Energiat salvestavad akusüsteemid (ESS)mängivad üha olulisemat rolli, kuna ülemaailmne nõudlus säästva energia ja võrgu stabiilsuse järele kasvab. Olenemata sellest, kas neid kasutatakse võrgupõhise energia salvestamiseks, äri- ja tööstusrakendustes või elamute päikesepaneelide pakettide jaoks, on energiasalvestusakude põhilise tehnilise terminoloogia mõistmine ülioluline tõhusaks suhtlemiseks, jõudluse hindamiseks ja teadlike otsuste tegemiseks.
Energia salvestamise valdkonna žargoon on aga lai ja kohati hirmutav. Selle artikli eesmärk on pakkuda teile põhjalikku ja hõlpsasti mõistetavat juhendit, mis selgitab energia salvestamise akude valdkonna põhilist tehnilist terminoloogiat, et aidata teil sellest olulisest tehnoloogiast paremini aru saada.
Põhimõisted ja elektriseadmed
Energiat salvestavate akude mõistmine algab mõnest põhilisest elektrikontseptsioonist ja -ühikust.
Pinge (V)
Selgitus: Pinge on füüsikaline suurus, mis mõõdab elektrivälja jõu võimet tööd teha. Lihtsamalt öeldes on see potentsiaalide vahe, mis juhib elektrivoolu. Aku pinge määrab selle tekitatava tõukejõu.
Energia salvestamisega seotud: akusüsteemi kogupinge on tavaliselt mitme järjestikku ühendatud elemendi pingete summa. Erinevad rakendused (ntmadalpinge kodusüsteemid or kõrgepinge juhtimine ja juhtimissüsteemid) vajavad erineva pingereitinguga akusid.
Voolutugevus (A)
Selgitus: Voolutugevus on elektrilaengu suunatud liikumise kiirus ehk elektri „vool“. Ühik on amper (A).
Seos energia salvestamisega: Aku laadimise ja tühjendamise protsess on voolu liikumine. Voolu hulk määrab energia hulga, mida aku suudab antud ajahetkel toota.
Võimsus (võimsus, W või kW/MW)
Selgitus: Võimsus on kiirus, millega energiat muundatakse või edastatakse. See on võrdne pinge ja voolutugevuse korrutisega (P = V × I). Ühik on vatt (W), mida energiasalvestussüsteemides tavaliselt kasutatakse kilovattide (kW) või megavattide (MW) kujul.
Energia salvestamisega seotud: akusüsteemi võimsus määrab, kui kiiresti see suudab elektrienergiat tarnida või neelata. Näiteks sageduse reguleerimise rakendused nõuavad suurt võimsust.
Energia (energia, Wh või kWh/MWh)
Selgitus: Energia on süsteemi võime teha tööd. See on võimsuse ja aja korrutis (E = P × t). Ühik on vatt-tund (Wh) ja kilovatt-tunde (kWh) või megavatt-tunde (MWh) kasutatakse tavaliselt energiasalvestussüsteemides.
Energia salvestamisega seotud: energiamaht on mõõt, mis näitab aku poolt salvestatava elektrienergia koguhulka. See määrab, kui kaua süsteem suudab energiat pakkuda.
Aku jõudluse ja iseloomustuse põhiterminid
Need terminid kajastavad otseselt energiasalvestusakude jõudlusnäitajaid.
Mahtuvus (Ah)
Selgitus: Mahtuvus on aku kogulaeng, mida see teatud tingimustel vabastada suudab, ja seda mõõdetakseamper-tundi (Ah)Tavaliselt viitab see aku nimimahutavusele.
Energia salvestamisega seotud: mahutavus on tihedalt seotud aku energiamahutavusega ja on energiamahutavuse arvutamise aluseks (energiamaht ≈ mahutavus × keskmine pinge).
Energiamaht (kWh)
Selgitus: Aku poolt salvestatav ja vabastatav koguenergia, mida tavaliselt väljendatakse kilovatt-tundides (kWh) või megavatt-tundides (MWh). See on energiasalvestussüsteemi suuruse peamine mõõt.
Energia salvestamisega seotud: määrab aja, mille jooksul süsteem suudab koormust toita või kui palju taastuvenergiat saab salvestada.
Võimsus (kW või MW)
Selgitus: Akusüsteemi maksimaalne väljundvõimsus või maksimaalne sisendvõimsus, mida see suudab igal ajahetkel tarbida, väljendatuna kilovattides (kW) või megavattides (MW).
Energia salvestamisega seotud: määrab, kui palju energiatuge süsteem lühikese aja jooksul pakkuda suudab, nt hetkeliste suurte koormuste või võrgu kõikumistega toimetulekuks.
Energiatihedus (Wh/kg või Wh/L)
Selgitus: Mõõdab energiahulka, mida aku suudab salvestada massiühiku (Wh/kg) või mahuühiku (Wh/L) kohta.
