Para 2024, o florecente mercado mundial de almacenamento de enerxía levou ao recoñecemento gradual do valor crítico desistemas de almacenamento de enerxía de bateríaen varios mercados, especialmente no mercado da enerxía solar, que gradualmente se converteu nunha parte importante da rede. Debido á natureza intermitente da enerxía solar, a súa subministración é inestable e os sistemas de almacenamento de enerxía da batería son capaces de proporcionar regulación de frecuencia, equilibrando así o funcionamento da rede. No futuro, os dispositivos de almacenamento de enerxía terán un papel aínda máis importante para proporcionar a máxima capacidade e diferir a necesidade de investimentos custosos en instalacións de distribución, transmisión e xeración.
O custo dos sistemas de almacenamento de enerxía solar e de batería caeu drasticamente durante a última década. En moitos mercados, as aplicacións de enerxías renovables están a minar gradualmente a competitividade da xeración tradicional de enerxía fósil e nuclear. Aínda que antes se cría que a xeración de enerxía renovable era demasiado cara, hoxe o custo de certas fontes de enerxía fósiles é moito máis alto que o custo da xeración de enerxía renovable.
Ademais,unha combinación de instalacións solares + almacenamento pode proporcionar enerxía á rede, substituíndo o papel das centrais eléctricas de gas natural. Con custos de investimento para instalacións de enerxía solar significativamente reducidos e sen custos de combustible durante todo o seu ciclo de vida, a combinación xa está a proporcionar enerxía a un custo inferior ao das fontes de enerxía tradicionais. Cando as instalacións de enerxía solar se combinan con sistemas de almacenamento de baterías, a súa enerxía pódese utilizar durante períodos de tempo específicos, e o rápido tempo de resposta das baterías permite que os seus proxectos respondan de forma flexible ás necesidades tanto do mercado de capacidade como do mercado de servizos auxiliares.
Actualmente,As baterías de ión-litio baseadas na tecnoloxía de fosfato de ferro de litio (LiFePO4) dominan o mercado de almacenamento de enerxía.Estas baterías son amplamente utilizadas debido á súa alta seguridade, longo ciclo de vida e rendemento térmico estable. Aínda que a densidade de enerxía debaterías de litio fosfato de ferroé lixeiramente inferior ao doutro tipo de baterías de litio, aínda lograron importantes avances optimizando os procesos produtivos, mellorando a eficiencia de fabricación e reducindo custos. Espérase que para 2030, o prezo das baterías de fosfato de ferro e litio siga diminuíndo, mentres que a súa competitividade no mercado de almacenamento de enerxía seguirá aumentando.
Co rápido crecemento da demanda de vehículos eléctricos,sistema de almacenamento de enerxía residencial, Sistema de extracción de enerxía C&Ie sistemas de almacenamento de enerxía a gran escala, as vantaxes das baterías Li-FePO4 en termos de custo, vida útil e seguridade fan que sexan unha opción fiable. Aínda que os seus obxectivos de densidade de enerxía poden non ser tan significativos como os doutras baterías químicas, as súas vantaxes en materia de seguridade e lonxevidade danlle un lugar en escenarios de aplicación que requiren fiabilidade a longo prazo.
Factores a considerar ao implantar equipos de almacenamento de enerxía da batería
Hai moitos factores a ter en conta á hora de implantar equipos de almacenamento de enerxía. A potencia e a duración do sistema de almacenamento de enerxía da batería dependen da súa finalidade no proxecto. A finalidade do proxecto está determinada polo seu valor económico. O seu valor económico depende do mercado no que participe o sistema de almacenamento de enerxía. Este mercado determina, en última instancia, como a batería distribuirá a enerxía, carga ou descarga e canto tempo durará. Polo tanto, a potencia e a duración da batería non só determinan o custo de investimento do sistema de almacenamento de enerxía, senón tamén a vida útil.
O proceso de carga e descarga dun sistema de almacenamento de enerxía da batería será rendible nalgúns mercados. Noutros casos, só se require o custo da carga, e o custo da carga é o custo da realización do negocio de almacenamento de enerxía. A cantidade e taxa de carga non é o mesmo que a cantidade de descarga.
Por exemplo, en instalacións de almacenamento de enerxía solar+batería a escala de rede ou en aplicacións de sistemas de almacenamento no lado do cliente que usan enerxía solar, o sistema de almacenamento de baterías utiliza enerxía da instalación de xeración solar para optar a créditos fiscais sobre investimento (ITC). Por exemplo, hai matices no concepto de pago a cargo dos sistemas de almacenamento de enerxía nas organizacións de transmisión rexionais (RTO). No exemplo do crédito fiscal de investimento (ITC), o sistema de almacenamento da batería aumenta o valor patrimonial do proxecto, aumentando así a taxa interna de retorno do propietario. No exemplo de PJM, o sistema de almacenamento da batería paga a carga e a descarga, polo que a súa compensación de amortización é proporcional ao seu rendemento eléctrico.
