До 2024 г. процъфтяващият глобален пазар за съхранение на енергия доведе до постепенно признаване на критичната стойност наакумулаторни системи за съхранение на енергияна различни пазари, особено на пазара на слънчева енергия, който постепенно се превърна във важна част от мрежата. Поради периодичния характер на слънчевата енергия, нейното снабдяване е нестабилно и системите за съхранение на енергия от батерии са в състояние да осигурят регулиране на честотата, като по този начин ефективно балансират работата на мрежата. В бъдеще устройствата за съхранение на енергия ще играят още по-важна роля в осигуряването на пиков капацитет и отлагането на необходимостта от скъпи инвестиции в съоръжения за разпределение, пренос и производство.
Цената на слънчевите и батерийните системи за съхранение на енергия падна драстично през последното десетилетие. На много пазари приложенията за възобновяема енергия постепенно подкопават конкурентоспособността на традиционното производство на изкопаеми горива и ядрена енергия. Докато някога се смяташе, че производството на възобновяема енергия е твърде скъпо, днес цената на някои изкопаеми енергийни източници е много по-висока от цената на производството на възобновяема енергия.
Освен това,комбинация от слънчева енергия + съоръжения за съхранение може да осигури захранване към мрежата, заменяйки ролята на електроцентралите, работещи с природен газ. Със значително намалени инвестиционни разходи за съоръжения за слънчева енергия и без разходи за гориво през целия им жизнен цикъл, комбинацията вече осигурява енергия на по-ниска цена от традиционните енергийни източници. Когато съоръженията за слънчева енергия се комбинират със системи за съхранение на батерии, тяхната мощност може да се използва за определени периоди от време, а бързото време за реакция на батериите позволява на техните проекти да отговарят гъвкаво на нуждите както на пазара на капацитет, така и на пазара на спомагателни услуги.
в момента,литиево-йонните батерии, базирани на технологията литиево-железен фосфат (LiFePO4), доминират пазара за съхранение на енергия.Тези батерии са широко използвани поради тяхната висока безопасност, дълъг живот на цикъла и стабилни термични характеристики. Въпреки че енергийната плътност налитиево-железни фосфатни батериие малко по-нисък от този на другите видове литиеви батерии, те все още са постигнали значителен напредък чрез оптимизиране на производствените процеси, подобряване на ефективността на производството и намаляване на разходите. Очаква се до 2030 г. цената на литиево-железните фосфатни батерии да намалее допълнително, докато тяхната конкурентоспособност на пазара за съхранение на енергия ще продължи да се увеличава.
С бързото нарастване на търсенето на електрически превозни средства,жилищна система за съхранение на енергия, C&I система за разход на енергияи широкомащабни системи за съхранение на енергия, предимствата на Li-FePO4 батериите по отношение на цена, живот и безопасност ги правят надеждна опция. Докато неговите цели за енергийна плътност може да не са толкова значими, колкото тези на други химически батерии, неговите предимства в безопасността и дълголетието му дават място в сценарии на приложение, които изискват дългосрочна надеждност.
Фактори, които трябва да имате предвид при внедряването на оборудване за съхранение на енергия от батерии
Има много фактори, които трябва да се вземат предвид при разполагането на оборудване за съхранение на енергия. Мощността и продължителността на акумулаторната система за съхранение на енергия зависи от нейното предназначение в проекта. Целта на проекта се определя от неговата икономическа стойност. Икономическата му стойност зависи от пазара, на който участва системата за съхранение на енергия. Този пазар в крайна сметка определя как батерията ще разпределя енергията, зареждането или разреждането и колко дълго ще издържи. Така че мощността и продължителността на батерията не само определят инвестиционните разходи на системата за съхранение на енергия, но и експлоатационния живот.
Процесът на зареждане и разреждане на система за съхранение на енергия на батерията ще бъде печеливш на някои пазари. В други случаи се изискват само разходите за зареждане, а разходите за зареждане са разходите за извършване на бизнеса за съхранение на енергия. Количеството и скоростта на зареждане не са същите като количеството на разреждане.
Например в мрежови инсталации за съхранение на слънчева енергия + батерии или в приложения на система за съхранение от страна на клиента, които използват слънчева енергия, системата за съхранение на батерии използва енергия от съоръжението за генериране на слънчева енергия, за да се класира за инвестиционни данъчни кредити (ITC). Например, има нюанси на концепцията за плащане до зареждане за системи за съхранение на енергия в регионалните преносни организации (RTO). В примера за инвестиционен данъчен кредит (ITC), системата за съхранение на батерии увеличава стойността на собствения капитал на проекта, като по този начин увеличава вътрешната норма на възвръщаемост на собственика. В примера с PJM системата за съхранение на батерията плаща за зареждане и разреждане, така че нейната компенсация за изплащане е пропорционална на нейната електрическа пропускателна способност.
