هنگام انتخاب دستگاه ذخیره انرژی باتری چه چیزهایی باید بدانید؟

تا سال 2024، بازار پررونق ذخیره انرژی جهانی منجر به شناخت تدریجی ارزش بحرانیسیستم های ذخیره انرژی باتریدر بازارهای مختلف به ویژه در بازار انرژی خورشیدی که به تدریج به بخش مهمی از شبکه تبدیل شده است. به دلیل ماهیت متناوب انرژی خورشیدی، عرضه آن ناپایدار است و سیستم‌های ذخیره انرژی باتری قادر به تنظیم فرکانس هستند و در نتیجه عملکرد شبکه را متعادل می‌کنند. در آینده، دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی نقش مهم‌تری در تأمین حداکثر ظرفیت و به تعویق انداختن نیاز به سرمایه‌گذاری‌های پرهزینه در تأسیسات توزیع، انتقال و تولید خواهند داشت.

هزینه سیستم های ذخیره انرژی خورشیدی و باتری در دهه گذشته به شدت کاهش یافته است. در بسیاری از بازارها، کاربردهای انرژی تجدیدپذیر به تدریج رقابت پذیری تولید انرژی فسیلی و هسته ای سنتی را تضعیف می کند. در حالی که زمانی اعتقاد بر این بود که تولید انرژی تجدیدپذیر بسیار پرهزینه است، امروزه هزینه برخی از منابع انرژی فسیلی بسیار بیشتر از هزینه تولید انرژی تجدیدپذیر است.

علاوه بر این،ترکیبی از تاسیسات ذخیره‌سازی خورشیدی + می‌تواند برق شبکه را تامین کند، جایگزینی نقش نیروگاه های گاز طبیعی. با کاهش قابل توجه هزینه های سرمایه گذاری برای تاسیسات انرژی خورشیدی و عدم تحمیل هزینه سوخت در طول چرخه عمر آنها، این ترکیب در حال حاضر انرژی را با هزینه کمتری نسبت به منابع انرژی سنتی تامین می کند. هنگامی که تاسیسات انرژی خورشیدی با سیستم‌های ذخیره باتری ترکیب می‌شوند، توان آنها می‌تواند برای دوره‌های زمانی خاص مورد استفاده قرار گیرد و زمان پاسخ سریع باتری‌ها به پروژه‌های آنها اجازه می‌دهد تا به نیازهای بازار ظرفیت و بازار خدمات جانبی به‌طور انعطاف‌پذیر پاسخ دهند.

در حال حاضر،باتری‌های لیتیوم یون مبتنی بر فناوری فسفات آهن لیتیوم (LiFePO4) بر بازار ذخیره‌سازی انرژی تسلط دارند.این باتری ها به دلیل ایمنی بالا، عمر چرخه طولانی و عملکرد حرارتی پایدار به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. اگرچه چگالی انرژی ازباتری های لیتیوم فسفات آهنکمی پایین تر از سایر انواع باتری های لیتیومی است، آنها هنوز با بهینه سازی فرآیندهای تولید، بهبود راندمان تولید و کاهش هزینه ها پیشرفت قابل توجهی داشته اند. انتظار می رود که تا سال 2030، قیمت باتری های لیتیوم آهن فسفات کاهش بیشتری پیدا کند، در حالی که رقابت آنها در بازار ذخیره انرژی همچنان افزایش خواهد یافت.

با رشد سریع تقاضا برای وسایل نقلیه الکتریکی،سیستم ذخیره انرژی مسکونی, سیستم استرواژ انرژی C&Iو سیستم های ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ، مزایای باتری های Li-FePO4 از نظر هزینه، طول عمر و ایمنی آنها را به گزینه ای قابل اعتماد تبدیل می کند. در حالی که اهداف چگالی انرژی آن ممکن است به اندازه سایر باتری های شیمیایی قابل توجه نباشد، مزایای آن در ایمنی و طول عمر، جایگاهی را در سناریوهای کاربردی که نیاز به قابلیت اطمینان طولانی مدت دارند، می دهد.

