Сістэмы акумулятараў энергіі (ESS)адыгрываюць усё больш важную ролю па меры росту глабальнага попыту на ўстойлівую энергію і стабільнасць электрасеткі. Незалежна ад таго, выкарыстоўваюцца яны для захоўвання энергіі маштабу сеткі, камерцыйных і прамысловых прымяненняў або для жылых сонечных батарэй, разуменне ключавой тэхнічнай тэрміналогіі акумулятараў энергіі мае фундаментальнае значэнне для эфектыўнай камунікацыі, ацэнкі прадукцыйнасці і прыняцця абгрунтаваных рашэнняў.
Аднак тэрміналогія ў галіне назапашвання энергіі вельмі разгаліноўваная і часам проста палохае. Мэта гэтага артыкула — даць вам поўнае і зразумелае кіраўніцтва, якое тлумачыць асноўную тэхнічную лексіку ў галіне акумулятараў энергіі, каб дапамагчы вам лепш зразумець гэтую важную тэхналогію.
Асноўныя паняцці і электрычныя адзінкі
Разуменне акумулятараў энергіі пачынаецца з некаторых асноўных электрычных канцэпцый і адзінак.
Напружанне (В)
Тлумачэнне: Напружанне — гэта фізічная велічыня, якая вымярае здольнасць сілы электрычнага поля выконваць працу. Проста кажучы, гэта «розніца патэнцыялаў», якая рухае паток электрычнасці. Напружанне батарэі вызначае «цягу», якую яна можа забяспечыць.
Звязана з назапашваннем энергіі: агульнае напружанне акумулятарнай сістэмы звычайна з'яўляецца сумай напружанняў некалькіх элементаў, злучаных паслядоўна. Розныя прымянення (напрыклад,нізкавольтныя хатнія сістэмы or высакавольтныя сістэмы кіравання і ўліку) патрабуюць батарэй рознага напружання.
Ток (А)
Тлумачэнне: Сіла току — гэта хуткасць накіраванага руху электрычнага зарада, «паток» электрычнасці. Адзінка вымярэння — ампер (А).
Актуальнасць для захоўвання энергіі: працэс зарадкі і разрадкі акумулятара — гэта паток току. Памер току вызначае колькасць энергіі, якую акумулятар можа выпрацаваць у дадзены момант часу.
Магутнасць (магутнасць, Вт або кВт/МВт)
Тлумачэнне: Магутнасць — гэта хуткасць пераўтварэння або перадачы энергіі. Яна роўная памножанай на сілу току напружання (P = V × I). Адзінкай вымярэння з'яўляецца ват (Вт), звычайна выкарыстоўваецца ў сістэмах назапашвання энергіі як кілаваты (кВт) або мегаваты (МВт).
Звязана з назапашваннем энергіі: магутнасць акумулятарнай сістэмы вызначае, наколькі хутка яна можа пастаўляць або паглынаць электрычную энергію. Напрыклад, для рэгулявання частаты патрабуецца высокая магутнасць.
Энергія (энергія, Вт·г або кВт·г/МВт·г)
Тлумачэнне: Энергія — гэта здольнасць сістэмы выконваць працу. Гэта здабытак магутнасці і часу (E = P × t). Адзінкай вымярэння з'яўляецца ват-гадзіна (Вт·г), а ў сістэмах назапашвання энергіі звычайна выкарыстоўваюцца кілават-гадзіны (кВт·г) або мегават-гадзіны (МВт·г).
Звязана з назапашваннем энергіі: энергаёмістасць — гэта паказчык агульнай колькасці электрычнай энергіі, якую можа назапашваць акумулятар. Гэта вызначае, як доўга сістэма можа працягваць падаваць энергію.
Асноўныя тэрміны, звязаныя з прадукцыйнасцю і характарыстыкай акумулятара
Гэтыя тэрміны непасрэдна адлюстроўваюць паказчыкі прадукцыйнасці акумулятараў энергіі.
Ёмістасць (Аг)
Тлумачэнне: Ёмістасць — гэта агульная колькасць зарада, які акумулятар можа вызваліць пры пэўных умовах, і вымяраецца ўампер-гадзіны (Аг)Звычайна гэта адносіцца да намінальнай ёмістасці акумулятара.
Звязана з назапашваннем энергіі: ёмістасць цесна звязана з энергетычнай ёмістасцю акумулятара і з'яўляецца асновай для разліку энергетычнай ёмістасці (энергетычная ёмістасць ≈ ёмістасць × сярэдняе напружанне).
