L'any 2024, el mercat mundial d'emmagatzematge d'energia en auge ha portat al reconeixement gradual del valor crític desistemes d'emmagatzematge d'energia de la bateriaen diversos mercats, especialment en el mercat de l'energia solar, que a poc a poc s'ha convertit en una part important de la xarxa. A causa de la naturalesa intermitent de l'energia solar, el seu subministrament és inestable i els sistemes d'emmagatzematge d'energia de la bateria són capaços de proporcionar una regulació de freqüència, equilibrant així eficaçment el funcionament de la xarxa. En el futur, els dispositius d'emmagatzematge d'energia tindran un paper encara més important a l'hora de proporcionar la màxima capacitat i ajornar la necessitat d'inversions costoses en instal·lacions de distribució, transmissió i generació.
El cost dels sistemes d'emmagatzematge d'energia solar i de bateries ha caigut dràsticament durant l'última dècada. En molts mercats, les aplicacions d'energies renovables estan minant gradualment la competitivitat de la generació tradicional d'energia fòssil i nuclear. Mentre que antigament es creia àmpliament que la generació d'energia renovable era massa costosa, avui el cost de determinades fonts d'energia fòssils és molt superior al cost de la generació d'energia renovable.
A més,una combinació d'instal·lacions solars + emmagatzematge pot proporcionar energia a la xarxa, substituint el paper de les centrals elèctriques de gas natural. Amb els costos d'inversió per a les instal·lacions d'energia solar significativament reduïts i sense costos de combustible incorreguts al llarg del seu cicle de vida, la combinació ja proporciona energia a un cost més baix que les fonts d'energia tradicionals. Quan les instal·lacions d'energia solar es combinen amb sistemes d'emmagatzematge de bateries, la seva potència es pot utilitzar durant períodes de temps específics, i el ràpid temps de resposta de les bateries permet que els seus projectes responguin de manera flexible a les necessitats tant del mercat de capacitat com del mercat de serveis auxiliars.
Actualment,Les bateries d'ions de liti basades en la tecnologia de fosfat de ferro de liti (LiFePO4) dominen el mercat d'emmagatzematge d'energia.Aquestes bateries s'utilitzen àmpliament per la seva alta seguretat, llarg cicle de vida i rendiment tèrmic estable. Encara que la densitat d'energia debateries de fosfat de ferro de litiés lleugerament inferior a la d'altres tipus de bateries de liti, encara s'han avançat importants optimitzant els processos de producció, millorant l'eficiència de fabricació i reduint costos. S'espera que el 2030 el preu de les bateries de fosfat de ferro de liti continuï disminuint, mentre que la seva competitivitat en el mercat d'emmagatzematge d'energia continuarà augmentant.
Amb el ràpid creixement de la demanda de vehicles elèctrics,sistema d'emmagatzematge d'energia residencial, Sistema d'energia C&Ii sistemes d'emmagatzematge d'energia a gran escala, els avantatges de les bateries Li-FePO4 en termes de cost, vida útil i seguretat les converteixen en una opció fiable. Tot i que els seus objectius de densitat d'energia poden no ser tan significatius com els d'altres bateries químiques, els seus avantatges en seguretat i longevitat li donen un lloc en escenaris d'aplicació que requereixen fiabilitat a llarg termini.
Factors a tenir en compte a l'hora de desplegar equips d'emmagatzematge d'energia de la bateria
Hi ha molts factors a tenir en compte a l'hora de desplegar equips d'emmagatzematge d'energia. La potència i la durada del sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria depèn de la seva finalitat en el projecte. La finalitat del projecte ve determinada pel seu valor econòmic. El seu valor econòmic depèn del mercat en què participa el sistema d'emmagatzematge d'energia. Aquest mercat determina, en última instància, com distribuirà l'energia, càrrega o descàrrega la bateria i quant de temps durarà. Així, la potència i la durada de la bateria no només determinen el cost d'inversió del sistema d'emmagatzematge d'energia, sinó també la vida operativa.
El procés de càrrega i descàrrega d'un sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria serà rendible en alguns mercats. En altres casos, només cal el cost de la càrrega, i el cost de la càrrega és el cost de dur a terme el negoci d'emmagatzematge d'energia. La quantitat i la taxa de càrrega no és la mateixa que la quantitat de descàrrega.
Per exemple, a les instal·lacions d'emmagatzematge d'energia solar + bateries a escala de xarxa, o en aplicacions de sistemes d'emmagatzematge del costat del client que utilitzen energia solar, el sistema d'emmagatzematge de bateries utilitza l'energia de la instal·lació de generació solar per poder beneficiar-se de crèdits fiscals a la inversió (ITC). Per exemple, hi ha matisos en el concepte de pagament per càrrec per als sistemes d'emmagatzematge d'energia a les organitzacions regionals de transmissió (RTO). En l'exemple del crèdit fiscal a la inversió (ITC), el sistema d'emmagatzematge de bateries augmenta el valor patrimonial del projecte, augmentant així la taxa interna de rendibilitat del propietari. A l'exemple de PJM, el sistema d'emmagatzematge de la bateria paga la càrrega i la descàrrega, de manera que la seva compensació d'amortització és proporcional al seu rendiment elèctric.