عواملی که باید در هنگام استقرار تجهیزات ذخیره انرژی باتری در نظر گرفت

هنگام استقرار تجهیزات ذخیره انرژی باید عوامل زیادی را در نظر گرفت. قدرت و مدت زمان سیستم ذخیره انرژی باتری به هدف آن در پروژه بستگی دارد. هدف پروژه با ارزش اقتصادی آن تعیین می شود. ارزش اقتصادی آن بستگی به بازاری دارد که سیستم ذخیره انرژی در آن مشارکت دارد. این بازار در نهایت تعیین می‌کند که باتری چگونه انرژی، شارژ یا دشارژ را توزیع می‌کند و چقدر دوام می‌آورد. بنابراین قدرت و مدت زمان باتری نه تنها هزینه سرمایه گذاری سیستم ذخیره انرژی، بلکه عمر عملیاتی را نیز تعیین می کند.

فرآیند شارژ و دشارژ سیستم ذخیره انرژی باتری در برخی بازارها سودآور خواهد بود. در موارد دیگر فقط هزینه شارژ مورد نیاز است و هزینه شارژ هزینه انجام کار ذخیره انرژی است. مقدار و نرخ شارژ با مقدار تخلیه یکسان نیست.

به عنوان مثال، در تاسیسات ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی + باتری در مقیاس شبکه، یا در برنامه‌های کاربردی سیستم ذخیره‌سازی سمت مشتری که از انرژی خورشیدی استفاده می‌کنند، سیستم ذخیره‌سازی باتری از انرژی تأسیسات تولیدکننده خورشیدی استفاده می‌کند تا واجد شرایط دریافت اعتبار مالیاتی سرمایه‌گذاری (ITC) باشد. برای مثال، تفاوت‌های ظریفی در مفهوم پرداخت به شارژ برای سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی در سازمان‌های انتقال منطقه‌ای (RTO) وجود دارد. در مثال اعتبار مالیاتی سرمایه گذاری (ITC)، سیستم ذخیره باتری ارزش سهام پروژه را افزایش می دهد و در نتیجه نرخ بازده داخلی مالک را افزایش می دهد. در مثال PJM، سیستم ذخیره باتری هزینه شارژ و دشارژ را پرداخت می کند، بنابراین جبران بازپرداخت آن متناسب با توان الکتریکی آن است.

گفتن اینکه قدرت و مدت یک باتری طول عمر آن را تعیین می کند، غیر منطقی به نظر می رسد. تعدادی از عوامل مانند قدرت، مدت زمان و طول عمر، فناوری های ذخیره سازی باتری را از سایر فناوری های انرژی متفاوت می کند. در قلب یک سیستم ذخیره انرژی باتری، باتری قرار دارد. مانند سلول‌های خورشیدی، مواد آنها در طول زمان تخریب می‌شوند و عملکرد آنها را کاهش می‌دهند. سلول های خورشیدی توان خروجی و کارایی خود را از دست می دهند، در حالی که تخریب باتری منجر به از دست رفتن ظرفیت ذخیره سازی انرژی می شود.در حالی که سیستم های خورشیدی می توانند 20 تا 25 سال دوام بیاورند، سیستم های ذخیره سازی باتری معمولاً تنها 10 تا 15 سال عمر می کنند.

هزینه های تعویض و جایگزینی باید برای هر پروژه در نظر گرفته شود. پتانسیل جایگزینی به توان عملیاتی پروژه و شرایط مرتبط با عملیات آن بستگی دارد.

چهار عامل اصلی که منجر به کاهش عملکرد باتری می شود عبارتند از؟

• دمای کارکرد باتری
• جریان باتری
• میانگین حالت شارژ باتری (SOC)
• "نوسان" میانگین حالت شارژ باتری (SOC)، یعنی فاصله زمانی متوسط ​​​​حالت شارژ باتری (SOC) که باتری در بیشتر مواقع است. عامل سوم و چهارم به هم مرتبط هستند.

دو استراتژی برای مدیریت عمر باتری در پروژه وجود دارد.استراتژی اول کاهش اندازه باتری در صورت تامین درآمد پروژه و کاهش هزینه جایگزینی برنامه ریزی شده در آینده است. در بسیاری از بازارها، درآمدهای برنامه ریزی شده می تواند هزینه های جایگزینی آینده را پشتیبانی کند. به طور کلی، کاهش هزینه‌های آتی در اجزاء باید هنگام تخمین هزینه‌های جایگزینی آتی در نظر گرفته شود که با تجربه بازار در 10 سال گذشته مطابقت دارد. استراتژی دوم افزایش اندازه باتری به منظور به حداقل رساندن جریان کل آن (یا نرخ C، که به سادگی به عنوان شارژ یا دشارژ در ساعت تعریف می شود) با اجرای سلول های موازی است. جریان های شارژ و دشارژ کمتر باعث ایجاد دماهای پایین تر می شوند زیرا باتری در حین شارژ و دشارژ گرما تولید می کند. در صورت وجود انرژی اضافی در سیستم ذخیره سازی باتری و مصرف انرژی کمتر، میزان شارژ و دشارژ باتری کاهش یافته و عمر آن افزایش می یابد.