Olulisus energia salvestamise seisukohast: oluline rakenduste puhul, kus ruum või kaal on piiratud, näiteks elektriautode või kompaktsete energiasalvestussüsteemide puhul. Suurem energiatihedus tähendab, et sama mahu või kaalu juures saab salvestada rohkem energiat.
Võimsustihedus (W/kg või W/L)
Selgitus: Mõõdab aku maksimaalset võimsust massiühiku (W/kg) või mahuühiku (W/L) kohta.
Energia salvestamise seisukohast oluline: oluline rakenduste jaoks, mis nõuavad kiiret laadimist ja tühjendamist, näiteks sageduse reguleerimine või käivitusvõimsus.
C-määr
Selgitus: C-kiirus näitab aku laadimise ja tühjenemise kiirust, mis on kordne selle kogumahutavusest. 1C tähendab, et aku laetakse või tühjeneb täielikult 1 tunniga; 0,5C tähendab 2 tunniga; 2C tähendab 0,5 tunniga.
Energia salvestamise seisukohast oluline: C-kiirus on aku kiire laadimise ja tühjenemise võime hindamise peamine näitaja. Erinevad rakendused nõuavad erinevat C-kiiruse jõudlust. Suure C-kiirusega tühjenemised põhjustavad tavaliselt mahutavuse kerget vähenemist ja soojuse teket.
Laetuse olek (SOC)
Selgitus: Näitab aku allesjäänud kogumahutavuse protsenti (%).
Seotud energia salvestamisega: sarnaselt auto kütusenäidikuga näitab see, kui kaua aku kestab või kui kaua seda on vaja laadida.
Tühjendussügavus (DOD)
Selgitus: Näitab protsenti (%) aku kogumahutavusest, mis tühjenemise ajal vabaneb. Näiteks kui langeb tühjenemise tase 100%-lt 20%-le, on tühjenemisaste 80%.
Olulisus energia salvestamise seisukohast: DOD-l on aku tsükli elueale oluline mõju ning madal tühjendamine ja laadimine (madal DOD) on tavaliselt aku eluea pikendamiseks kasulik.
Tervislik seisund (SOH)
Selgitus: Näitab aku praeguse jõudluse protsenti (nt mahtuvus, sisemine takistus) võrreldes uue akuga, kajastades aku vananemise ja lagunemise astet. Tavaliselt loetakse alla 80% SOH-d eluea lõpuks.
Asjakohasus energia salvestamise seisukohast: SOH on akusüsteemi järelejäänud eluea ja jõudluse hindamise põhinäitaja.
Aku tööiga ja aku lagunemise terminoloogia
Akude eluea piiride mõistmine on majandusliku hindamise ja süsteemi projekteerimise võtmeks.
Tsükli elu
Selgitus: täielike laadimis-/tühjendustsüklite arv, mida aku teatud tingimustel (nt kindel DOD, temperatuur, C-kiirus) vastu peab, kuni selle mahtuvus langeb teatud protsendini algsest mahtuvusest (tavaliselt 80%).
Energia salvestamise seisukohast oluline: see on oluline näitaja aku eluea hindamiseks sagedase kasutamise korral (nt võrgu häälestamine, igapäevane tsükliline sisse- ja väljalülitamine). Pikem tsüklite eluiga tähendab vastupidavamat akut.
Kalendri elu
Selgitus: Aku kogu eluiga alates tootmisest, isegi kui seda ei kasutata, vananeb aja jooksul loomulikult. Seda mõjutavad temperatuur, aku laadimise koormus ja muud tegurid.
Olulisus energia salvestamise seisukohast: Varutoite või harva kasutatavate rakenduste puhul võib kalendrieluiga olla olulisem näitaja kui tsükli eluiga.
Lagunemine
Selgitus: Protsess, mille käigus aku jõudlus (nt mahtuvus, võimsus) väheneb tsüklite ajal ja aja jooksul pöördumatult.
Olulisus energia salvestamise seisukohast: Kõik akud lagunevad. Temperatuuri kontrollimine, laadimis- ja tühjenemisstrateegiate optimeerimine ning täiustatud akuhaldussüsteemide kasutamine võivad halvenemist aeglustada.
Mahtuvuse hääbumine / võimsuse hääbumine
Selgitus: See viitab konkreetselt vastavalt aku maksimaalse saadaoleva mahtuvuse ja maksimaalse saadaoleva võimsuse vähendamisele.
Seos energia salvestamisega: need kaks on aku lagunemise peamised vormid, mis mõjutavad otseselt süsteemi energiasalvestusmahtu ja reageerimisaega.
Tehniliste komponentide ja süsteemikomponentide terminoloogia
Energiasalvestussüsteem ei hõlma ainult akut ennast, vaid ka selle peamisi tugikomponente.