Изглежда нелогично да се каже, че мощността и продължителността на батерията определят нейния живот. Редица фактори като мощност, продължителност и живот правят технологиите за съхранение на батерии различни от другите енергийни технологии. В основата на системата за съхранение на енергия от батерии е батерията. Подобно на слънчевите клетки, техните материали се разграждат с времето, намалявайки производителността. Слънчевите клетки губят мощност и ефективност, докато влошаването на батерията води до загуба на капацитет за съхранение на енергия.Докато слънчевите системи могат да издържат 20-25 години, системите за съхранение на батерии обикновено издържат само 10 до 15 години.
Разходите за подмяна и подмяна трябва да се вземат предвид за всеки проект. Потенциалът за замяна зависи от производителността на проекта и условията, свързани с неговото функциониране.
Четирите основни фактора, които водят до спад в производителността на батерията са?
- Работна температура на батерията
- Ток на батерията
- Средно ниво на зареждане на батерията (SOC)
- „Колебанията“ на средното състояние на зареждане на батерията (SOC), т.е. интервалът на средното състояние на зареждане на батерията (SOC), в който батерията се намира през повечето време. Третият и четвъртият фактор са свързани.
В проекта има две стратегии за управление на живота на батерията.Първата стратегия е да се намали размерът на батерията, ако проектът се поддържа от приходи, и да се намалят планираните бъдещи разходи за подмяна. На много пазари планираните приходи могат да подкрепят бъдещи разходи за подмяна. Като цяло, бъдещите намаления на разходите за компоненти трябва да се вземат предвид при оценката на бъдещите разходи за подмяна, което е в съответствие с пазарния опит през последните 10 години. Втората стратегия е да се увеличи размерът на батерията, за да се минимизира нейният общ ток (или C-скорост, просто дефиниран като зареждане или разреждане на час) чрез прилагане на паралелни клетки. По-ниските токове на зареждане и разреждане водят до по-ниски температури, тъй като батерията генерира топлина по време на зареждане и разреждане. Ако има излишна енергия в системата за съхранение на батерията и се използва по-малко енергия, количеството на зареждане и разреждане на батерията ще бъде намалено и нейният живот ще бъде удължен.
Зареждане/разреждане на батерията е ключов термин.Автомобилната индустрия обикновено използва „цикли“ като мярка за живота на батерията. При стационарни приложения за съхранение на енергия е по-вероятно батериите да бъдат частично заредени, което означава, че те могат да бъдат частично заредени или частично разредени, като всяко зареждане и разреждане е недостатъчно.
Налична енергия на батерията.Приложенията на системи за съхранение на енергия може да се променят по-малко от веднъж на ден и, в зависимост от пазарното приложение, може да надхвърлят този показател. Следователно персоналът трябва да определи живота на батерията чрез оценка на капацитета на батерията.
Живот и проверка на устройството за съхранение на енергия
Тестването на устройства за съхранение на енергия се състои от две основни области.Първо, тестването на батерийни клетки е от решаващо значение за оценката на живота на системата за съхранение на енергия на батерията.Тестването на батерийните клетки разкрива силните и слабите страни на батерийните клетки и помага на операторите да разберат как батериите трябва да бъдат интегрирани в системата за съхранение на енергия и дали тази интеграция е подходяща.
Серийните и паралелни конфигурации на батерийни клетки помагат да се разбере как работи една батерийна система и как е проектирана.Батерийните клетки, свързани последователно, позволяват натрупване на напрежения на батериите, което означава, че системното напрежение на акумулаторна система с множество последователно свързани батерийни клетки е равно на напрежението на отделните батерийни клетки, умножено по броя на клетките. Серийно свързаните батерийни архитектури предлагат предимства по отношение на разходите, но имат и някои недостатъци. Когато батериите са свързани последователно, отделните клетки черпят същия ток като батерията. Например, ако една клетка има максимално напрежение от 1V и максимален ток от 1A, тогава 10 клетки в серия имат максимално напрежение от 10V, но те все още имат максимален ток от 1A, за обща мощност от 10V * 1A = 10W. Когато е свързана последователно, акумулаторната система е изправена пред предизвикателство за наблюдение на напрежението. Мониторингът на напрежението може да се извърши на последователно свързани батерии, за да се намалят разходите, но е трудно да се открие повреда или влошаване на капацитета на отделните клетки.
