Systémy akumulačních baterií (ESS)hrají stále důležitější roli s rostoucí globální poptávkou po udržitelné energii a stabilitě sítě. Ať už se používají pro ukládání energie v rozvodné síti, komerční a průmyslové aplikace nebo pro rezidenční solární systémy, pochopení klíčové technické terminologie týkající se baterií pro ukládání energie je zásadní pro efektivní komunikaci, hodnocení výkonu a informované rozhodování.
Žargon v oblasti skladování energie je však rozsáhlý a někdy i skličující. Účelem tohoto článku je poskytnout vám komplexního a snadno srozumitelného průvodce, který vysvětluje základní technickou terminologii v oblasti baterií pro skladování energie, abyste lépe pochopili tuto klíčovou technologii.
Základní pojmy a elektrické jednotky
Pochopení akumulačních baterií začíná základními elektrickými pojmy a jednotkami.
Napětí (V)
Vysvětlení: Napětí je fyzikální veličina, která měří schopnost elektrického pole vykonávat práci. Jednoduše řečeno, je to „rozdíl potenciálů“, který pohání tok elektřiny. Napětí baterie určuje „tah“, který může poskytnout.
Souvisí s ukládáním energie: Celkové napětí bateriového systému je obvykle součtem napětí více článků zapojených v sérii. Různé aplikace (např.nízkonapěťové domácí systémy or vysokonapěťové systémy C&I) vyžadují baterie s různým jmenovitým napětím.
Proud (A)
Vysvětlení: Proud je rychlost směrového pohybu elektrického náboje, „tok“ elektřiny. Jednotkou je ampér (A).
Relevance pro skladování energie: Proces nabíjení a vybíjení baterie je tok proudu. Velikost protékajícího proudu určuje množství energie, které může baterie v daném okamžiku vyrobit.
Výkon (příkon, W nebo kW/MW)
Vysvětlení: Výkon je rychlost, s jakou se energie přeměňuje nebo přenáší. Rovná se napětí vynásobenému proudem (P = V × I). Jednotkou je watt (W), běžně používaný v systémech skladování energie jako kilowatty (kW) nebo megawatty (MW).
Souvisí s ukládáním energie: Výkonová kapacita bateriového systému určuje, jak rychle dokáže dodávat nebo absorbovat elektrickou energii. Například aplikace pro regulaci frekvence vyžadují vysoký výkon.
Energie (energie, Wh nebo kWh/MWh)
Vysvětlení: Energie je schopnost systému vykonávat práci. Je to součin výkonu a času (E = P × t). Jednotkou je watthodina (Wh) a v systémech pro skladování energie se běžně používají kilowatthodiny (kWh) nebo megawatthodiny (MWh).
Souvisí s ukládáním energie: Energetická kapacita je mírou celkového množství elektrické energie, kterou může baterie uložit. To určuje, jak dlouho může systém dodávat energii.
Klíčové pojmy týkající se výkonu a charakterizace baterie
Tyto termíny přímo odrážejí výkonnostní metriky energetických akumulátorů.
Kapacita (Ah)
Vysvětlení: Kapacita je celkové množství náboje, které může baterie uvolnit za určitých podmínek, a měří se vampérhodiny (Ah)Obvykle se vztahuje k jmenovité kapacitě baterie.
Souvisí s ukládáním energie: Kapacita úzce souvisí s energetickou kapacitou baterie a je základem pro výpočet energetické kapacity (Energetická kapacita ≈ Kapacita × Průměrné napětí).
Energetická kapacita (kWh)
Vysvětlení: Celkové množství energie, které může baterie uložit a uvolnit, obvykle vyjádřené v kilowatthodinách (kWh) nebo megawatthodinách (MWh). Je to klíčové měřítko velikosti systému pro ukládání energie.
Souvisí s ukládáním energie: Určuje dobu, po kterou může systém napájet zátěž, nebo kolik obnovitelné energie lze uložit.
Výkon (kW nebo MW)
Vysvětlení: Maximální výstupní výkon, který může bateriový systém poskytnout, nebo maximální vstupní výkon, který může v daném okamžiku absorbovat, vyjádřený v kilowattech (kW) nebo megawattech (MW).
Souvisí s ukládáním energie: Určuje, kolik energie může systém poskytnout po krátkou dobu, např. pro zvládnutí okamžitého vysokého zatížení nebo kolísání sítě.