Rakk
Selgitus: Aku kõige põhilisem ehitusplokk, mis salvestab ja vabastab energiat elektrokeemiliste reaktsioonide kaudu. Näideteks on liitium-raudfosfaat (LFP) ja liitium-kolmkomponent (NMC) elemendid.
Energia salvestamisega seotud: akusüsteemi jõudlus ja ohutus sõltuvad suuresti kasutatavast elemendi tehnoloogiast.
Moodul
Selgitus: Mitme järjestikku ja/või paralleelselt ühendatud elemendi kombinatsioon, tavaliselt esialgse mehaanilise struktuuri ja ühendusliidestega.
Energia salvestamise seisukohast oluline: moodulid on akupakkide ehitamise põhiüksused, mis hõlbustavad suurtootmist ja kokkupanekut.
Aku
Selgitus: Terviklik akuelement, mis koosneb mitmest moodulist, aku haldussüsteemist (BMS), soojushaldussüsteemist, elektriühendustest, mehaanilistest konstruktsioonidest ja ohutusseadmetest.
Seos energia salvestamisega: Akupakett on energiasalvestussüsteemi põhikomponent ning see on seade, mis tarnitakse ja paigaldatakse otse.
Aku haldussüsteem (BMS)
Selgitus: Akusüsteemi „aju“. See vastutab aku pinge, voolutugevuse, temperatuuri, laadimistaseme (SOC), laadimisohu (SOH) jne jälgimise, ülelaadimise, ületühjendamise, ülekuumenemise jne eest kaitsmise, elementide tasakaalustamise ja väliste süsteemidega suhtlemise eest.
Energia salvestamise seisukohast oluline: aku juhtimissüsteem (BMS) on kriitilise tähtsusega akusüsteemi ohutuse, jõudluse optimeerimise ja eluea maksimeerimise tagamiseks ning on iga usaldusväärse energiasalvestussüsteemi keskmes.
(Soovitus sisemise linkimise kohta: link oma veebisaidi lehele BMS-tehnoloogia või toote eeliste kohta)
Energiamuundamise süsteem (PCS) / inverter
Selgitus: Muundab akust tuleva alalisvoolu (DC) vahelduvvooluks (AC), et varustada võrku või koormusi toitega, ja vastupidi (vahelduvvoolust alalisvooluks aku laadimiseks).
Energia salvestamisega seotud: PCS on sild aku ja võrgu/koormuse vahel ning selle efektiivsus ja juhtimisstrateegia mõjutavad otseselt süsteemi üldist jõudlust.
Taimede tasakaal (BOP)
Selgitus: Viitab kõikidele tugiseadmetele ja -süsteemidele peale akupaketi ja arvutikeskse juhtimissüsteemi, sh soojushaldussüsteemidele (jahutus/küte), tulekaitsesüsteemidele, turvasüsteemidele, juhtimissüsteemidele, konteineritele või kappidele, jaotuskeskustele jne.
Energia salvestamisega seotud: BOP tagab akusüsteemi ohutus ja stabiilses keskkonnas töötamise ning on tervikliku energiasalvestussüsteemi loomisel vajalik osa.
Energiasalvestussüsteem (ESS) / akuenergiasalvestussüsteem (BESS)
Selgitus: Viitab terviklikule süsteemile, mis integreerib kõik vajalikud komponendid, näiteks akud, arvutisüsteemid, hoone juhtimissüsteemid ja põhiplokid jne. BESS viitab konkreetselt süsteemile, mis kasutab energia salvestamiseks akusid.
Energia salvestamisega seotud: see on energia salvestamise lahenduse lõplik tarnimine ja juurutamine.
Tegevus- ja rakendusstsenaariumide terminid
Need terminid kirjeldavad energiasalvestussüsteemi funktsiooni praktilises rakenduses.
Laadimine/tühjendamine
Selgitus: Laadimine on elektrienergia salvestamine akus; tühjendamine on elektrienergia vabanemine akust.
Seotud energia salvestamisega: energiasalvestussüsteemi põhitöö.
Edasi-tagasi sõidu efektiivsus (RTE)
Selgitus: Energiasalvestussüsteemi efektiivsuse põhimõõt. See on akust võetud koguenergia ja selle energia salvestamiseks süsteemi sisestatud koguenergia suhe (tavaliselt väljendatuna protsendina). Efektiivsuse kadu tekib peamiselt laadimis-/tühjendusprotsessi ja PCS-i muundamise ajal.
Energia salvestamisega seotud: kõrgem RTE tähendab väiksemat energiakadu, mis parandab süsteemi ökonoomsust.
Tippraadimine / koormuse tasandamine
Selgitus:
Tippkoormuse vähendamine: energiasalvestussüsteemide kasutamine elektri mahalaadimiseks elektrivõrgu tippkoormuse tundidel, vähendades võrgust ostetava energia hulka ning seega ka tippkoormusi ja elektrienergia kulusid.