Sembla contraintuïtiu dir que la potència i la durada d'una bateria determinen la seva vida útil. Diversos factors, com ara la potència, la durada i la vida útil, fan que les tecnologies d'emmagatzematge de la bateria siguin diferents d'altres tecnologies energètiques. Al cor d'un sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria hi ha la bateria. Igual que les cèl·lules solars, els seus materials es degraden amb el temps, reduint el rendiment. Les cèl·lules solars perden potència i eficiència, mentre que la degradació de la bateria provoca la pèrdua de capacitat d'emmagatzematge d'energia.Mentre que els sistemes solars poden durar entre 20 i 25 anys, els sistemes d'emmagatzematge de bateries solen durar només entre 10 i 15 anys.
Els costos de substitució i substitució s'han de considerar per a qualsevol projecte. El potencial de substitució depèn del rendiment del projecte i de les condicions associades al seu funcionament.
Els quatre factors principals que condueixen a una disminució del rendiment de la bateria són?
- Temperatura de funcionament de la bateria
- Corrent de la bateria
- Estat mitjà de càrrega de la bateria (SOC)
- L'"oscil·lació" de l'estat de càrrega mitjà de la bateria (SOC), és a dir, l'interval de l'estat de càrrega mitjà de la bateria (SOC) en què es troba la bateria la majoria del temps. El tercer i el quart factors estan relacionats.
Hi ha dues estratègies per gestionar la durada de la bateria al projecte.La primera estratègia és reduir la mida de la bateria si el projecte es recolza amb ingressos i reduir el cost de reemplaçament futur previst. En molts mercats, els ingressos planificats poden suportar els costos de substitució futurs. En general, les futures reduccions de costos dels components s'han de tenir en compte a l'hora d'estimar els costos de reemplaçament futurs, que és coherent amb l'experiència del mercat durant els darrers 10 anys. La segona estratègia és augmentar la mida de la bateria per tal de minimitzar el seu corrent total (o velocitat C, simplement definida com a càrrega o descàrrega per hora) mitjançant la implementació de cèl·lules paral·leles. Els corrents de càrrega i descàrrega més baixos tendeixen a produir temperatures més baixes, ja que la bateria genera calor durant la càrrega i la descàrrega. Si hi ha un excés d'energia al sistema d'emmagatzematge de la bateria i s'utilitza menys energia, la quantitat de càrrega i descàrrega de la bateria es reduirà i la seva vida útil s'allargarà.
Càrrega/descàrrega de la bateria és un terme clau.La indústria de l'automòbil normalment utilitza els "cicles" com a mesura de la durada de la bateria. A les aplicacions estacionàries d'emmagatzematge d'energia, és més probable que les bateries es ciclin parcialment, és a dir, poden estar parcialment carregades o parcialment descarregades, amb cada càrrega i descàrrega insuficients.
Energia de la bateria disponible.Les aplicacions del sistema d'emmagatzematge d'energia poden circular menys d'una vegada al dia i, depenent de l'aplicació del mercat, poden superar aquesta mètrica. Per tant, el personal hauria de determinar la durada de la bateria mitjançant l'avaluació del rendiment de la bateria.
Vida i verificació del dispositiu d'emmagatzematge d'energia
Les proves de dispositius d'emmagatzematge d'energia consta de dues àrees principals.En primer lloc, les proves de cèl·lules de la bateria són fonamentals per avaluar la vida útil d'un sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria.Les proves de les bateries revelen els punts forts i febles de les cèl·lules de la bateria i ajuden els operadors a entendre com s'han d'integrar les bateries al sistema d'emmagatzematge d'energia i si aquesta integració és adequada.
Les configuracions en sèrie i en paral·lel de les cèl·lules de la bateria ajuden a entendre com funciona un sistema de bateries i com està dissenyat.Les cèl·lules de la bateria connectades en sèrie permeten apilar les tensions de la bateria, la qual cosa significa que la tensió del sistema d'un sistema de bateries amb múltiples cel·les de bateria connectades en sèrie és igual a la tensió individual de la cel·la de la bateria multiplicada pel nombre de cel·les. Les arquitectures de bateries connectades en sèrie ofereixen avantatges de costos, però també tenen alguns desavantatges. Quan les bateries es connecten en sèrie, les cèl·lules individuals consumeixen el mateix corrent que el paquet de bateries. Per exemple, si una cel·la té una tensió màxima d'1 V i un corrent màxim d'1 A, llavors 10 cel·les en sèrie tenen una tensió màxima de 10 V, però encara tenen un corrent màxim d'1 A, per a una potència total de 10 V * 1 A = 10W. Quan es connecta en sèrie, el sistema de bateries s'enfronta a un repte de control de tensió. El control de la tensió es pot realitzar en paquets de bateries connectats en sèrie per reduir costos, però és difícil detectar danys o degradació de la capacitat de les cèl·lules individuals.