От друга страна, паралелните батерии позволяват натрупване на ток, което означава, че напрежението на паралелния пакет батерии е равно на напрежението на отделните клетки и токът на системата е равен на тока на отделните клетки, умножен по броя на клетките в паралел. Например, ако се използва една и съща батерия от 1V, 1A, две батерии могат да бъдат свързани паралелно, което ще намали тока наполовина, а след това 10 чифта паралелни батерии могат да бъдат свързани последователно, за да се постигне 10V при 1V напрежение и 1A ток , но това е по-често срещано в паралелна конфигурация.
Тази разлика между последователни и паралелни методи за свързване на батерията е важна, когато се разглеждат гаранции за капацитет на батерията или гаранционни политики. Следните фактори преминават през йерархията и в крайна сметка влияят върху живота на батерията:характеристики на пазара ➜ поведение при зареждане/разреждане ➜ системни ограничения ➜ серия от батерии и паралелна архитектура.Следователно капацитетът на табелката на батерията не е индикация, че може да има прекомерно изграждане в системата за съхранение на батерията. Наличието на свръхнатрупване е важно за гаранцията на батерията, тъй като определя тока и температурата на батерията (температурата на престой на клетката в диапазона SOC), докато ежедневната работа ще определи живота на батерията.
Тестването на системата е допълнение към тестването на батерийни клетки и често е по-приложимо към изискванията на проекта, които демонстрират правилното функциониране на акумулаторната система.
За да изпълнят договор, производителите на батерии за съхранение на енергия обикновено разработват фабрични или полеви тестови протоколи за проверка на функционалността на системата и подсистемата, но може да не се справят с риска производителността на батерийната система да надхвърли живота на батерията. Често срещана дискусия относно въвеждането в експлоатация на място е условията за тестване на капацитета и дали те са подходящи за приложението на акумулаторната система.
Значение на тестването на батерията
След като DNV GL тества батерия, данните се включват в годишна карта с показатели за производителността на батерията, която предоставя независими данни за купувачите на батерийни системи. Картата с показатели показва как батерията реагира на четири условия на приложение: температура, ток, флуктуации на средното състояние на заряд (SOC) и средното състояние на заряд (SOC).
Тестът сравнява производителността на батерията с нейната серийно-паралелна конфигурация, системни ограничения, пазарно поведение при зареждане/разреждане и пазарна функционалност. Тази уникална услуга независимо проверява дали производителите на батерии са отговорни и правилно оценяват своите гаранции, така че собствениците на батерийни системи да могат да направят информирана оценка на тяхното излагане на технически риск.
Избор на доставчик на оборудване за съхранение на енергия
За да реализираме визията за съхранение на батерията,изборът на доставчик е критичен– така че работата с доверени технически експерти, които разбират всички аспекти на предизвикателствата и възможностите от мащаба на полезността, е най-добрата рецепта за успех на проекта. Изборът на доставчик на система за съхранение на батерии трябва да гарантира, че системата отговаря на международните стандарти за сертифициране. Например, системите за съхранение на батерии са тествани в съответствие с UL9450A и докладите от тестовете са достъпни за преглед. Всички други специфични за местоположението изисквания, като допълнително откриване на пожар и защита или вентилация, може да не са включени в основния продукт на производителя и ще трябва да бъдат етикетирани като задължителна добавка.
В обобщение, устройствата за съхранение на енергия в мащаб на комунални услуги могат да се използват за осигуряване на съхранение на електрическа енергия и поддръжка на решения за точка на натоварване, пиково търсене и прекъсващо захранване. Тези системи се използват в много области, където системите с изкопаеми горива и/или традиционните подобрения се считат за неефективни, непрактични или скъпи. Много фактори могат да повлияят на успешното развитие на такива проекти и тяхната финансова жизнеспособност.
Важно е да работите с надежден производител на акумулатори.BSLBATT Energy е водещ пазарен доставчик на интелигентни решения за съхранение на батерии, като проектира, произвежда и доставя усъвършенствани инженерни решения за специализирани приложения. Визията на компанията е фокусирана върху подпомагането на клиентите при решаването на уникалните енергийни проблеми, които засягат техния бизнес, а експертизата на BSLBATT може да предостави напълно персонализирани решения за постигане на целите на клиента.
Време на публикуване: 28 август 2024 г