Hustota energie (Wh/kg nebo Wh/l)
Vysvětlení: Měří množství energie, které může baterie uložit na jednotku hmotnosti (Wh/kg) nebo na jednotku objemu (Wh/l).
Relevance pro skladování energie: Důležité pro aplikace s omezeným prostorem nebo hmotností, jako jsou elektromobily nebo kompaktní systémy skladování energie. Vyšší hustota energie znamená, že ve stejném objemu nebo hmotnosti lze uložit více energie.
Hustota výkonu (W/kg nebo W/l)
Vysvětlení: Měří maximální výkon, který může baterie dodat na jednotku hmotnosti (W/kg) nebo na jednotku objemu (W/l).
Relevantní pro skladování energie: Důležité pro aplikace, které vyžadují rychlé nabíjení a vybíjení, jako je regulace frekvence nebo spouštěcí výkon.
Bedna
Vysvětlení: Rychlost nabíjení a vybíjení (C-rate) představuje rychlost, s jakou se baterie nabíjí a vybíjí, jako násobek její celkové kapacity. 1 C znamená, že se baterie plně nabije nebo vybije za 1 hodinu; 0,5 C znamená za 2 hodiny; 2 C znamená za 0,5 hodiny.
Relevantní pro skladování energie: C-rate je klíčovou metrikou pro posouzení schopnosti baterie se rychle nabíjet a vybíjet. Různé aplikace vyžadují různý výkon C-rate. Vybíjení s vysokým C-rate obvykle vede k mírnému poklesu kapacity a zvýšení tvorby tepla.
Stav nabití (SOC)
Vysvětlení: Udává procento (%) zbývající celkové kapacity baterie.
Souvisí s ukládáním energie: Podobně jako palivoměr v automobilu ukazuje, jak dlouho baterie vydrží nebo jak dlouho je třeba ji nabíjet.
Hloubka vybití (DOD)
Vysvětlení: Udává procento (%) celkové kapacity baterie, které se uvolní během vybíjení. Například pokud se stav nabití zvýší ze 100 % na 20 %, stav nabití je 80 %.
Relevance pro skladování energie: DOD má významný vliv na životnost baterie a mělké vybíjení a nabíjení (nízký DOD) je obvykle prospěšné pro prodloužení její životnosti.
Zdravotní stav (SOH)
Vysvětlení: Udává procentuální podíl aktuálního výkonu baterie (např. kapacity, vnitřního odporu) v porovnání s výkonem zcela nové baterie, což odráží stupeň stárnutí a degradace baterie. Za stav na konci životnosti se obvykle považuje stav nabití (SOH) nižší než 80 %.
Relevance pro skladování energie: SOH je klíčovým ukazatelem pro posouzení zbývající životnosti a výkonu bateriového systému.
Terminologie životnosti a degradace baterie
Pochopení limitů životnosti baterií je klíčem k ekonomickému vyhodnocení a návrhu systému.
Životní cyklus
Vysvětlení: Počet kompletních cyklů nabití/vybití, které baterie vydrží za specifických podmínek (např. specifická hloubka nabití, teplota, rychlost vybíjení C), dokud její kapacita neklesne na určité procento původní kapacity (obvykle 80 %).
Relevantní pro ukládání energie: Toto je důležitý ukazatel pro vyhodnocení životnosti baterie při častém používání (např. ladění sítě, denní cyklování). Delší životnost znamená odolnější baterii.
Život v kalendáři
Vysvětlení: Celková životnost baterie od doby výroby, i když se nepoužívá, časem přirozeně stárne. Je ovlivněna teplotou, stavem nabití při skladování a dalšími faktory.
Relevance pro ukládání energie: Pro záložní napájení nebo aplikace s častým používáním může být kalendářní životnost důležitější metrikou než cyklická životnost.
Degradace
Vysvětlení: Proces, při kterém se výkon baterie (např. kapacita, výkon) během cyklování a v průběhu času nevratně snižuje.
Relevance pro skladování energie: Všechny baterie podléhají degradaci. Řízení teploty, optimalizace strategií nabíjení a vybíjení a používání pokročilých systémů správy budov (BMS) může tento pokles zpomalit.
Útlum kapacity / Útlum výkonu
Vysvětlení: Toto se konkrétně týká snížení maximální dostupné kapacity a snížení maximálního dostupného výkonu baterie.
Relevance pro skladování energie: Tyto dva faktory jsou hlavními formami degradace baterie, které přímo ovlivňují kapacitu systému pro skladování energie a dobu odezvy.