Энергетычная магутнасць (кВт·г)
Тлумачэнне: Агульная колькасць энергіі, якую можа захоўваць і вызваляць батарэя, звычайна выражаецца ў кілават-гадзінах (кВт·г) або мегават-гадзінах (МВт·г). Гэта ключавы паказчык памеру сістэмы захоўвання энергіі.
Звязана з назапашваннем энергіі: вызначае працягласць часу, на працягу якога сістэма можа сілкаваць нагрузку, або колькі аднаўляльнай энергіі можна назапасіць.
Магутнасць (кВт або МВт)
Тлумачэнне: Максімальная выходная магутнасць, якую можа забяспечыць акумулятарная сістэма, або максімальная ўваходная магутнасць, якую яна можа паглынуць у любы момант часу, выражаная ў кілаватах (кВт) або мегаватах (МВт).
Звязана з назапашваннем энергіі: вызначае, колькі магутнасці сістэма можа забяспечыць на працягу кароткага перыяду часу, напрыклад, для барацьбы з імгненнымі высокімі нагрузкамі або ваганнямі сеткі.
Шчыльнасць энергіі (Вт·г/кг або Вт·г/л)
Тлумачэнне: Вымярае колькасць энергіі, якую батарэя можа захоўваць на адзінку масы (Вт·г/кг) або на адзінку аб'ёму (Вт·г/л).
Актуальнасць для захоўвання энергіі: важна для прымянення, дзе прастора або вага абмежаваныя, напрыклад, для электрамабіляў або кампактных сістэм захоўвання энергіі. Больш высокая шчыльнасць энергіі азначае, што больш энергіі можна захоўваць пры тым жа аб'ёме або вазе.
Шчыльнасць магутнасці (Вт/кг або Вт/л)
Тлумачэнне: Вымярае максімальную магутнасць, якую батарэя можа выдаць на адзінку масы (Вт/кг) або на адзінку аб'ёму (Вт/л).
Мае дачыненне да назапашвання энергіі: важна для прымянення, якія патрабуюць хуткай зарадкі і разрадкі, такіх як рэгуляванне частаты або пускавая магутнасць.
C-расход
Тлумачэнне: хуткасць зарадкі (C-rate) паказвае хуткасць зарадкі і разрадкі акумулятара, кратную яго агульнай ёмістасці. 1C азначае, што акумулятар будзе цалкам зараджаны або разраджаны за 1 гадзіну; 0,5C азначае за 2 гадзіны; 2C азначае за 0,5 гадзіны.
Адносна захоўвання энергіі: каэфіцыент зарадкі (C-хуткасці) з'яўляецца ключавым паказчыкам для ацэнкі здольнасці акумулятара хутка зараджацца і разраджацца. Розныя прымяненні патрабуюць рознай прадукцыйнасці C-хуткасці. Разрад з высокім C-хуткасцю звычайна прыводзіць да невялікага зніжэння ёмістасці і павелічэння цеплавыдзялення.
Стан зарада (SOC)
Тлумачэнне: Паказвае працэнт (%) ад агульнай ёмістасці батарэі, якая засталася ў цяперашні час.
Звязана з назапашваннем энергіі: падобна да датчыка ўзроўню паліва ў аўтамабілі, ён паказвае, як доўга праслужыць акумулятар або колькі часу яго трэба зараджаць.
Глыбіня выкіду (DOD)
Тлумачэнне: Паказвае працэнт (%) ад агульнай ёмістасці акумулятара, які вызваляецца падчас разраду. Напрыклад, калі ўзровень зарада павялічыцца са 100% да 20%, глыбіня разраду складзе 80%.
Актуальнасць для захоўвання энергіі: DOD аказвае значны ўплыў на тэрмін службы акумулятара, і павярхоўны разрад і зарад (нізкі DOD) звычайна спрыяюць падаўжэнню тэрміну службы акумулятара.
Стан здароўя (SOH)
Тлумачэнне: Паказвае працэнт бягучай прадукцыйнасці акумулятара (напрыклад, ёмістасці, унутранага супраціўлення) у параўнанні з новым акумулятарам, што адлюстроўвае ступень старэння і дэградацыі акумулятара. Як правіла, лічыцца, што тэрмін службы акумулятара скончыўся пры SOH менш за 80%.
Актуальнасць для захоўвання энергіі: SOH з'яўляецца ключавым паказчыкам для ацэнкі астатняга тэрміну службы і прадукцыйнасці акумулятарнай сістэмы.
Тэрміналогія тэрміну службы батарэі і яе разраду
Разуменне межаў тэрміну службы акумулятараў з'яўляецца ключом да эканамічнай ацэнкі і праектавання сістэмы.
