Энергия сақтау батареялары жүйесі (ESS)тұрақты энергия мен желі тұрақтылығына жаһандық сұраныс өскен сайын маңызды рөл атқаруда. Олар желілік масштабтағы энергияны сақтау, коммерциялық және өнеркәсіптік қолданбалар немесе тұрғын үй күн пакеттері үшін пайдаланылғанына қарамастан, энергия сақтау батареяларының негізгі техникалық терминологиясын түсіну тиімді байланысу, өнімділікті бағалау және негізделген шешімдер қабылдау үшін маңызды.
Дегенмен, энергияны сақтау саласындағы жаргон өте кең және кейде қорқынышты. Бұл мақаланың мақсаты - сізге осы маңызды технологияны жақсырақ түсінуге көмектесу үшін энергияны сақтау батареялары саласындағы негізгі техникалық лексиканы түсіндіретін жан-жақты және түсінікті нұсқаулықты ұсыну.
Негізгі түсініктер және электр қондырғылары
Энергияны сақтау батареяларын түсіну кейбір негізгі электрлік ұғымдар мен блоктардан басталады.
Кернеу (V)
Түсініктеме: Кернеу – электр өрісі күшінің жұмыс істеу қабілетін өлшейтін физикалық шама. Қарапайым тілмен айтқанда, бұл электр ағынын басқаратын «потенциалды айырмашылық». Батареяның кернеуі ол қамтамасыз ете алатын «күшті» анықтайды.
Энергияны сақтауға қатысты: Батарея жүйесінің жалпы кернеуі әдетте сериядағы бірнеше ұяшықтардың кернеулерінің қосындысы болып табылады. Әртүрлі қолданбалар (мысалы,төмен вольтты үй жүйелері or жоғары вольтты C&I жүйелері) кернеуі әртүрлі батареяларды қажет етеді.
Ток (A)
Түсініктеме: Ток – бұл электр зарядының бағытталған қозғалыс жылдамдығы, электр энергиясының «ағыны». Бірлік ампер (А) болып табылады.
Энергияны сақтауға қатыстылығы: Батареяны зарядтау және зарядсыздандыру процесі ток ағыны болып табылады. Ток ағынының мөлшері батареяның белгілі бір уақытта шығара алатын қуат мөлшерін анықтайды.
Қуат (қуат, Вт немесе кВт/МВт)
Түсініктеме: Қуат – энергияның түрлену немесе берілу жылдамдығы. Ол токқа көбейтілген кернеуге тең (P = V × I). Бірлік энергия сақтау жүйелерінде әдетте киловатт (кВт) немесе мегаватт (МВт) ретінде пайдаланылатын ватт (Вт) болып табылады.
Энергияны сақтауға қатысты: Батарея жүйесінің қуат мүмкіндігі оның электр энергиясын қаншалықты жылдам жеткізе алатынын немесе сіңіретінін анықтайды. Мысалы, жиілікті реттеуге арналған қолданбалар жоғары қуат мүмкіндігін қажет етеді.
Энергия (энергия, Вт сағ немесе кВтсағ/МВт сағ)
Түсініктеме: Энергия – жүйенің жұмыс істеу қабілеті. Ол қуат пен уақыттың туындысы (E = P × t). Бірлігі ватт-сағат (Втсағ) және киловатт-сағат (кВт/сағ) немесе мегаватт-сағат (МВтсағ) әдетте энергия сақтау жүйелерінде қолданылады.
Энергияны сақтауға қатысты: Энергия сыйымдылығы батарея сақтай алатын электр энергиясының жалпы көлемінің өлшемі болып табылады. Бұл жүйе қанша уақыт қуат беруді жалғастыра алатынын анықтайды.
Батарея өнімділігі мен сипаттаманың негізгі шарттары
Бұл терминдер энергия сақтау батареяларының өнімділік көрсеткіштерін тікелей көрсетеді.
Сыйымдылығы (Ах)
Түсініктеме: Сыйымдылық - белгілі бір жағдайларда батарея шығара алатын және өлшенетін зарядтың жалпы мөлшеріампер-сағат (Ах). Ол әдетте аккумулятордың номиналды сыйымдылығын білдіреді.
