisha katika masaa 0.5.
Husika na hifadhi ya nishati: Kiwango cha C ni kipimo muhimu cha kutathmini uwezo wa betri kuchaji na kuchaji haraka. Programu tofauti zinahitaji utendakazi tofauti wa kiwango cha C. Uvujaji wa kiwango cha juu cha C kwa kawaida husababisha kupungua kidogo kwa uwezo na ongezeko la uzalishaji wa joto.
Hali ya Udhibiti (SOC)
Maelezo: Huonyesha asilimia (%) ya jumla ya uwezo wa betri ambayo imesalia kwa sasa.
Kuhusiana na hifadhi ya nishati: Sawa na kipimo cha mafuta ya gari, inaonyesha muda ambao betri itadumu au inahitaji kuchajiwa.
Kina cha Utoaji (DOD)
Maelezo: Huonyesha asilimia (%) ya jumla ya uwezo wa betri ambayo hutolewa wakati wa kutokwa. Kwa mfano, ukitoka 100% SOC hadi 20% SOC, DOD ni 80%.
Umuhimu wa Hifadhi ya Nishati: DOD ina athari kubwa kwa muda wa mzunguko wa betri, na kutokwa na chaji na kuchaji kwa kina (DOD ya chini) kwa kawaida kuna manufaa katika kuongeza muda wa maisha ya betri.
Hali ya Afya (SOH)
Maelezo: Huonyesha asilimia ya utendakazi wa sasa wa betri (kwa mfano, uwezo, ukinzani wa ndani) ikilinganishwa na betri mpya kabisa, inayoakisi kiwango cha kuzeeka na uharibifu wa betri. Kwa kawaida, SOH ya chini ya 80% inachukuliwa kuwa mwisho wa maisha.
Umuhimu kwa Hifadhi ya Nishati: SOH ni kiashirio kikuu cha kutathmini maisha na utendaji uliosalia wa mfumo wa betri.
Istilahi ya Maisha ya Betri na Uozo
Kuelewa vikomo vya maisha ya betri ni muhimu kwa tathmini ya kiuchumi na muundo wa mfumo.
Maisha ya Mzunguko
Ufafanuzi: Idadi ya mizunguko kamili ya kuchaji/kuchaji ambayo betri inaweza kuhimili chini ya hali maalum (kwa mfano, DOD mahususi, halijoto, C-rate) hadi uwezo wake unaposhuka hadi asilimia ya uwezo wake wa awali (kawaida 80%).
Husika na uhifadhi wa nishati: Hiki ni kipimo muhimu cha kutathmini muda wa matumizi ya betri katika hali ya matumizi ya mara kwa mara (km, kurekebisha gridi, kuendesha baiskeli kila siku). Uhai wa mzunguko wa juu unamaanisha betri inayodumu zaidi
Maisha ya Kalenda
Ufafanuzi: Muda wote wa maisha ya betri kutoka wakati inapotengenezwa, hata ikiwa haijatumiwa, itazeeka kawaida baada ya muda. Inathiriwa na halijoto, hifadhi ya SOC, na mambo mengine.
Umuhimu wa Hifadhi ya Nishati: Kwa nishati mbadala au matumizi ya mara kwa mara ya matumizi, maisha ya kalenda yanaweza kuwa kipimo muhimu zaidi kuliko maisha ya mzunguko.
Uharibifu
Ufafanuzi: Mchakato ambao utendakazi wa betri (km, uwezo, nguvu) hupungua bila kutenduliwa wakati wa kuendesha baiskeli na baada ya muda.
Umuhimu wa hifadhi ya nishati: Betri zote huharibika. Kudhibiti halijoto, kuboresha mikakati ya kuchaji na kutokeza na kutumia BMS ya hali ya juu kunaweza kupunguza kasi ya kushuka.