Жыццёвы цыкл
Тлумачэнне: Колькасць поўных цыклаў зарадкі/разрадкі, якія акумулятар можа вытрымаць пры пэўных умовах (напрыклад, пэўная глыбіня разраду, тэмпература, хуткасць разраду C), пакуль яго ёмістасць не ўпадзе да пэўнага працэнта ад пачатковай ёмістасці (звычайна 80%).
Адносна захоўвання энергіі: гэта важны паказчык для ацэнкі тэрміну службы батарэі пры частым выкарыстанні (напрыклад, налада сеткі, штодзённае цыклічнае ўключэнне/выключэнне). Большы тэрмін службы азначае больш трывалую батарэю.
Жыццё календара
Тлумачэнне: Агульны тэрмін службы батарэі з моманту вырабу, нават калі яна не выкарыстоўваецца, з часам яна натуральным чынам старэе. На яе ўплываюць тэмпература, узровень зараду пры захоўванні і іншыя фактары.
Актуальнасць для захоўвання энергіі: для рэзервовага харчавання або рэдкага выкарыстання каляндарны тэрмін службы можа быць больш важным паказчыкам, чым цыклічны тэрмін службы.
Дэградацыя
Тлумачэнне: Працэс, пры якім прадукцыйнасць акумулятара (напрыклад, ёмістасць, магутнасць) незваротна зніжаецца падчас цыклічнай зарадкі і з цягам часу.
Актуальнасць для захоўвання энергіі: усе акумулятары падвяргаюцца дэградацыі. Кантроль тэмпературы, аптымізацыя стратэгій зарадкі і разрадкі, а таксама выкарыстанне перадавых сістэм кіравання акумулятарнымі батарэямі (BMS) могуць запаволіць гэты працэс.
Згасанне магутнасці / Згасанне магутнасці
Тлумачэнне: Гэта адносіцца канкрэтна да зніжэння максімальнай даступнай ёмістасці і зніжэння максімальнай даступнай магутнасці акумулятара адпаведна.
Актуальнасць для захоўвання энергіі: гэта дзве асноўныя формы дэградацыі батарэі, якія непасрэдна ўплываюць на ёмістасць сістэмы для захоўвання энергіі і час водгуку.
Тэрміналогія для тэхнічных кампанентаў і кампанентаў сістэмы
Сістэма назапашвання энергіі — гэта не толькі сама батарэя, але і ключавыя кампаненты, якія яе падтрымліваюць.
Сотавая
Тлумачэнне: Найбольш базавы будаўнічы блок акумулятара, які захоўвае і вызваляе энергію праз электрахімічныя рэакцыі. Прыкладамі з'яўляюцца літый-жалеза-фасфатныя (LFP) элементы і літый-тройныя (NMC) элементы.
Звязана з назапашваннем энергіі: прадукцыйнасць і бяспека акумулятарнай сістэмы ў значнай ступені залежыць ад выкарыстоўванай тэхналогіі элементаў.
Модуль
Тлумачэнне: Камбінацыя некалькіх ячэек, злучаных паслядоўна і/або паралельна, звычайна з папярэдняй механічнай структурай і інтэрфейсамі злучэння.
Адносна захоўвання энергіі: модулі з'яўляюцца асноўнымі адзінкамі для стварэння акумулятарных блокаў, што спрашчае маштабную вытворчасць і зборку.
Акумулятарная батарэя
Тлумачэнне: Поўная акумулятарная ячэйка, якая складаецца з некалькіх модуляў, сістэмы кіравання акумулятарамі (BMS), сістэмы цеплавога кіравання, электрычных злучэнняў, механічных канструкцый і прылад бяспекі.
Актуальнасць для назапашвання энергіі: акумулятарная батарэя з'яўляецца асноўным кампанентам сістэмы назапашвання энергіі і ўяўляе сабой блок, які пастаўляецца і ўсталёўваецца непасрэдна.
Сістэма кіравання батарэямі (BMS)
Тлумачэнне: «Мозг» акумулятарнай сістэмы. Ён адказвае за маніторынг напружання, току, тэмпературы, ўзроўню зарада (SOC), ўзроўню нагрузкі (SOH) і г.д. акумулятара, абарону ад перазарадкі, пераразрадкі, перагрэву і г.д., балансаванне ячэек і сувязь з знешнімі сістэмамі.
Адносна назапашвання энергіі: сістэма BMS мае вырашальнае значэнне для забеспячэння бяспекі, аптымізацыі прадукцыйнасці і максімальнага падаўжэння тэрміну службы акумулятарнай сістэмы і з'яўляецца асновай любой надзейнай сістэмы назапашвання энергіі.