Koormuse tasandamine: odava elektri kasutamine salvestussüsteemide laadimiseks madala koormuse ajal (kui elektrihinnad on madalad) ja nende tühjendamiseks tipptundidel.
Energia salvestamisega seotud: see on üks levinumaid energiasalvestussüsteemide rakendusi äri-, tööstus- ja võrgu poolel, mis on loodud elektrienergia maksumuse vähendamiseks või koormusprofiilide sujuvamaks muutmiseks.
Sageduse reguleerimine
Selgitus: Võrgud peavad säilitama stabiilse töösageduse (nt 50 Hz Hiinas). Sagedus langeb, kui pakkumine on väiksem kui elektrienergia tarbimine, ja tõuseb, kui pakkumine on suurem kui elektrienergia tarbimine. Energiasalvestussüsteemid aitavad võrgu sagedust stabiliseerida, neelates või sisestades energiat kiire laadimise ja tühjendamise teel.
Seotud energia salvestamisega: Akudes salvestamine sobib oma kiire reageerimisaja tõttu hästi võrgu sageduse reguleerimiseks.
Arbitraaž
Selgitus: Toiming, mis kasutab ära elektrienergia hindade erinevusi päeva eri aegadel. Laadimine toimub ajal, mil elektrienergia hind on madal, ja tühjendamine ajal, mil elektrienergia hind on kõrge, teenides seeläbi hinnavahe.
Energia salvestamisega seotud: see on elektrienergia turul energia salvestamise süsteemide kasumimudel.
Kokkuvõte
Energiasalvestusakude põhilise tehnilise terminoloogia mõistmine on sissejuhatus sellesse valdkonda. Alates põhilistest elektriseadmetest kuni keerukate süsteemide integreerimise ja rakendusmudeliteni esindab iga termin energiasalvestustehnoloogia olulist aspekti.
Loodetavasti saate selle artikli selgituste abil energiasalvestusakudest selgema ülevaate, et saaksite paremini hinnata ja valida oma vajadustele vastava energiasalvestuslahenduse.
Korduma kippuvad küsimused (KKK)
Mis vahe on energiatihedusel ja võimsustihedusel?
Vastus: Energiatihedus mõõdab energia koguhulka, mida saab salvestada mahu- või kaaluühiku kohta (keskendudes tühjenemisaja kestusele); võimsustihedus mõõdab maksimaalset energiahulka, mida saab mahu- või kaaluühiku kohta edastada (keskendudes tühjenemiskiirusele). Lihtsamalt öeldes määrab energiatihedus, kui kaua see kestab, ja võimsustihedus määrab, kui „plahvatusohtlik“ see olla saab.
Miks on tsükli elu ja kalendrielu olulised?
Vastus: Tsükli eluiga mõõdab aku eluiga sagedase kasutamise korral, mis sobib suure intensiivsusega tööolukordadeks, samas kui kalendrieluiga mõõdab aku eluiga, mis aja jooksul loomulikult vananeb, mis sobib ooterežiimi või harvaesineva kasutamise korral. Koos määravad need aku kogueluea.
Millised on BMS-i peamised funktsioonid?
Vastus: Aku juhtimissüsteemi (BMS) peamised funktsioonid hõlmavad aku oleku jälgimist (pinge, vool, temperatuur, aku laadimise koormus (SOC), laadimise koormus (SOH), ohutuskaitset (ülelaadimine, ületühjendamine, ülekuumenemine, lühis jne), elementide tasakaalustamist ja suhtlemist väliste süsteemidega. See on akusüsteemi ohutu ja tõhusa töö tagamise keskmes.
Mis on C-määr? Mida see teeb?
Vastus:C-määrtähistab laadimis- ja tühjendusvoolu kordset aku mahtuvuse suhtes. Seda kasutatakse aku laadimise ja tühjenemise kiiruse mõõtmiseks ning see mõjutab aku tegelikku mahtuvust, efektiivsust, soojuse teket ja eluiga.
Kas tippkoormuse vähendamine ja tariifide arbitraaž on sama asi?
Vastus: Mõlemad on töörežiimid, mis kasutavad energiasalvestussüsteeme laadimiseks ja tühjendamiseks erinevatel aegadel. Tippkoormuse vähendamine keskendub rohkem klientide koormuse ja elektrienergia hinna vähendamisele teatud suure nõudlusega perioodidel või võrgu koormuskõvera silumisele, samas kui tariifide arbitraaž on otsesem ja kasutab ära eri ajaperioodide tariifide erinevust elektri ostmiseks ja müümiseks kasumi saamiseks. Eesmärk ja rõhuasetus on veidi erinevad.
Postituse aeg: 20. mai 2025