Stoccaggio di energia C&I rispetto allo stoccaggio di batterie su larga scala

Mentre il mondo si muove verso un futuro energetico più sostenibile e più pulito, i sistemi di stoccaggio dell’energia sono diventati una componente fondamentale del mix energetico. Tra questi sistemi, lo stoccaggio dell’energia commerciale e industriale (C&I) e lo stoccaggio tramite batterie su larga scala sono due soluzioni importanti emerse negli ultimi anni. In questo saggio esploreremo le differenze tra questi due tipi di sistemi di accumulo di energia e le loro applicazioni.

Lo stoccaggio dell'energia industriale e commerciale è per lo più integrato e costruito con un unico armadio. I sistemi di accumulo dell'energia commerciale e industriale sono progettati per fornire energia di backup a strutture come edifici commerciali, ospedali e data center. Questi sistemi sono in genere più piccoli dei grandi sistemi di accumulo a batteria, con capacità che vanno da poche centinaia di kilowatt a diversi megawatt, e sono progettati per fornire energia per brevi periodi di tempo, spesso fino a poche ore. I sistemi di accumulo dell'energia commerciale e industriale vengono utilizzati anche per ridurre la domanda di energia durante le ore di punta e per migliorare la qualità dell'energia fornendo regolazione della tensione e controllo della frequenza.Sistemi di accumulo dell'energia C&Ipossono essere installati in loco o in remoto e stanno diventando sempre più popolari per le strutture che desiderano ridurre i costi energetici e aumentare la resilienza energetica.

Al contrario, i grandi sistemi di accumulo dell’energia a batteria sono progettati per immagazzinare energia da fonti rinnovabili, come l’energia eolica e solare. Questi sistemi hanno capacità da decine a centinaia di megawatt e possono immagazzinare energia per periodi di tempo più lunghi, che vanno da poche ore a diversi giorni. Sono spesso utilizzati per fornire servizi di rete come il peak shaving, il bilanciamento del carico e la regolazione della frequenza. I grandi sistemi di accumulo delle batterie possono essere posizionati vicino a fonti di energia rinnovabile o vicino alla rete, a seconda dell’applicazione, e stanno diventando sempre più popolari mentre il mondo si muove verso un mix energetico più sostenibile.

Diagramma della struttura del sistema di accumulo dell'energia commerciale e industriale

Schema della struttura del sistema dell'impianto di accumulo dell'energia

Stoccaggio di energia C&I vs. stoccaggio con batterie su larga scala: capacità
I sistemi di accumulo di energia commerciali e industriali (C&I) hanno in genere una capacità compresa tra poche centinaia di kilowatt (kW) e alcuni megawatt (MW). Questi sistemi sono progettati per fornire alimentazione di backup per brevi periodi, solitamente fino a poche ore, e per ridurre la domanda di energia durante le ore di punta. Vengono inoltre utilizzati per migliorare la qualità dell'energia fornendo la regolazione della tensione e il controllo della frequenza.

In confronto, i sistemi di accumulo di batterie su larga scala hanno una capacità molto più elevata rispetto ai sistemi di accumulo di energia C&I. Solitamente hanno una capacità compresa tra decine e centinaia di megawatt e sono progettati per immagazzinare energia da fonti rinnovabili come l’energia eolica e solare. Questi sistemi possono immagazzinare energia per periodi più lunghi, che vanno da diverse ore a diversi giorni, e vengono utilizzati per fornire servizi di rete come il peak shaving, il bilanciamento del carico e la regolazione della frequenza.

Stoccaggio di energia C&I e stoccaggio di batterie su larga scala: dimensioni
Anche le dimensioni fisiche dei sistemi di accumulo di energia C&I sono generalmente inferiori rispetto ai sistemi di accumulo di batterie su larga scala. I sistemi di accumulo di energia C&I possono essere installati in loco o in remoto e sono progettati per essere compatti e facilmente integrabili in edifici o strutture esistenti. Al contrario, i sistemi di stoccaggio delle batterie su larga scala richiedono più spazio e sono generalmente situati in grandi campi o in edifici speciali appositamente progettati per ospitare le batterie e altre apparecchiature associate.

La differenza in termini di dimensioni e capacità tra i sistemi di accumulo di energia C&I e i sistemi di accumulo a batteria su larga scala è dovuta principalmente alle diverse applicazioni per le quali sono progettati. I sistemi di accumulo di energia C&I sono destinati a fornire energia di backup e a ridurre la domanda di energia durante le ore di punta per le singole strutture. Al contrario, i sistemi di accumulo di batterie su larga scala sono destinati a fornire stoccaggio di energia su scala molto più ampia per supportare l’integrazione delle fonti energetiche rinnovabili nella rete e fornire servizi di rete alla comunità più ampia.