(Прапанова па ўнутраных спасылках: спасылка на старонку вашага сайта, прысвечаную тэхналогіі BMS або перавагам прадукту)
Сістэма пераўтварэння энергіі (PCS) / інвертар
Тлумачэнне: Пераўтварае пастаянны ток (DC) ад акумулятара ў пераменны ток (AC) для падачы энергіі ў сетку або нагрузкі і наадварот (з пераменнага ў пастаянны для зарадкі акумулятара).
Звязана з назапашваннем энергіі: PCS з'яўляецца мастом паміж акумулятарам і сеткай/нагрузкай, і яго эфектыўнасць і стратэгія кіравання непасрэдна ўплываюць на агульную прадукцыйнасць сістэмы.
Баланс раслін (BOP)
Тлумачэнне: Адносіцца да ўсяго дапаможнага абсталявання і сістэм, акрамя акумулятарнай батарэі і сістэмы камп'ютэрнага кантролю (PCS), у тым ліку сістэм цеплавога кіравання (астуджэнне/ацяпленне), сістэм пажарнай абароны, сістэм бяспекі, сістэм кіравання, кантэйнераў або шаф, размеркавальных блокаў харчавання і г.д.
Звязана з назапашваннем энергіі: BOP гарантуе, што сістэма акумулятараў працуе ў бяспечным і стабільным асяроддзі і з'яўляецца неабходнай часткай пабудовы поўнай сістэмы назапашвання энергіі.
Сістэма назапашвання энергіі (СЭЭ) / сістэма назапашвання энергіі ў акумулятарах (СЭЭ)
Тлумачэнне: Адносіцца да поўнай сістэмы, якая аб'ядноўвае ўсе неабходныя кампаненты, такія як акумулятарныя блокі, PCS, BMS і BOP і г.д. BESS канкрэтна адносіцца да сістэмы, якая выкарыстоўвае батарэі ў якасці носьбіта энергіі.
Звязана з назапашваннем энергіі: гэта канчатковая пастаўка і разгортванне рашэння для назапашвання энергіі.
Умовы аперацыйнага і прыкладнога сцэнарыяў
Гэтыя тэрміны апісваюць функцыю сістэмы назапашвання энергіі на практыцы.
Зарадка/разрадка
Тлумачэнне: Зарадка — гэта назапашванне электрычнай энергіі ў акумулятары; разрадка — гэта вызваленне электрычнай энергіі з акумулятара.
Звязана з назапашваннем энергіі: асноўная праца сістэмы назапашвання энергіі.
Эфектыўнасць перадачы дадзеных туды і назад (RTE)
Тлумачэнне: Ключавы паказчык эфектыўнасці сістэмы назапашвання энергіі. Гэта суадносіны (звычайна выражанае ў працэнтах) агульнай энергіі, якая здымаецца з акумулятара, да агульнай энергіі, якая паступае ў сістэму для назапашвання гэтай энергіі. Страты эфектыўнасці ўзнікаюць у асноўным падчас працэсу зарадкі/разрадкі і падчас пераўтварэння PCS.
Звязана з назапашваннем энергіі: больш высокі RTE азначае меншыя страты энергіі, што паляпшае эканамічнасць сістэмы.
Зніжэнне пікавых нагрузак / выраўноўванне нагрузкі
Тлумачэнне:
Зніжэнне пікавых нагрузак: выкарыстанне сістэм назапашвання энергіі для разрадкі магутнасці ў гадзіны пікавай нагрузкі на сетку, што памяншае колькасць электраэнергіі, якая закупляецца з сеткі, і тым самым зніжае пікавыя нагрузкі і выдаткі на электраэнергію.
Выраўноўванне нагрузкі: выкарыстанне таннай электраэнергіі для зарадкі сістэм захоўвання дадзеных пры нізкай нагрузцы (калі цэны на электраэнергію нізкія) і іх разрадкі ў гадзіны пік.
Звязана з назапашваннем энергіі: гэта адно з найбольш распаўсюджаных прымяненняў сістэм назапашвання энергіі ў камерцыйных, прамысловых і электрасеткавых сетках, прызначанае для зніжэння кошту электраэнергіі або згладжвання профіляў нагрузкі.