Kufifia kwa Uwezo / Kufifia kwa Nguvu
Ufafanuzi: Hii inarejelea mahsusi kupunguzwa kwa uwezo wa juu unaopatikana na kupunguzwa kwa nguvu ya juu inayopatikana ya betri, mtawaliwa.
Umuhimu wa Hifadhi ya Nishati: Hizi mbili ni aina kuu za uharibifu wa betri, unaoathiri moja kwa moja uwezo wa hifadhi ya nishati ya mfumo na muda wa majibu.
Istilahi kwa vipengele vya kiufundi na vipengele vya mfumo
Mfumo wa kuhifadhi nishati sio tu kuhusu betri yenyewe, lakini pia kuhusu vipengele muhimu vya kusaidia.
Kiini
Maelezo: Kizuizi cha msingi zaidi cha ujenzi cha betri, ambacho huhifadhi na kutoa nishati kupitia athari za kielektroniki. Mifano ni pamoja na seli za lithiamu iron fosfati (LFP) na seli za lithiamu ternary (NMC).
Kuhusiana na hifadhi ya nishati: Utendaji na usalama wa mfumo wa betri hutegemea zaidi teknolojia ya seli inayotumika.
Moduli
Ufafanuzi: Mchanganyiko wa seli kadhaa zilizounganishwa katika mfululizo na/au sambamba, kwa kawaida na muundo wa awali wa kimitambo na violesura vya muunganisho.
Husika na uhifadhi wa nishati: Moduli ni vitengo vya msingi vya kutengeneza pakiti za betri, kuwezesha uzalishaji na uunganishaji wa kiwango kikubwa.
Kifurushi cha Betri
Ufafanuzi: Seli kamili ya betri inayojumuisha moduli nyingi, mfumo wa usimamizi wa betri (BMS), mfumo wa usimamizi wa joto, miunganisho ya umeme, miundo ya mitambo na vifaa vya usalama.
Umuhimu wa uhifadhi wa nishati: Pakiti ya betri ndio sehemu kuu ya mfumo wa uhifadhi wa nishati na ndio kitengo kinacholetwa na kusakinishwa moja kwa moja.
Mfumo wa Kudhibiti Betri (BMS)
Maelezo: 'Ubongo' wa mfumo wa betri. Ina jukumu la kufuatilia voltage ya betri, sasa, halijoto, SOC, SOH, n.k., kuilinda dhidi ya chaji kupita kiasi, kutokwa kwa umeme kupita kiasi, halijoto kupita kiasi, n.k., kutekeleza kusawazisha seli, na kuwasiliana na mifumo ya nje.
Husika na hifadhi ya nishati: BMS ni muhimu ili kuhakikisha usalama, uboreshaji wa utendakazi na uboreshaji wa maisha ya mfumo wa betri na ndio kiini cha mfumo wowote wa kuhifadhi nishati unaotegemewa.
(Pendekezo la uunganishaji wa ndani: kiungo kwa ukurasa wa tovuti yako kuhusu teknolojia ya BMS au manufaa ya bidhaa)
Mfumo wa Ubadilishaji wa Nguvu (PCS) / Inverter
Maelezo: Hubadilisha mkondo wa moja kwa moja (DC) kutoka kwa betri hadi mkondo wa kubadilisha (AC) ili kusambaza nishati kwenye gridi ya taifa au mizigo, na kinyume chake (kutoka AC hadi DC ili kuchaji betri).
Kuhusiana na Hifadhi ya Nishati: PCS ni daraja kati ya betri na gridi/mzigo, na ufanisi wake na mkakati wa udhibiti huathiri moja kwa moja utendakazi wa jumla wa mfumo.
Mizani ya Kiwanda (BOP)
Ufafanuzi: Inarejelea vifaa na mifumo yote inayounga mkono isipokuwa pakiti ya betri na PCS, ikijumuisha mifumo ya udhibiti wa halijoto (kupoeza/kupasha joto), mifumo ya ulinzi wa moto, mifumo ya usalama, mifumo ya udhibiti, kontena au kabati, vitengo vya usambazaji wa nishati, n.k.