Энергияны сақтауға қатысты: Сыйымдылық батареяның қуат сыйымдылығымен тығыз байланысты және энергия сыйымдылығын есептеу үшін негіз болып табылады (Энергия сыйымдылығы ≈ Сыйымдылық × Орташа кернеу).
Энергия сыйымдылығы (кВт/сағ)
Түсініктеме: Батарея сақтай алатын және боса алатын энергияның жалпы мөлшері, әдетте киловатт-сағат (кВт/сағ) немесе мегаватт-сағат (МВт/сағ) арқылы көрсетіледі. Бұл энергия сақтау жүйесінің көлемінің негізгі өлшемі.
Энергияны сақтауға қатысты: Жүйе жүктемені қуаттай алатын уақыт ұзақтығын немесе жаңартылатын энергияның қанша мөлшерін сақтауға болатындығын анықтайды.
Қуат қуаты (кВт немесе МВт)
Түсініктеме: Батарея жүйесі қамтамасыз ете алатын максималды қуат шығысы немесе киловатт (кВт) немесе мегаватт (МВт) арқылы көрсетілген кез келген уақытта сіңіре алатын максималды қуат кірісі.
Энергияны сақтауға қатысты: Жүйе қысқа уақыт ішінде қанша қуат қолдауын қамтамасыз ете алатынын анықтайды, мысалы, лездік жоғары жүктемелерге немесе желінің ауытқуларына төтеп беру үшін.
Энергия тығыздығы (Вт/кг немесе Вт/л)
Түсініктеме: Батарея бір массаға (Вт сағ/кг) немесе көлем бірлігіне (Вт сағ/л) сақтай алатын қуат мөлшерін өлшейді.
Энергияны сақтауға қатыстылығы: электрлік көліктер немесе ықшам энергия сақтау жүйелері сияқты кеңістік немесе салмақ шектеулі қолданбалар үшін маңызды. Жоғары энергия тығыздығы бірдей көлемде немесе салмақта көбірек энергияны сақтауға болады дегенді білдіреді.
Қуат тығыздығы (Вт/кг немесе Вт/л)
Түсініктеме: Батарея бір массаға (Вт/кг) немесе көлем бірлігіне (Вт/л) жеткізе алатын максималды қуатты өлшейді.
Қуатты сақтауға қатысты: жиілікті реттеу немесе іске қосу қуаты сияқты жылдам зарядтау мен разрядтауды қажет ететін қолданбалар үшін маңызды.
C-бағасы
Түсініктеме: C-ставкасы аккумулятордың жалпы сыйымдылығының еселігі ретінде зарядталу және разрядтау жылдамдығын білдіреді. 1С батареяның 1 сағатта толық зарядталатынын немесе зарядсызданатынын білдіреді; 0,5С 2 сағатта дегенді білдіреді; 2С 0,5 сағатта дегенді білдіреді.
Энергияны сақтауға қатысты: C-ставкасы батареяның жылдам зарядтау және зарядсыздану қабілетін бағалаудың негізгі көрсеткіші болып табылады. Әртүрлі қолданбалар әртүрлі C деңгейіндегі өнімділікті талап етеді. C-разрядты жоғары разрядтар әдетте сыйымдылықтың аздап төмендеуіне және жылу өндірудің жоғарылауына әкеледі.
Салық жағдайы (SOC)
Түсініктеме: Батареяның қазіргі уақытта қалған жалпы сыйымдылығының пайызын (%) көрсетеді.
Энергияны сақтауға қатысты: автомобильдің жанармай көрсеткішіне ұқсас, ол аккумулятордың қанша уақытқа қызмет ететінін немесе оны қанша уақыт зарядтау керектігін көрсетеді.
Шығару тереңдігі (DOD)
Түсініктеме: зарядсыздану кезінде босатылатын батареяның жалпы сыйымдылығының пайызын (%) көрсетеді. Мысалы, егер сіз 100% SOC-тан 20% SOC-ке өтсеңіз, DOD 80% құрайды.
Энергияны сақтауға қатыстылығы: DOD батареяның қызмет ету мерзіміне айтарлықтай әсер етеді және таяз разрядтау және зарядтау (төмен DOD) әдетте батареяның қызмет ету мерзімін ұзарту үшін пайдалы.