Terminologie pro technické komponenty a systémové komponenty
Systém pro ukládání energie se netýká jen samotné baterie, ale také klíčových podpůrných komponent.
Buňka
Vysvětlení: Nejzákladnější stavební blok baterie, který ukládá a uvolňuje energii prostřednictvím elektrochemických reakcí. Mezi příklady patří lithium-železité fosfátové (LFP) články a lithium-ternární (NMC) články.
Souvisí s ukládáním energie: Výkon a bezpečnost bateriového systému závisí do značné míry na použité technologii článků.
Modul
Vysvětlení: Kombinace několika článků zapojených sériově a/nebo paralelně, obvykle s předběžnou mechanickou strukturou a připojovacími rozhraními.
Relevantní pro skladování energie: Moduly jsou základními jednotkami pro výrobu bateriových bloků, což usnadňuje velkovýrobu a montáž.
Bateriový blok
Vysvětlení: Kompletní bateriový článek sestávající z několika modulů, systému správy baterií (BMS), systému tepelného řízení, elektrických připojení, mechanických konstrukcí a bezpečnostních zařízení.
Relevance pro skladování energie: Bateriový blok je klíčovou součástí systému skladování energie a je to jednotka, která je dodávána a instalována přímo.
Systém správy baterií (BMS)
Vysvětlení: „Mozek“ bateriového systému. Je zodpovědný za monitorování napětí, proudu, teploty, stavu nabití (SOC), stavu nabití (SOH) baterie, její ochranu před přebíjením, přebíjením, přehřátím atd., provádění vyvažování článků a komunikaci s externími systémy.
Relevantní pro ukládání energie: Systém BMS je klíčový pro zajištění bezpečnosti, optimalizace výkonu a maximalizace životnosti bateriového systému a je srdcem každého spolehlivého systému ukládání energie.
(Návrh na interní prolinkování: odkaz na stránku vašeho webu o technologii BMS nebo výhodách produktu)
Systém pro přeměnu energie (PCS) / střídač
Vysvětlení: Převádí stejnosměrný proud (DC) z baterie na střídavý proud (AC) pro napájení sítě nebo zátěží a naopak (z AC na DC pro nabíjení baterie).
Související s ukládáním energie: PCS je mostem mezi baterií a sítí/zátěží a jeho účinnost a strategie řízení přímo ovlivňují celkový výkon systému.
Bilance rostlin (BOP)
Vysvětlení: Vztahuje se na veškerá podpůrná zařízení a systémy kromě bateriového bloku a PCS, včetně systémů tepelného řízení (chlazení/topení), protipožárních systémů, bezpečnostních systémů, řídicích systémů, kontejnerů nebo skříní, rozvodných jednotek atd.
Související s ukládáním energie: BOP zajišťuje, že bateriový systém pracuje v bezpečném a stabilním prostředí a je nezbytnou součástí budování kompletního systému ukládání energie.
Systém pro ukládání energie (ESS) / Systém pro ukládání energie v bateriích (BESS)
Vysvětlení: Označuje kompletní systém integrující všechny nezbytné komponenty, jako jsou bateriové moduly, PCS, BMS a BOP atd. BESS konkrétně označuje systém využívající baterie jako médium pro ukládání energie.
Související s ukládáním energie: Toto je finální dodávka a nasazení řešení pro ukládání energie.
Podmínky provozního a aplikačního scénáře
Tyto termíny popisují funkci systému pro ukládání energie v praktické aplikaci.
Nabíjení/vybíjení
Vysvětlení: Nabíjení je ukládání elektrické energie v baterii; vybíjení je uvolňování elektrické energie z baterie.
Souvisí s ukládáním energie: základní provoz systému pro ukládání energie.
Efektivita zpáteční cesty (RTE)
Vysvětlení: Klíčové měřítko účinnosti systému pro ukládání energie. Je to poměr (obvykle vyjádřený v procentech) celkové energie odebrané z baterie k celkové energii vstupní do systému pro uložení této energie. Ke ztrátám účinnosti dochází především během procesu nabíjení/vybíjení a během přeměny PCS.
Související s ukládáním energie: Vyšší RTE znamená menší energetické ztráty, což zlepšuje ekonomiku systému.
Vyrovnávání špičkových hodnot / Vyrovnávání zátěže
Vysvětlení:
Kompenzace špičkového zatížení: Využití systémů pro ukládání energie k vypouštění energie během hodin špičkového zatížení sítě, čímž se snižuje množství energie nakupované ze sítě, a tím i špičkové zatížení a náklady na elektřinu.
