Системи за съхранение на енергия (ESS)играят все по-важна роля с нарастването на глобалното търсене на устойчива енергия и стабилност на мрежата. Независимо дали се използват за съхранение на енергия в мащаб на мрежата, търговски и промишлени приложения или жилищни соларни пакети, разбирането на ключовата техническа терминология на батериите за съхранение на енергия е от основно значение за ефективната комуникация, оценката на производителността и вземането на информирани решения.
Жаргонът в областта на съхранението на енергия обаче е обширен и понякога обезсърчителен. Целта на тази статия е да ви предостави изчерпателно и лесно за разбиране ръководство, което обяснява основния технически речник в областта на батериите за съхранение на енергия, за да ви помогне да разберете по-добре тази критична технология.
Основни понятия и електрически единици
Разбирането на батериите за съхранение на енергия започва с някои основни електрически понятия и мерни единици.
Напрежение (V)
Обяснение: Напрежението е физическа величина, която измерва способността на електрическото поле да извършва работа. Казано по-просто, това е „потенциалната разлика“, която задвижва потока на електричество. Напрежението на батерията определя „тягата“, която тя може да осигури.
Свързано със съхранението на енергия: Общото напрежение на батерийната система обикновено е сумата от напреженията на множество клетки, свързани последователно. Различни приложения (напр.нисковолтови домашни системи or високоволтови C&I системи) изискват батерии с различно напрежение.
Ток (А)
Обяснение: Силата на тока е скоростта на насочено движение на електрическия заряд, „потокът“ на електричеството. Единицата е ампер (A).
Значение за съхранението на енергия: Процесът на зареждане и разреждане на батерията е протичането на ток. Количеството на протичащия ток определя количеството енергия, което батерията може да произведе в даден момент.
Мощност (Мощност, W или kW/MW)
Обяснение: Мощността е скоростта, с която енергията се преобразува или пренася. Тя е равна на напрежението, умножено по тока (P = V × I). Единицата е ват (W), обикновено използвана в системите за съхранение на енергия като киловати (kW) или мегавати (MW).
Свързано със съхранението на енергия: Енергийният капацитет на батерийната система определя колко бързо тя може да доставя или абсорбира електрическа енергия. Например, приложенията за регулиране на честотата изискват висока мощност.
Енергия (Енергия, Wh или kWh/MWh)
Обяснение: Енергията е способността на системата да извършва работа. Тя е произведение от мощност и време (E = P × t). Единицата е ватчас (Wh), а киловатчасовете (kWh) или мегаватчасовете (MWh) обикновено се използват в системите за съхранение на енергия.
Свързано със съхранението на енергия: Енергийният капацитет е мярка за общото количество електрическа енергия, което една батерия може да съхранява. Това определя колко дълго системата може да продължи да захранва.
Ключови термини за производителност и характеризиране на батерията
Тези термини директно отразяват показателите за производителност на батериите за съхранение на енергия.
Капацитет (Ah)
Обяснение: Капацитетът е общото количество заряд, което батерията може да освободи при определени условия и се измерва вампер-часове (Ah)Обикновено се отнася до номиналния капацитет на батерията.
Свързано със съхранението на енергия: Капацитетът е тясно свързан с енергийния капацитет на батерията и е основа за изчисляване на енергийния капацитет (Енергиен капацитет ≈ Капацитет × Средно напрежение).
Енергиен капацитет (kWh)
Обяснение: Общото количество енергия, което една батерия може да съхрани и освободи, обикновено изразено в киловатчасове (kWh) или мегаватчасове (MWh). Това е ключова мярка за размера на система за съхранение на енергия.
Свързано със съхранението на енергия: Определя времето, през което системата може да захранва товар, или колко възобновяема енергия може да се съхранява.
Мощност (kW или MW)
Обяснение: Максималната изходна мощност, която една батерийна система може да осигури, или максималната входна мощност, която тя може да абсорбира във всеки даден момент, изразена в киловати (kW) или мегавати (MW).
Свързано със съхранението на енергия: Определя колко енергийна поддръжка може да осигури една система за кратък период от време, например за справяне с моментни високи натоварвания или колебания в мрежата.