Kuhusiana na Hifadhi ya Nishati: BOP inahakikisha kuwa mfumo wa betri unafanya kazi katika mazingira salama na dhabiti na ni sehemu muhimu ya kujenga mfumo kamili wa kuhifadhi nishati.
Mfumo wa Kuhifadhi Nishati (ESS) / Mfumo wa Kuhifadhi Nishati ya Betri (BESS)
Maelezo: Inarejelea mfumo kamili unaojumuisha vipengele vyote muhimu kama vile pakiti za betri, PCS, BMS na BOP, n.k. BESS inarejelea hasa mfumo unaotumia betri kama njia ya kuhifadhi nishati.
Kuhusiana na Hifadhi ya Nishati: Huu ni uwasilishaji wa mwisho na uwekaji wa suluhisho la kuhifadhi nishati.
Masharti ya Hali ya Uendeshaji na Matumizi
Masharti haya yanaelezea kazi ya mfumo wa kuhifadhi nishati katika matumizi ya vitendo.
Kuchaji/Kutoa
Maelezo: Kuchaji ni uhifadhi wa nishati ya umeme kwenye betri; kutokwa ni kutolewa kwa nishati ya umeme kutoka kwa betri.
Kuhusiana na hifadhi ya nishati: uendeshaji wa msingi wa mfumo wa kuhifadhi nishati.
Ufanisi wa Safari za Kurudi (RTE)
Maelezo: Kipimo muhimu cha ufanisi wa mfumo wa kuhifadhi nishati. Ni uwiano (kawaida huonyeshwa kama asilimia) ya jumla ya nishati inayotolewa kutoka kwa betri hadi jumla ya uingizaji wa nishati kwenye mfumo wa kuhifadhi nishati hiyo. Upotevu wa ufanisi hutokea hasa wakati wa mchakato wa malipo / kutokwa na wakati wa ubadilishaji wa PCS.
Kuhusiana na hifadhi ya nishati: RTE ya juu inamaanisha upotezaji wa nishati kidogo, kuboresha uchumi wa mfumo.
Kilele cha Kunyoa / Kusawazisha Mzigo
Ufafanuzi:
Unyoaji wa Kilele: Matumizi ya mifumo ya kuhifadhi nishati kutekeleza nguvu wakati wa saa za kilele cha upakiaji kwenye gridi ya taifa, kupunguza kiasi cha nishati inayonunuliwa kutoka kwa gridi ya taifa na hivyo kupunguza mizigo ya juu na gharama za umeme.
Kusawazisha Mzigo: Matumizi ya umeme wa bei nafuu ili kuchaji mifumo ya kuhifadhi wakati wa mzigo wa chini (wakati bei ya umeme iko chini) na kuifungua wakati wa kilele.
Kuhusiana na hifadhi ya nishati: Hii ni mojawapo ya matumizi ya kawaida ya mifumo ya kuhifadhi nishati kwenye upande wa kibiashara, viwanda na gridi ya taifa, iliyoundwa ili kupunguza gharama ya umeme au kusawazisha wasifu wa upakiaji.
Udhibiti wa Mzunguko
Maelezo: Gridi zinahitaji kudumisha mzunguko thabiti wa uendeshaji (km 50Hz nchini Uchina). Frequency huanguka wakati usambazaji ni mdogo kuliko matumizi ya umeme na hupanda wakati usambazaji ni zaidi ya matumizi ya umeme. Mifumo ya kuhifadhi nishati inaweza kusaidia kuleta utulivu wa mzunguko wa gridi ya taifa kwa kunyonya au kuingiza nguvu kupitia kuchaji haraka na kutoa.
Kuhusiana na hifadhi ya nishati: Hifadhi ya betri inafaa vyema ili kutoa udhibiti wa mzunguko wa gridi kwa sababu ya muda wake wa kujibu haraka.