Vyrovnávání zátěže: Využití levné elektřiny k nabíjení úložných systémů v době nízkého zatížení (když jsou ceny elektřiny nízké) a jejich vybíjení ve špičce.
Související s ukládáním energie: Toto je jedna z nejběžnějších aplikací systémů pro ukládání energie v komerčních, průmyslových a rozvodných sítích, která je navržena tak, aby snižovala náklady na elektřinu nebo vyrovnávala profily zátěže.
Regulace frekvence
Vysvětlení: Sítě musí udržovat stabilní provozní frekvenci (např. 50 Hz v Číně). Frekvence klesá, když je dodávka menší než spotřeba elektřiny, a stoupá, když je dodávka větší než spotřeba elektřiny. Systémy pro ukládání energie mohou pomoci stabilizovat frekvenci sítě absorpcí nebo vstřikováním energie prostřednictvím rychlého nabíjení a vybíjení.
Související s ukládáním energie: Bateriové úložiště je díky své rychlé době odezvy velmi vhodné pro regulaci frekvence sítě.
Arbitráž
Vysvětlení: Provoz, který využívá rozdílů v cenách elektřiny v různých denních dobách. Nabíjení v době, kdy je cena elektřiny nízká, a vybíjení v době, kdy je cena elektřiny vysoká, čímž se dosahuje rozdílu v ceně.
Související s ukládáním energie: Jedná se o ziskový model pro systémy ukládání energie na trhu s elektřinou.
Závěr
Pochopení klíčové technické terminologie v oblasti baterií pro ukládání energie je vstupní branou do oboru. Od základních elektrických jednotek až po komplexní systémové integrace a aplikační modely, každý termín představuje důležitý aspekt technologie ukládání energie.
Doufejme, že s vysvětlením v tomto článku získáte jasnější představu o bateriích pro ukládání energie, abyste mohli lépe vyhodnotit a vybrat správné řešení pro ukládání energie pro vaše potřeby.
Často kladené otázky (FAQ)
Jaký je rozdíl mezi hustotou energie a hustotou výkonu?
Odpověď: Hustota energie měří celkové množství energie, které lze uložit na jednotku objemu nebo hmotnosti (se zaměřením na dobu vybíjení); hustota výkonu měří maximální množství energie, které lze dodat na jednotku objemu nebo hmotnosti (se zaměřením na rychlost vybíjení). Jednoduše řečeno, hustota energie určuje, jak dlouho vydrží, a hustota výkonu určuje, jak „explozivní“ může být.
Proč jsou životní cyklus a kalendářní život důležité?
Odpověď: Cyklová životnost měří životnost baterie při častém používání, což je vhodné pro scénáře provozu s vysokou intenzitou, zatímco kalendářní životnost měří životnost baterie, která přirozeně stárne v průběhu času, což je vhodné pro scénáře pohotovostního režimu nebo občasného používání. Společně určují celkovou životnost baterie.
Jaké jsou hlavní funkce BMS?
Odpověď: Mezi hlavní funkce BMS patří monitorování stavu baterie (napětí, proud, teplota, SOC, SOH), bezpečnostní ochrana (přebíjení, podbíjení, přehřátí, zkrat atd.), vyvažování článků a komunikace s externími systémy. Je to jádro zajištění bezpečného a efektivního provozu bateriového systému.
Co je C-rate? K čemu slouží?
Odpověď:Bednapředstavuje násobek nabíjecího a vybíjecího proudu vzhledem ke kapacitě baterie. Používá se k měření rychlosti nabíjení a vybíjení baterie a ovlivňuje skutečnou kapacitu, účinnost, generování tepla a životnost baterie.
Jsou snižování cen zakázek (peak shaving) a celní arbitráž totéž?
Odpověď: Oba režimy provozu využívají systémy pro ukládání energie k nabíjení a vybíjení v různých časech. Snižování špičkové spotřeby se více zaměřuje na snižování zátěže a nákladů na elektřinu pro zákazníky během specifických období vysoké poptávky nebo na vyhlazení křivky zatížení sítě, zatímco tarifní arbitráž je přímější a využívá rozdíl v tarifech mezi různými časovými obdobími k nákupu a prodeji elektřiny za účelem zisku. Účel a zaměření se mírně liší.
Čas zveřejnění: 20. května 2025