Енергийна плътност (Wh/kg или Wh/L)
Обяснение: Измерва количеството енергия, което батерията може да съхранява на единица маса (Wh/kg) или на единица обем (Wh/L).
Значение за съхранението на енергия: Важно за приложения, където пространството или теглото са ограничени, като например електрически превозни средства или компактни системи за съхранение на енергия. По-високата енергийна плътност означава, че може да се съхранява повече енергия в същия обем или тегло.
Плътност на мощността (W/kg или W/L)
Обяснение: Измерва максималната мощност, която батерията може да достави на единица маса (W/kg) или на единица обем (W/L).
От значение за съхранението на енергия: Важно за приложения, които изискват бързо зареждане и разреждане, като например регулиране на честотата или стартова мощност.
C-скорост
Обяснение: C-rate представлява скоростта, с която батерията се зарежда и разрежда, кратно на общия ѝ капацитет. 1C означава, че батерията ще бъде напълно заредена или разредена за 1 час; 0.5C означава за 2 часа; 2C означава за 0.5 часа.
От значение за съхранението на енергия: C-rate е ключов показател за оценка на способността на батерията да се зарежда и разрежда бързо. Различните приложения изискват различна производителност на C-rate. Разрежданията с висок C-rate обикновено водят до леко намаляване на капацитета и увеличаване на генерирането на топлина.
Състояние на зареждане (SOC)
Обяснение: Показва процента (%) от общия капацитет на батерията, който остава в момента.
Свързано със съхранението на енергия: Подобно на индикатора за гориво на автомобил, той показва колко дълго ще издържи батерията или колко време трябва да се зарежда.
Дълбочина на изхвърляне (DOD)
Обяснение: Показва процента (%) от общия капацитет на батерията, който се освобождава по време на разреждане. Например, ако преминете от 100% SOC на 20% SOC, DOD е 80%.
Значение за съхранението на енергия: DOD (дълбокият разряд) има значително влияние върху цикъла на живот на батерията, а плиткото разреждане и зареждане (нисък DOD) обикновено е полезно за удължаване на живота на батерията.
Здравно състояние (ЗС)
Обяснение: Показва процента на текущата производителност на батерията (напр. капацитет, вътрешно съпротивление) спрямо тази на чисто нова батерия, отразявайки степента на стареене и деградация на батерията. Обикновено SOH под 80% се счита за батерия в края на жизнения ѝ цикъл.
Значение за съхранението на енергия: SOH е ключов индикатор за оценка на оставащия живот и производителността на батерийната система.
Терминология за живот на батерията и разпадане
Разбирането на ограниченията на живота на батериите е ключово за икономическата оценка и проектирането на системи.
Цикъл на живот
Обяснение: Броят пълни цикли на зареждане/разреждане, които батерията може да издържи при специфични условия (напр. специфична дълбочина на разреждане, температура, C-скорост), докато капацитетът ѝ падне до процент от първоначалния си капацитет (обикновено 80%).
От значение за съхранението на енергия: Това е важен показател за оценка на живота на батерията при честа употреба (напр. настройка на мрежата, ежедневно циклиране). По-високият живот на батерията означава по-издръжлива батерия.
Календарен живот
Обяснение: Общият живот на батерията от момента на производството ѝ, дори и да не се използва, е естествено стареене с течение на времето. Влияе се от температурата, нивото на заряд при съхранение и други фактори.
Значение за съхранението на енергия: За резервно захранване или приложения с рядка употреба, календарният живот може да е по-важен показател от цикличния живот.
Деградация
Обяснение: Процесът, при който производителността на батерията (напр. капацитет, мощност) намалява необратимо по време на циклично зареждане и с течение на времето.
Значение за съхранението на енергия: Всички батерии претърпяват деградация. Контролирането на температурата, оптимизирането на стратегиите за зареждане и разреждане и използването на усъвършенствана система за управление на сградата (BMS) може да забави този спад.
Затихване на капацитета / Затихване на мощността
Обяснение: Това се отнася по-специално до намаляването на максималния наличен капацитет и съответно до намаляването на максималната налична мощност на батерията.
Значение за съхранението на енергия: Това са двете основни форми на деградация на батерията, които пряко влияят върху капацитета за съхранение на енергия и времето за реакция на системата.