Parece contraintuitivo dicir que a potencia e a duración dunha batería determinan a súa vida útil. Varios factores, como a potencia, a duración e a vida útil, fan que as tecnoloxías de almacenamento da batería sexan diferentes das outras tecnoloxías enerxéticas. No corazón dun sistema de almacenamento de enerxía da batería está a batería. Do mesmo xeito que as células solares, os seus materiais degrádanse co paso do tempo, reducindo o rendemento. As células solares perden potencia e eficiencia, mentres que a degradación da batería provoca a perda de capacidade de almacenamento de enerxía.Aínda que os sistemas solares poden durar de 20 a 25 anos, os sistemas de almacenamento de baterías adoitan durar só de 10 a 15 anos.
Os custos de substitución e substitución deben considerarse para calquera proxecto. O potencial de substitución depende do rendemento do proxecto e das condicións asociadas ao seu funcionamento.
Os catro factores principais que levan a un descenso no rendemento da batería son?
- Temperatura de funcionamento da batería
- Corrente da batería
- Estado medio de carga da batería (SOC)
- A "oscilación" do estado de carga medio da batería (SOC), é dicir, o intervalo do estado de carga medio da batería (SOC) no que se atopa a batería a maior parte do tempo. O terceiro e o cuarto factores están relacionados.
Existen dúas estratexias para xestionar a duración da batería no proxecto.A primeira estratexia é reducir o tamaño da batería se o proxecto está soportado por ingresos e reducir o custo de substitución futuro previsto. En moitos mercados, os ingresos planificados poden soportar futuros custos de substitución. En xeral, as futuras reducións de custos dos compoñentes deben considerarse á hora de estimar os custos de substitución futuros, o que é consistente coa experiencia do mercado nos últimos 10 anos. A segunda estratexia é aumentar o tamaño da batería para minimizar a súa corrente total (ou taxa C, simplemente definida como carga ou descarga por hora) implementando celas paralelas. As correntes de carga e descarga máis baixas tenden a producir temperaturas máis baixas xa que a batería xera calor durante a carga e a descarga. Se hai exceso de enerxía no sistema de almacenamento da batería e se usa menos enerxía, reducirase a cantidade de carga e descarga da batería e prolongarase a súa vida útil.
Carga/descarga da batería é un termo clave.A industria do automóbil normalmente usa os "ciclos" como medida da duración da batería. Nas aplicacións estacionarias de almacenamento de enerxía, é máis probable que as baterías sexan cicladas parcialmente, o que significa que poden estar parcialmente cargadas ou parcialmente descargadas, sendo cada carga e descarga insuficientes.
Enerxía da batería dispoñible.As aplicacións do sistema de almacenamento de enerxía poden circular menos dunha vez ao día e, dependendo da aplicación do mercado, poden superar esta métrica. Polo tanto, o persoal debe determinar a duración da batería avaliando o rendemento da batería.
Vida útil e verificación do dispositivo de almacenamento de enerxía
A proba dos dispositivos de almacenamento de enerxía consta de dúas áreas principais.En primeiro lugar, a proba das células da batería é fundamental para avaliar a vida útil dun sistema de almacenamento de enerxía da batería.As probas de batería revelan os puntos fortes e débiles das baterías e axudan aos operadores a comprender como se deben integrar as baterías no sistema de almacenamento de enerxía e se esta integración é adecuada.
As configuracións en serie e paralelas das celas de batería axudan a comprender como funciona un sistema de baterías e como está deseñado.As pilas de batería conectadas en serie permiten apilar as tensións das baterías, o que significa que a tensión do sistema dun sistema de baterías con varias células de batería conectadas en serie é igual á tensión individual da batería multiplicada polo número de células. As arquitecturas de batería conectadas en serie ofrecen vantaxes de custo, pero tamén teñen algunhas desvantaxes. Cando as baterías están conectadas en serie, as células individuais consumen a mesma corrente que a batería. Por exemplo, se unha cela ten unha tensión máxima de 1 V e unha corrente máxima de 1 A, entón 10 celas en serie teñen unha tensión máxima de 10 V, pero aínda teñen unha corrente máxima de 1 A, para unha potencia total de 10 V * 1 A = 10 W. Cando está conectado en serie, o sistema de batería enfróntase a un desafío de monitorización da tensión. A monitorización da tensión pódese realizar en baterías conectadas en serie para reducir os custos, pero é difícil detectar danos ou a degradación da capacidade das células individuais.