Usuluhishi
Maelezo: Operesheni ambayo inachukua faida ya tofauti za bei za umeme kwa nyakati tofauti za siku. Kutoza wakati bei ya umeme iko chini na kutokwa wakati bei ya umeme iko juu, na hivyo kupata tofauti ya bei.
Kuhusiana na Hifadhi ya Nishati: Huu ni mfano wa faida kwa mifumo ya uhifadhi wa nishati katika soko la umeme.
Hitimisho
Kuelewa istilahi muhimu za kiufundi za betri za kuhifadhi nishati ni lango la kuingia shambani. Kutoka kwa vitengo vya msingi vya umeme hadi ujumuishaji wa mfumo tata na mifano ya matumizi, kila neno linawakilisha kipengele muhimu cha teknolojia ya uhifadhi wa nishati.
Tunatumahi, kwa maelezo katika makala haya, utapata ufahamu wazi zaidi wa betri za kuhifadhi nishati ili uweze kutathmini vyema na kuchagua suluhisho sahihi la uhifadhi wa nishati kwa mahitaji yako.
Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (FAQ)
Kuna tofauti gani kati ya msongamano wa nishati na msongamano wa nguvu?
Jibu: Uzito wa nishati hupima jumla ya kiasi cha nishati ambacho kinaweza kuhifadhiwa kwa kila kitengo cha kiasi au uzito (kuzingatia muda wa muda wa kutokwa); msongamano wa nguvu hupima kiwango cha juu cha nguvu ambacho kinaweza kutolewa kwa kila kitengo cha kiasi au uzito (kuzingatia kiwango cha kutokwa). Kwa ufupi, msongamano wa nishati huamua ni muda gani itaendelea, na msongamano wa nguvu huamua jinsi 'mlipuko' unavyoweza kuwa.
Kwa nini maisha ya mzunguko na maisha ya kalenda ni muhimu?
Jibu: Muda wa mzunguko hupima maisha ya betri chini ya matumizi ya mara kwa mara, ambayo yanafaa kwa matukio ya utendakazi wa kiwango cha juu, wakati maisha ya kalenda hupima maisha ya betri ambayo kwa kawaida huzeeka baada ya muda, ambayo yanafaa kwa hali ya kusubiri au matumizi yasiyo ya kawaida. Kwa pamoja, huamua jumla ya maisha ya betri.
Je, kazi kuu za BMS ni zipi?
Jibu: Kazi kuu za BMS ni pamoja na kufuatilia hali ya betri (voltage, sasa, halijoto, SOC, SOH), ulinzi wa usalama (chaji kupita kiasi, kutokwa na maji kupita kiasi, joto kupita kiasi, mzunguko mfupi, n.k.), kusawazisha seli, na kuwasiliana na mifumo ya nje. Ni msingi wa kuhakikisha uendeshaji salama na ufanisi wa mfumo wa betri.
Kiwango cha C ni nini? Inafanya nini?
Jibu:Kiwango cha Cinawakilisha wingi wa chaji na chaji ya sasa inayohusiana na uwezo wa betri. Inatumika kupima kiwango ambacho betri inachajiwa na kutolewa na huathiri uwezo halisi, ufanisi, uzalishaji wa joto na maisha ya betri.
Je, kunyoa kilele na usuluhishi wa ushuru ni kitu kimoja?
Jibu: Zote mbili ni njia za utendakazi zinazotumia mifumo ya kuhifadhi nishati kuchaji na kutoa kwa nyakati tofauti. Unyoaji wa kilele unalenga zaidi katika kupunguza mzigo na gharama ya umeme kwa wateja katika vipindi maalum vya mahitaji ya juu, au kulainisha mzunguko wa mzigo wa gridi ya taifa, ambapo usuluhishi wa ushuru ni wa moja kwa moja na hutumia tofauti ya ushuru kati ya vipindi tofauti vya muda kununua na kuuza umeme kwa faida. Kusudi na umakini ni tofauti kidogo.
Muda wa kutuma: Mei-20-2025