Денсаулық жағдайы (SOH)
Түсініктеме: Батареяның ескіру және тозу дәрежесін көрсететін жаңа батареяға қатысты ағымдағы батарея өнімділігінің пайызын (мысалы, сыйымдылығы, ішкі кедергісі) көрсетеді. Әдетте, 80%-дан аз SOH өмірдің соңында деп саналады.
Энергияны сақтауға қатыстылығы: SOH батарея жүйесінің қалған қызмет ету мерзімін және өнімділігін бағалаудың негізгі көрсеткіші болып табылады.
Батареяның қызмет ету мерзімі және ыдырау терминологиясы
Батареялардың қызмет ету мерзімін түсіну экономикалық бағалау мен жүйені жобалаудың кілті болып табылады.
Өмір циклі
Түсініктеме: Батареяның сыйымдылығы бастапқы сыйымдылығының пайызына (әдетте 80%) төмендегенге дейін белгілі бір жағдайларда (мысалы, нақты DOD, температура, C-ставкасы) төзе алатын толық зарядтау/разряд циклдерінің саны.
Қуатты сақтауға қатысты: Бұл жиі пайдалану сценарийлерінде (мысалы, торды реттеу, күнделікті велосипедпен жүру) батареяның қызмет ету мерзімін бағалауға арналған маңызды көрсеткіш. Циклдың ұзағырақ қызмет ету мерзімі батареяның беріктігін білдіреді
Күнтізбелік өмір
Түсініктеме: Батареяның шығарылған кезден бастап жалпы қызмет ету мерзімі, тіпті ол пайдаланылмаса да, уақыт өте келе табиғи түрде ескіреді. Оған температура, сақтау SOC және басқа факторлар әсер етеді.
Энергияны сақтауға қатыстылығы: резервтік қуат немесе сирек қолданылатын қолданбалар үшін күнтізбелік қызмет цикл мерзімінен гөрі маңыздырақ көрсеткіш болуы мүмкін.
Деградация
Түсініктеме: Батарея өнімділігі (мысалы, сыйымдылық, қуат) цикл кезінде және уақыт өте келе қайтымсыз төмендейтін процесс.
Қуатты сақтауға қатыстылығы: Барлық батареялар тозуға ұшырайды. Температураны бақылау, зарядтау және разрядтау стратегияларын оңтайландыру және жетілдірілген BMS пайдалану құлдырауды бәсеңдетуі мүмкін.
Сыйымдылықтың төмендеуі/қуатының төмендеуі
Түсініктеме: Бұл ең жоғары қол жетімді сыйымдылықтың төмендеуіне және сәйкесінше батареяның максималды қол жетімді қуатының төмендеуіне қатысты.
Энергияны сақтауға қатыстылығы: Бұл екеуі жүйенің қуат сақтау сыйымдылығына және жауап беру уақытына тікелей әсер ететін батареяның тозуының негізгі түрі болып табылады.
Техникалық компоненттер мен жүйе құрамдастарына арналған терминология
Энергияны сақтау жүйесі тек аккумулятордың өзіне ғана емес, сонымен қатар негізгі тірек компоненттеріне де қатысты.
Ұяшық
Түсініктеме: Электрохимиялық реакциялар арқылы энергияны сақтайтын және шығаратын батареяның ең негізгі құрылыс материалы. Мысалы, литий темір фосфаты (LFP) жасушалары және литий үштік (NMC) жасушалары.
Қуатты сақтауға қатысты: Батарея жүйесінің өнімділігі мен қауіпсіздігі негізінен пайдаланылатын ұяшық технологиясына байланысты.
Модуль
Түсініктеме: Тізбектей және/немесе параллель қосылған бірнеше ұяшықтардың комбинациясы, әдетте алдын ала механикалық құрылыммен және қосылу интерфейстерімен.
Энергияны сақтауға қатысты: Модульдер үлкен көлемдегі өндіріс пен құрастыруды жеңілдететін аккумулятор жинақтарын құруға арналған негізгі блоктар болып табылады.