Por outra banda, as baterías paralelas permiten a acumulación de corrente, o que significa que a tensión da batería paralela é igual á tensión da cela individual e a corrente do sistema é igual á corrente individual da cela multiplicada polo número de celas en paralelo. Por exemplo, se se usa a mesma batería de 1V e 1A, pódense conectar dúas baterías en paralelo, o que cortará a corrente á metade, e despois pódense conectar 10 pares de baterías paralelas en serie para acadar 10V a 1V de tensión e 1A de corrente. , pero isto é máis común nunha configuración paralela.
Esta diferenza entre os métodos de conexión da batería en serie e en paralelo é importante ao considerar as garantías de capacidade da batería ou as políticas de garantía. Os seguintes factores flúen pola xerarquía e, finalmente, afectan a duración da batería:características do mercado ➜ comportamento de carga/descarga ➜ limitacións do sistema ➜ serie de baterías e arquitectura paralela.Polo tanto, a capacidade da tarxeta de identificación da batería non é un indicio de que poida existir unha acumulación excesiva no sistema de almacenamento da batería. A presenza de sobrecarga é importante para a garantía da batería, xa que determina a corrente e a temperatura da batería (temperatura de permanencia da cela no rango SOC), mentres que o funcionamento diario determinará a duración da batería.
As probas do sistema son un complemento ás probas das células da batería e adoitan ser máis aplicables aos requisitos do proxecto que demostran o funcionamento correcto do sistema de batería.
Para cumprir un contrato, os fabricantes de baterías de almacenamento de enerxía adoitan desenvolver protocolos de proba de posta en marcha en fábrica ou en campo para verificar a funcionalidade do sistema e do subsistema, pero poden non abordar o risco de que o rendemento do sistema de batería supere a duración da batería. Unha discusión común sobre a posta en servizo de campo son as condicións de proba de capacidade e se son relevantes para a aplicación do sistema de batería.
Importancia da proba da batería
Despois de que DNV GL probou unha batería, os datos incorpóranse nun cadro de puntuación anual do rendemento da batería, que proporciona datos independentes para os compradores de sistemas de batería. O cadro de mando mostra como responde a batería a catro condicións de aplicación: temperatura, corrente, estado de carga medio (SOC) e flutuacións do estado medio de carga (SOC).
A proba compara o rendemento da batería coa súa configuración en serie paralela, as limitacións do sistema, o comportamento de carga/descarga do mercado e a funcionalidade do mercado. Este servizo único verifica de forma independente que os fabricantes de baterías son responsables e avalían correctamente as súas garantías para que os propietarios do sistema de baterías poidan facer unha avaliación informada da súa exposición ao risco técnico.
Selección de provedores de equipos de almacenamento de enerxía
Para realizar a visión do almacenamento da batería,a selección do provedor é fundamental– polo que traballar con expertos técnicos de confianza que comprenden todos os aspectos dos desafíos e oportunidades a escala de utilidades é a mellor receita para o éxito do proxecto. A selección dun provedor de sistemas de almacenamento de baterías debe garantir que o sistema cumpra os estándares internacionais de certificación. Por exemplo, os sistemas de almacenamento de baterías foron probados de acordo coa UL9450A e os informes de proba están dispoñibles para a súa revisión. Calquera outro requisito específico do lugar, como a detección e protección ou ventilación de incendios adicionais, pode non estar incluído no produto base do fabricante e terá que etiquetarse como complemento necesario.
En resumo, os dispositivos de almacenamento de enerxía a escala de servizos públicos poden utilizarse para proporcionar solucións de almacenamento de enerxía eléctrica e soportar o punto de carga, a demanda máxima e as solucións de enerxía intermitente. Estes sistemas úsanse en moitas áreas onde os sistemas de combustibles fósiles e/ou as actualizacións tradicionais se consideran ineficientes, pouco prácticos ou custosos. Moitos factores poden afectar o desenvolvemento exitoso destes proxectos e a súa viabilidade financeira.
É importante traballar cun fabricante de almacenamento de batería fiable.BSLBATT Energy é un provedor líder no mercado de solucións intelixentes de almacenamento de baterías, que deseña, fabrica e ofrece solucións de enxeñería avanzadas para aplicacións especializadas. A visión da compañía céntrase en axudar aos clientes a resolver os problemas enerxéticos únicos que afectan o seu negocio, e a experiencia de BSLBATT pode proporcionar solucións totalmente personalizadas para cumprir os obxectivos dos clientes.
Hora de publicación: 28-ago-2024