شارژ/دشارژ باتری یک اصطلاح کلیدی است.صنعت خودرو معمولاً از چرخه ها به عنوان معیاری برای عمر باتری استفاده می کند. در برنامه‌های ذخیره‌سازی انرژی ثابت، باتری‌ها بیشتر احتمال دارد که تا حدی چرخه شوند، به این معنی که ممکن است تا حدی شارژ یا تا حدی دشارژ شوند و هر بار شارژ و دشارژ کافی نیست.

انرژی باتری موجودبرنامه های کاربردی سیستم ذخیره انرژی ممکن است کمتر از یک بار در روز چرخه داشته باشند و بسته به کاربرد بازار، ممکن است از این متریک فراتر رود. بنابراین، کارکنان باید عمر باتری را با ارزیابی توان باتری تعیین کنند.

عمر و تأیید دستگاه ذخیره‌سازی انرژی

تست دستگاه ذخیره انرژی از دو حوزه اصلی تشکیل شده است.اول، آزمایش سلول باتری برای ارزیابی عمر یک سیستم ذخیره انرژی باتری بسیار مهم است.آزمایش سلول باتری نقاط قوت و ضعف سلول های باتری را نشان می دهد و به اپراتورها کمک می کند تا بفهمند باتری ها چگونه باید در سیستم ذخیره انرژی ادغام شوند و آیا این یکپارچگی مناسب است یا خیر.

پیکربندی های سری و موازی سلول های باتری به درک نحوه عملکرد سیستم باتری و نحوه طراحی آن کمک می کند.سلول های باتری متصل به صورت سری امکان انباشته شدن ولتاژهای باتری را فراهم می کنند، به این معنی که ولتاژ سیستم باتری با چندین سلول باتری متصل به سری برابر است با ولتاژ سلول باتری جداگانه ضرب در تعداد سلول ها. معماری باتری های متصل به سری دارای مزیت های هزینه ای هستند، اما دارای معایبی نیز هستند. هنگامی که باتری ها به صورت سری به هم متصل می شوند، سلول های جداگانه همان جریان بسته باتری را می کشند. به عنوان مثال، اگر یک سلول حداکثر ولتاژ 1 ولت و حداکثر جریان 1 آمپر داشته باشد، 10 سلول پشت سر هم حداکثر ولتاژ 10 ولت دارند، اما همچنان حداکثر جریان 1 آمپر دارند، برای توان کل 10 ولت * 1A = 10 وات هنگامی که به صورت سری متصل می شود، سیستم باتری با چالش نظارت بر ولتاژ مواجه می شود. نظارت بر ولتاژ را می توان بر روی بسته های باتری متصل به سری انجام داد تا هزینه ها کاهش یابد، اما تشخیص آسیب یا کاهش ظرفیت سلول های جداگانه دشوار است.

از طرف دیگر، باتری های موازی امکان انباشته شدن جریان را فراهم می کنند، به این معنی که ولتاژ بسته باتری موازی برابر با ولتاژ تک سلولی و جریان سیستم برابر با جریان تک سلولی ضرب در تعداد سلول های موازی است. به عنوان مثال، اگر از همان باتری 1 ولت، 1 آمپر استفاده شود، می توان دو باتری را به صورت موازی وصل کرد که جریان را به نصف کاهش می دهد و سپس 10 جفت باتری موازی را می توان به صورت سری وصل کرد تا به 10 ولت در ولتاژ 1 ولت و جریان 1 آمپر برسد. ، اما این در پیکربندی موازی رایج تر است.

این تفاوت بین روش‌های اتصال سری و موازی باتری هنگام در نظر گرفتن ضمانت‌های ظرفیت باتری یا سیاست‌های گارانتی مهم است. عوامل زیر از طریق سلسله مراتب پایین می آیند و در نهایت عمر باتری را تحت تأثیر قرار می دهند:ویژگی های بازار ➜ رفتار شارژ/دشارژ کردن ➜ محدودیت های سیستم ➜ سری باتری و معماری موازی.بنابراین، ظرفیت پلاک باتری نشانه ای از وجود بیش از حد در سیستم ذخیره سازی باتری نیست. وجود بیش از حد برای گارانتی باتری مهم است، زیرا جریان و دمای باتری را تعیین می کند (دمای خانه در محدوده SOC)، در حالی که عملکرد روزانه طول عمر باتری را تعیین می کند.