Stoccaggio di energia C&I vs. stoccaggio con batterie su larga scala: batterie
Stoccaggio energetico commerciale e industrialeutilizza batterie a base di energia. Lo stoccaggio dell’energia commerciale e industriale ha requisiti di tempo di risposta relativamente bassi e le batterie basate sull’energia vengono utilizzate per una considerazione completa del costo e della durata del ciclo, del tempo di risposta e di altri fattori.

Le centrali elettriche ad accumulo di energia utilizzano batterie di tipo power per la regolazione della frequenza. Similmente allo stoccaggio di energia commerciale e industriale, la maggior parte delle centrali elettriche di accumulo di energia utilizza batterie di tipo energetico, ma a causa della necessità di fornire servizi ausiliari di alimentazione, quindi il sistema di batterie di accumulo di energia della centrale elettrica FM per la durata del ciclo, i requisiti di tempo di risposta sono più elevati, per frequenza regolamentazione, le batterie di riserva di emergenza devono scegliere il tipo di alimentazione, alcune società di stoccaggio dell'energia su scala di rete hanno lanciato i tempi di ciclo del sistema di batterie della centrale elettrica Alcune società di stoccaggio di energia su scala di rete hanno introdotto i tempi di ciclo del sistema di batterie della centrale elettrica che possono raggiungere circa 8000 volte, superiori al tipo di energia ordinaria batteria.

Stoccaggio di energia C&I rispetto allo stoccaggio di batterie su larga scala: BMS
Il sistema di batterie di accumulo di energia commerciale e industriale può fornire funzioni di protezione da sovraccarico, sovrascarica, sovracorrente, sovratemperatura, sottotemperatura, cortocircuito e limite di corrente per ilpacco batteria. I sistemi di batterie di accumulo di energia commerciali e industriali possono anche fornire funzioni di equalizzazione della tensione durante la carica, configurazione dei parametri e monitoraggio dei dati tramite software in background, comunicazione con diversi tipi di PCS e gestione intelligente congiunta dei sistemi di accumulo di energia.

La centrale ad accumulo di energia ha un livello di struttura più complesso con la gestione unificata delle batterie in strati e livelli. In base alle caratteristiche di ogni strato e livello, la centrale elettrica di accumulo dell'energia calcola e analizza vari parametri e lo stato operativo della batteria, realizza una gestione efficace come equalizzazione, allarme e protezione, in modo che ciascun gruppo di batterie possa raggiungere la stessa potenza e garantire che il sistema raggiunga le migliori condizioni operative e il tempo di funzionamento più lungo. Può fornire informazioni precise ed efficaci sulla gestione della batteria e migliorare notevolmente l'efficienza di utilizzo dell'energia della batteria e ottimizzare le caratteristiche di carico attraverso la gestione dell'equalizzazione della batteria. Allo stesso tempo, può massimizzare la durata della batteria e garantire la stabilità, la sicurezza e l'affidabilità del sistema di accumulo dell'energia.

Stoccaggio di energia C&I vs. stoccaggio con batteria su larga scala: PCS
Il convertitore di accumulo di energia (PCS) è il dispositivo chiave tra il dispositivo di accumulo di energia e la rete, in termini relativi, il PCS di accumulo di energia commerciale e industriale è relativamente monofunzione e più adattabile. Gli inverter per l'accumulo di energia commerciale e industriale si basano sulla conversione di corrente bidirezionale, dimensioni compatte, espansione flessibile in base alle proprie esigenze, più facile da integrare con il sistema di batterie; con un intervallo di tensione ultra ampio da 150-750 V, può soddisfare le esigenze di batterie al piombo, batterie al litio, LEP e altre batterie in serie e parallelo; carica e scarica unidirezionale, adattata a una varietà di tipi di inverter fotovoltaici.

La centrale elettrica di accumulo dell'energia PCS ha la funzione di supporto della rete. La tensione lato CC del convertitore della centrale elettrica di accumulo di energia è ampia, 1500 V possono essere utilizzati a pieno carico. Oltre alle funzioni di base del convertitore, ha anche le funzioni di supporto della rete, come la regolazione della frequenza primaria, la funzione di pianificazione rapida del carico della rete sorgente, ecc. La rete è altamente adattabile e può ottenere una risposta di potenza rapida (<30 ms) .