Рэгуляванне частаты
Тлумачэнне: Сеткі павінны падтрымліваць стабільную рабочую частату (напрыклад, 50 Гц у Кітаі). Частата зніжаецца, калі пастаўкі меншыя за спажыванне электраэнергіі, і павышаецца, калі пастаўкі большыя за спажыванне электраэнергіі. Сістэмы назапашвання энергіі могуць дапамагчы стабілізаваць частату сеткі, паглынаючы або ўводзячы энергію праз хуткую зарадку і разрадку.
Звязана з назапашваннем энергіі: акумулятары добра падыходзяць для рэгулявання частаты сеткі з-за хуткага часу рэагавання.
Арбітраж
Тлумачэнне: Аперацыя, якая выкарыстоўвае розніцу ў цэнах на электраэнергію ў розны час сутак. Зараджаць у часы, калі цана на электраэнергію нізкая, і разраджаць у часы, калі цана на электраэнергію высокая, тым самым зарабляючы на розніцы ў цане.
Звязана з назапашваннем энергіі: гэта мадэль прыбытку для сістэм назапашвання энергіі на рынку электраэнергіі.
Выснова
Разуменне ключавой тэхнічнай тэрміналогіі акумулятараў энергіі — гэта шлях у гэтую галіну. Ад базавых электрычных блокаў да складанай інтэграцыі сістэм і мадэляў прымянення, кожны тэрмін прадстаўляе важны аспект тэхналогіі назапашвання энергіі.
Спадзяюся, што з дапамогай тлумачэнняў у гэтым артыкуле вы атрымаеце больш дакладнае разуменне акумулятараў энергіі, каб лепш ацаніць і выбраць правільнае рашэнне для захоўвання энергіі ў адпаведнасці з вашымі патрэбамі.
Часта задаваныя пытанні (FAQ)
У чым розніца паміж шчыльнасцю энергіі і шчыльнасцю магутнасці?
Адказ: Шчыльнасць энергіі вымярае агульную колькасць энергіі, якую можна назапасіць на адзінку аб'ёму або вагі (з акцэнтам на працягласць разраду); шчыльнасць магутнасці вымярае максімальную колькасць магутнасці, якую можна перадаць на адзінку аб'ёму або вагі (з акцэнтам на хуткасць разраду). Проста кажучы, шчыльнасць энергіі вызначае, як доўга яна будзе працаваць, а шчыльнасць магутнасці вызначае, наколькі «выбуховай» яна можа быць.
Чаму важныя жыццёвы цыкл і жыццёвы календар?
Адказ: Тэрмін службы вымярае тэрмін службы батарэі пры частым выкарыстанні, што падыходзіць для сцэнарыяў высокай інтэнсіўнасці працы, у той час як каляндарны тэрмін службы вымярае тэрмін службы батарэі, якая натуральным чынам старэе з цягам часу, што падыходзіць для сцэнарыяў чакання або рэдкага выкарыстання. Разам яны вызначаюць агульны тэрмін службы батарэі.
Якія асноўныя функцыі BMS?
Адказ: Асноўныя функцыі сістэмы кіравання акумулятарнымі батарэямі (BMS) ўключаюць маніторынг стану акумулятара (напружанне, ток, тэмпература, узровень зараду, узровень нагрузкі), абарону ад перазарадкі, пераразрадкі, перагрэву, кароткага замыкання і г.д.), балансаванне элементаў і сувязь з знешнімі сістэмамі. Гэта аснова забеспячэння бяспечнай і эфектыўнай працы акумулятарнай сістэмы.
Што такое C-рэйт? Што ён робіць?
Адказ:C-расходпрадстаўляе кратнае значэнне току зарадкі і разрадкі адносна ёмістасці акумулятара. Ён выкарыстоўваецца для вымярэння хуткасці зарадкі і разрадкі акумулятара і ўплывае на рэальную ёмістасць, эфектыўнасць, цеплавыдзяленне і тэрмін службы акумулятара.
Ці з'яўляюцца скарачэнне пікавых абмежаванняў і тарыфны арбітраж адным і тым жа?
Адказ: Абодва рэжымы працы выкарыстоўваюць сістэмы назапашвання энергіі для зарадкі і разрадкі ў розны час. Зніжэнне пікавай нагрузкі больш арыентавана на зніжэнне нагрузкі і кошту электраэнергіі для кліентаў у пэўныя перыяды высокага попыту або на згладжванне крывой нагрузкі сеткі, у той час як тарыфны арбітраж з'яўляецца больш прамым і выкарыстоўвае розніцу ў тарыфах паміж рознымі перыядамі часу для куплі і продажу электраэнергіі з мэтай атрымання прыбытку. Мэта і фокус крыху адрозніваюцца.
Час публікацыі: 20 мая 2025 г.