تست سیستم کمکی به آزمایش سلول باتری است و اغلب برای الزامات پروژه که عملکرد صحیح سیستم باتری را نشان می دهد، کاربرد بیشتری دارد.

به منظور انجام یک قرارداد، سازندگان باتری های ذخیره انرژی معمولاً پروتکل های تست راه اندازی کارخانه یا میدانی را برای تأیید عملکرد سیستم و زیرسیستم توسعه می دهند، اما ممکن است خطر عملکرد سیستم باتری بیش از عمر باتری را برطرف نکنند. یک بحث رایج در مورد راه اندازی میدانی، شرایط تست ظرفیت و اینکه آیا آنها به کاربرد سیستم باتری مربوط هستند یا خیر.

اهمیت تست باتری

پس از اینکه DNV GL یک باتری را آزمایش کرد، داده ها در یک کارت امتیازی عملکرد باتری سالانه گنجانده می شوند که داده های مستقلی را برای خریداران سیستم باتری ارائه می دهد. کارت امتیازی نشان می دهد که باتری چگونه به چهار شرایط کاربردی پاسخ می دهد: دما، جریان، میانگین حالت شارژ (SOC) و میانگین حالت شارژ (SOC).

این تست عملکرد باتری را با پیکربندی سری موازی، محدودیت‌های سیستم، رفتار شارژ/دشارژ بازار و عملکرد بازار مقایسه می‌کند. این سرویس منحصر به فرد به طور مستقل تأیید می کند که سازندگان باتری مسئولیت دارند و ضمانت های خود را به درستی ارزیابی می کنند تا دارندگان سیستم باتری بتوانند ارزیابی آگاهانه ای از قرار گرفتن در معرض خطر فنی داشته باشند.

انتخاب تامین کننده تجهیزات ذخیره سازی انرژی

به منظور تحقق چشم انداز ذخیره باتری،انتخاب تامین کننده حیاتی است– بنابراین کار با کارشناسان فنی قابل اعتماد که تمام جنبه‌های چالش‌ها و فرصت‌های مقیاس کاربردی را درک می‌کنند، بهترین دستور برای موفقیت پروژه است. انتخاب تامین کننده سیستم ذخیره سازی باتری باید اطمینان حاصل کند که این سیستم با استانداردهای گواهینامه بین المللی مطابقت دارد. به عنوان مثال، سیستم‌های ذخیره‌سازی باتری مطابق با UL9450A آزمایش شده‌اند و گزارش‌های آزمایش برای بررسی در دسترس هستند. سایر الزامات مربوط به مکان، مانند تشخیص آتش و حفاظت یا تهویه اضافی، ممکن است در محصول پایه سازنده گنجانده نشود و باید به عنوان یک افزونه مورد نیاز برچسب گذاری شود.

به طور خلاصه، دستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی در مقیاس کاربردی را می‌توان برای تأمین ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی و پشتیبانی از راه‌حل‌های نقطه بار، پیک تقاضا و انرژی متناوب استفاده کرد. این سیستم‌ها در بسیاری از مناطقی که سیستم‌های سوخت فسیلی و/یا به‌روزرسانی‌های سنتی ناکارآمد، غیرعملی یا پرهزینه در نظر گرفته می‌شوند، استفاده می‌شوند. عوامل زیادی می تواند بر توسعه موفقیت آمیز چنین پروژه هایی و قابلیت مالی آنها تأثیر بگذارد.

مهم است که با یک سازنده قابل اعتماد ذخیره سازی باتری کار کنید.BSLBATT Energy یک ارائه دهنده پیشرو در بازار راه حل های هوشمند ذخیره سازی باتری، طراحی، ساخت و ارائه راه حل های مهندسی پیشرفته برای کاربردهای تخصصی است. چشم انداز این شرکت بر کمک به مشتریان برای حل مسائل انرژی منحصر به فرد است که بر تجارت آنها تأثیر می گذارد، و تخصص BSLBATT می تواند راه حل های کاملاً سفارشی برای دستیابی به اهداف مشتری ارائه دهد.