D'altra banda, les bateries paral·leles permeten l'apilament de corrent, el que significa que la tensió del paquet de bateries paral·leles és igual a la tensió de la cel·la individual i el corrent del sistema és igual al corrent de la cel·la individual multiplicat pel nombre de cel·les en paral·lel. Per exemple, si s'utilitza la mateixa bateria d'1V, 1A, es poden connectar dues bateries en paral·lel, cosa que reduirà el corrent a la meitat, i després es poden connectar 10 parells de bateries paral·leles en sèrie per aconseguir 10V a 1V de tensió i 1A de corrent. , però això és més comú en una configuració paral·lela.
Aquesta diferència entre els mètodes de connexió de la bateria en sèrie i en paral·lel és important quan es consideren les garanties de capacitat de la bateria o les polítiques de garantia. Els factors següents flueixen a través de la jerarquia i, finalment, afecten la durada de la bateria:característiques del mercat ➜ comportament de càrrega/descàrrega ➜ limitacions del sistema ➜ sèrie de bateries i arquitectura paral·lela.Per tant, la capacitat de la placa d'identificació de la bateria no és una indicació que pugui existir una sobrecàrrega al sistema d'emmagatzematge de la bateria. La presència de sobrecàrrega és important per a la garantia de la bateria, ja que determina el corrent i la temperatura de la bateria (temperatura de residència de la cel·la en el rang SOC), mentre que el funcionament diari determinarà la durada de la bateria.
Les proves del sistema són un complement a les proves de cèl·lules de la bateria i sovint són més aplicables als requisits del projecte que demostren el funcionament correcte del sistema de bateries.
Per complir un contracte, els fabricants de bateries d'emmagatzematge d'energia solen desenvolupar protocols de prova de posada en marxa de fàbrica o de camp per verificar la funcionalitat del sistema i del subsistema, però és possible que no abordin el risc que el rendiment del sistema de bateries superi la durada de la bateria. Una discussió habitual sobre la posada en marxa de camp són les condicions de prova de capacitat i si són rellevants per a l'aplicació del sistema de bateries.
Importància de les proves de bateries
Després que DNV GL hagi provat una bateria, les dades s'incorporen a un quadre de puntuació anual del rendiment de la bateria, que proporciona dades independents per als compradors de sistemes de bateria. El quadre de comandament mostra com respon la bateria a quatre condicions d'aplicació: temperatura, corrent, fluctuacions de l'estat mitjà de càrrega (SOC) i de l'estat mitjà de càrrega (SOC).
La prova compara el rendiment de la bateria amb la seva configuració en sèrie en paral·lel, les limitacions del sistema, el comportament de càrrega/descàrrega del mercat i la funcionalitat del mercat. Aquest servei únic verifica de manera independent que els fabricants de bateries siguin responsables i avaluen correctament les seves garanties perquè els propietaris del sistema de bateries puguin fer una avaluació informada de la seva exposició al risc tècnic.
Selecció de proveïdors d'equips d'emmagatzematge d'energia
Per tal de realitzar la visió d'emmagatzematge de la bateria,La selecció de proveïdors és fonamentalPer tant, treballar amb experts tècnics de confiança que entenen tots els aspectes dels reptes i oportunitats a escala de serveis públics és la millor recepta per a l'èxit del projecte. La selecció d'un proveïdor de sistemes d'emmagatzematge de bateries ha de garantir que el sistema compleix els estàndards de certificació internacionals. Per exemple, els sistemes d'emmagatzematge de bateries s'han provat d'acord amb UL9450A i els informes de proves estan disponibles per a la seva revisió. Qualsevol altre requisit específic de la ubicació, com ara detecció i protecció o ventilació d'incendis addicionals, pot no estar inclòs al producte base del fabricant i s'haurà d'etiquetar com a complement necessari.
En resum, els dispositius d'emmagatzematge d'energia a escala de serveis públics es poden utilitzar per proporcionar emmagatzematge d'energia elèctrica i donar suport a solucions de punt de càrrega, demanda punta i potència intermitent. Aquests sistemes s'utilitzen en moltes àrees on els sistemes de combustibles fòssils i/o les actualitzacions tradicionals es consideren ineficients, poc pràctics o costosos. Molts factors poden afectar el desenvolupament exitós d'aquests projectes i la seva viabilitat financera.
És important treballar amb un fabricant d'emmagatzematge de bateries fiable.BSLBATT Energy és un proveïdor líder del mercat de solucions intel·ligents d'emmagatzematge de bateries, dissenyant, fabricant i lliurant solucions d'enginyeria avançades per a aplicacions especialitzades. La visió de l'empresa se centra a ajudar els clients a resoldre els problemes energètics únics que afecten el seu negoci, i l'experiència de BSLBATT pot proporcionar solucions totalment personalitzades per assolir els objectius del client.
Hora de publicació: 28-agost-2024