Stoccaggio di energia industriale e commerciale rispetto allo stoccaggio di batterie su larga scala: EMS
Le funzioni del sistema EMS di accumulo di energia commerciale e industriale sono più basilari. La maggior parte dei sistemi di accumulo dell'energia commerciali e industriali EMS non ha bisogno di accettare l'invio della rete, deve solo fare un buon lavoro di gestione dell'energia locale, deve supportare la gestione del bilanciamento della batteria del sistema di accumulo, per garantire la sicurezza operativa, per supportare una risposta rapida in millisecondi , per ottenere una gestione integrata e una regolamentazione centralizzata delle apparecchiature del sottosistema di stoccaggio dell'energia.

Il sistema EMS delle centrali elettriche ad accumulo di energia è più impegnativo. Oltre alla funzione di gestione dell'energia di base, deve anche fornire un'interfaccia di dispacciamento della rete e una funzione di gestione dell'energia per il sistema microrete. Deve supportare una varietà di statuti di comunicazione, avere un'interfaccia standard di distribuzione dell'energia ed essere in grado di gestire e monitorare l'energia di applicazioni come il trasferimento di energia, la microrete e la regolazione della frequenza di alimentazione, e supportare il monitoraggio di sistemi complementari multi-energia come come sorgente, rete, carico e storage.

Stoccaggio di energia industriale e commerciale rispetto allo stoccaggio di batterie su larga scala: applicazioni
I sistemi di accumulo di energia C&I sono progettati principalmente per applicazioni di stoccaggio e gestione dell'energia in loco o nelle vicinanze, tra cui:

• Energia di backup: i sistemi di accumulo di energia C&I vengono utilizzati per fornire energia di backup in caso di interruzione o guasto della rete. Ciò garantisce che le operazioni critiche possano continuare senza interruzioni, come data center, ospedali e impianti di produzione.
• Spostamento del carico: i sistemi di accumulo dell'energia C&I possono aiutare a ridurre i costi energetici spostando l'uso dell'energia dai periodi di punta della domanda a periodi non di punta quando l'energia è più economica.
• Risposta alla domanda: i sistemi di accumulo di energia C&I possono essere utilizzati per ridurre la domanda di picco di energia durante i periodi di elevato utilizzo di energia, come durante le ondate di caldo, immagazzinando energia durante i periodi non di punta e quindi scaricandola durante i periodi di domanda di punta.
• Qualità dell'energia: i sistemi di accumulo dell'energia C&I possono contribuire a migliorare la qualità dell'energia fornendo la regolazione della tensione e il controllo della frequenza, che sono importanti per le apparecchiature sensibili e i dispositivi elettronici.

Al contrario, i sistemi di accumulo di batterie su larga scala sono progettati per applicazioni di stoccaggio e gestione dell’energia su scala di rete, tra cui:

Immagazzinare energia da fonti rinnovabili: i sistemi di accumulo di batterie su larga scala vengono utilizzati per immagazzinare energia da fonti rinnovabili, come l’energia eolica e solare, che sono intermittenti e richiedono lo stoccaggio per fornire una fornitura energetica costante.

• Peak shaving: i sistemi di accumulo di batterie su larga scala possono aiutare a ridurre la domanda di picco di energia scaricando l’energia immagazzinata durante i periodi di domanda elevata, il che può aiutare a evitare la necessità di costosi impianti di picco che vengono utilizzati solo durante i periodi di punta.
• Bilanciamento del carico: i sistemi di accumulo di batterie su larga scala possono aiutare a bilanciare la rete immagazzinando energia durante i periodi di bassa domanda e scaricandola durante i periodi di alta domanda, il che può aiutare a prevenire interruzioni di corrente e migliorare la stabilità della rete.
• Regolazione della frequenza: i sistemi di accumulo di batterie su larga scala possono aiutare a regolare la frequenza della rete fornendo o assorbendo energia per aiutare a mantenere una frequenza costante, che è importante per garantire la stabilità della rete.

In conclusione, sia i sistemi di accumulo di energia C&I che i sistemi di stoccaggio a batteria su larga scala presentano applicazioni e vantaggi unici. I sistemi C&I migliorano la qualità dell’energia e forniscono backup alle strutture, mentre lo stoccaggio su larga scala integra l’energia rinnovabile e supporta la rete. La scelta del sistema giusto dipende dalle esigenze applicative, dalla durata di archiviazione e dal rapporto costo-efficacia.

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