Терминология за технически компоненти и системни компоненти
Системата за съхранение на енергия не е само за самата батерия, но и за ключовите поддържащи компоненти.
Клетка
Обяснение: Най-основният градивен елемент на батерията, който съхранява и освобождава енергия чрез електрохимични реакции. Примери за това са литиево-железен фосфат (LFP) и литиево-тернарни (NMC) клетки.
Свързано със съхранението на енергия: Производителността и безопасността на батерийната система зависят до голяма степен от използваната клетъчна технология.
Модул
Обяснение: Комбинация от няколко клетки, свързани последователно и/или паралелно, обикновено с предварителна механична структура и интерфейси за свързване.
Относно съхранението на енергия: Модулите са основните единици за изграждане на батерийни пакети, което улеснява мащабното производство и монтаж.
Батериен пакет
Обяснение: Цялостна батерийна клетка, състояща се от множество модули, система за управление на батерията (BMS), система за управление на температурата, електрически връзки, механични конструкции и устройства за безопасност.
Значение за съхранението на енергия: Батерийният пакет е основният компонент на системата за съхранение на енергия и е устройството, което се доставя и инсталира директно.
Система за управление на батериите (BMS)
Обяснение: „Мозъкът“ на батерийната система. Той е отговорен за наблюдението на напрежението, тока, температурата, заряда (SOC), заряда (SOH) и др. на батерията, предпазвайки я от презареждане, презареждане, прегряване и др., извършвайки балансиране на клетките и комуникацията с външни системи.
Относно съхранението на енергия: Системата за управление на сградата (BMS) е от решаващо значение за осигуряване на безопасността, оптимизиране на производителността и максимизиране на живота на батерийната система и е в основата на всяка надеждна система за съхранение на енергия.
(Предложение за вътрешно свързване: линк към страницата на вашия уебсайт за BMS технологията или предимствата на продукта)
Система за преобразуване на енергия (PCS) / Инвертор
Обяснение: Преобразува постоянен ток (DC) от батерия в променлив ток (AC), за да захранва мрежата или товарите, и обратно (от AC в DC за зареждане на батерия).
Свързано със съхранението на енергия: PCS е мостът между батерията и мрежата/товара, а неговата ефективност и стратегия за управление пряко влияят върху цялостната производителност на системата.
Баланс на растението (BOP)
Обяснение: Отнася се за цялото поддържащо оборудване и системи, различни от батерийния пакет и PCS, включително системи за управление на температурата (охлаждане/отопление), противопожарни системи, системи за сигурност, системи за управление, контейнери или шкафове, разпределителни устройства и др.
Свързано със съхранението на енергия: BOP гарантира, че батерийната система работи в безопасна и стабилна среда и е необходима част от изграждането на цялостна система за съхранение на енергия.
Система за съхранение на енергия (ESS) / Система за съхранение на енергия в батерии (BESS)
Обяснение: Отнася се за цялостна система, интегрираща всички необходими компоненти, като например батерийни пакети, PCS, BMS и BOP и др. BESS се отнася по-специално до система, използваща батерии като носител за съхранение на енергия.
Свързано със съхранението на енергия: Това е окончателната доставка и внедряване на решение за съхранение на енергия.
Условия за оперативни и приложни сценарии
Тези термини описват функцията на система за съхранение на енергия в практическо приложение.
Зареждане/Разреждане
Обяснение: Зареждането е съхранение на електрическа енергия в батерия; разреждането е освобождаване на електрическа енергия от батерията.
Свързано със съхранението на енергия: основната работа на система за съхранение на енергия.
Ефективност при двупосочно пътуване (RTE)
Обяснение: Ключова мярка за ефективността на система за съхранение на енергия. Това е съотношението (обикновено изразено като процент) на общата енергия, изтеглена от батерията, към общата енергия, вложена в системата за съхранение на тази енергия. Загубите на ефективност възникват предимно по време на процеса на зареждане/разреждане и по време на преобразуването на PCS (комбинирана зарядна батерия).
Свързано със съхранението на енергия: По-високият RTE означава по-малка загуба на енергия, което подобрява икономията на системата.
Изравняване на пиковите натоварвания / Изравняване на натоварването
Обяснение:
Намаляване на пиковите натоварвания: Използване на системи за съхранение на енергия за разпределение на мощността по време на пикови часове на натоварване на мрежата, намалявайки количеството енергия, закупена от мрежата, и по този начин намалявайки пиковите натоварвания и разходите за електроенергия.
Изравняване на натоварването: Използване на евтина електроенергия за зареждане на системи за съхранение при ниски периоди на натоварване (когато цените на електроенергията са ниски) и разреждането им в пикови часове.
Свързано със съхранението на енергия: Това е едно от най-често срещаните приложения на системите за съхранение на енергия в търговската, промишлената и мрежовата част, предназначено да намали разходите за електроенергия или да изглади профилите на натоварване.
Регулиране на честотата
Обяснение: Мрежите трябва да поддържат стабилна работна честота (напр. 50Hz в Китай). Честотата спада, когато предлагането е по-малко от потреблението на електроенергия, и се повишава, когато предлагането е по-голямо от потреблението на електроенергия. Системите за съхранение на енергия могат да помогнат за стабилизиране на честотата на мрежата, като абсорбират или инжектират енергия чрез бързо зареждане и разреждане.
Свързано със съхранението на енергия: Батерийното съхранение е много подходящо за регулиране на честотата на мрежата поради бързото си време за реакция.
Арбитраж
Обяснение: Операция, която се възползва от разликите в цените на електроенергията по различно време на деня. Зареждане в моменти, когато цената на електроенергията е ниска, и разреждане в моменти, когато цената на електроенергията е висока, като по този начин се печели от разликата в цената.
Свързано със съхранението на енергия: Това е модел за печалба за системи за съхранение на енергия на пазара на електроенергия.
Заключение
Разбирането на ключовата техническа терминология на батериите за съхранение на енергия е врата към тази област. От основни електрически устройства до сложна системна интеграция и модели на приложение, всеки термин представлява важен аспект на технологията за съхранение на енергия.
Надяваме се, че с обясненията в тази статия ще получите по-ясна представа за батериите за съхранение на енергия, за да можете по-добре да оцените и изберете правилното решение за съхранение на енергия за вашите нужди.
Често задавани въпроси (ЧЗВ)
Каква е разликата между енергийна плътност и плътност на мощността?
Отговор: Плътността на енергията измерва общото количество енергия, което може да се съхрани на единица обем или тегло (като се фокусира върху продължителността на разреждане); плътността на мощността измерва максималното количество мощност, което може да се достави на единица обем или тегло (като се фокусира върху скоростта на разреждане). Просто казано, плътността на енергията определя колко дълго ще издържи, а плътността на мощността определя колко „експлозивна“ може да бъде.
Защо са важни жизненият цикъл и календарният живот?
Отговор: Цикличният живот измерва живота на батерията при честа употреба, което е подходящо за сценарии на работа с висока интензивност, докато календарният живот измерва живота на батерия, която естествено старее с времето, което е подходящо за сценарии на готовност или рядка употреба. Заедно те определят общия живот на батерията.
Кои са основните функции на една BMS система?
Отговор: Основните функции на BMS включват наблюдение на състоянието на батерията (напрежение, ток, температура, SOC, SOH), защита от безопасност (презареждане, презареждане, прегряване, късо съединение и др.), балансиране на клетките и комуникация с външни системи. Това е ядрото за осигуряване на безопасната и ефективна работа на батерийната система.
Какво е C-rate? Какво прави?
Отговор:C-скоростпредставлява кратно на тока на заряд и разряд спрямо капацитета на батерията. Използва се за измерване на скоростта, с която батерията се зарежда и разрежда, и влияе върху действителния капацитет, ефективността, генерирането на топлина и живота на батерията.
Намаляването на пиковите разходи и тарифният арбитраж едно и също нещо ли са?
Отговор: И двата режима на работа използват системи за съхранение на енергия за зареждане и разреждане в различно време. „Намаляването на пиковите натоварвания“ е по-фокусирано върху намаляване на натоварването и цената на електроенергията за клиентите по време на определени периоди на високо търсене или изглаждане на кривата на натоварване на мрежата, докато тарифният арбитраж е по-директен и използва разликата в тарифите между различните периоди от време за покупка и продажба на електроенергия с цел печалба. Целта и фокусът са малко по-различни.
Време на публикуване: 20 май 2025 г.