Батарея жинағы
Түсініктеме: Бірнеше модульдерден, батареяларды басқару жүйесінен (BMS), жылуды басқару жүйесінен, электр қосылымдарынан, механикалық құрылымдардан және қауіпсіздік құрылғыларынан тұратын толық батарея ұяшығы.
Энергияны сақтауға қатыстылығы: Батарея жинағы қуат сақтау жүйесінің негізгі құрамдас бөлігі болып табылады және тікелей жеткізілетін және орнатылатын құрылғы болып табылады.
Батареяны басқару жүйесі (BMS)
Түсініктеме: Батарея жүйесінің «миы». Ол аккумулятордың кернеуін, тогын, температурасын, SOC, SOH және т.б. бақылауға, оны шамадан тыс зарядтаудан, шамадан тыс зарядсызданудан, шамадан тыс температурадан және т.б. қорғауға, ұяшықтарды теңестіруді орындауға және сыртқы жүйелермен байланысуға жауап береді.
Энергияны сақтауға қатысты: BMS батарея жүйесінің қауіпсіздігін, өнімділігін оңтайландыруды және қызмет ету мерзімін арттыруды қамтамасыз ету үшін маңызды және кез келген сенімді қуат сақтау жүйесінің негізі болып табылады.
(Ішкі сілтеме бойынша ұсыныс: BMS технологиясы немесе өнім артықшылықтары туралы веб-сайттың бетіне сілтеме)
Қуатты түрлендіру жүйесі (PCS) / Инвертор
Түсініктеме: Торға немесе жүктемелерге қуат беру үшін батареядан тұрақты токты (тұрақты ток) айнымалы токқа (AC) түрлендіреді және керісінше (батареяны зарядтау үшін айнымалы токтан тұрақты токқа).
Энергияны сақтауға қатысты: PCS батарея мен желі/жүктеме арасындағы көпір болып табылады және оның тиімділігі мен басқару стратегиясы жүйенің жалпы өнімділігіне тікелей әсер етеді.
Өсімдік балансы (BOP)
Түсініктеме: Жылулық басқару жүйелерін (салқындату/жылыту), өрттен қорғау жүйелерін, қауіпсіздік жүйелерін, басқару жүйелерін, контейнерлерді немесе шкафтарды, қуат тарату қондырғыларын және т.б. қоса алғанда, батареялар жинағынан және ДК-дан басқа барлық қолдау көрсететін жабдық пен жүйелерге қатысты.
Энергияны сақтауға қатысты: BOP батарея жүйесінің қауіпсіз және тұрақты ортада жұмыс істеуін қамтамасыз етеді және толық қуат сақтау жүйесін құрудың қажетті бөлігі болып табылады.
Энергия сақтау жүйесі (ESS) / Аккумуляторлық энергияны сақтау жүйесі (BESS)
Түсініктеме: Батарея жинақтары, PCS, BMS және BOP, т.б. сияқты барлық қажетті құрамдастарды біріктіретін толық жүйені білдіреді. BESS энергияны сақтау ортасы ретінде батареяларды пайдаланатын жүйеге қатысты.
Энергияны сақтауға қатысты: Бұл энергия сақтау шешімін соңғы жеткізу және орналастыру.
Операциялық және қолданбалы сценарий шарттары
Бұл терминдер практикалық қолдануда энергия сақтау жүйесінің қызметін сипаттайды.
Зарядтау/разрядтау
Түсініктеме: Зарядтау – аккумулятордағы электр энергиясын сақтау; зарядсыздандыру – батареядан электр энергиясын шығару.
Энергияны сақтауға қатысты: энергия сақтау жүйесінің негізгі жұмысы.
Бара-бара тиімділік (RTE)
Түсініктеме: Энергия сақтау жүйесінің тиімділігінің негізгі өлшемі. Бұл батареядан алынатын жалпы энергияның осы энергияны сақтау үшін жүйеге түсетін жалпы энергияға қатынасы (әдетте пайызбен көрсетіледі). Тиімділік жоғалтулары ең алдымен зарядтау/разрядтау процесінде және ДК түрлендіру кезінде орын алады.
Энергияны сақтауға қатысты: Жоғары RTE энергия шығынын азайтып, жүйе экономикасын жақсартады.
Қырынудың шыңы/жүктеуді теңестіру
Түсініктеме:
Қырынудың шыңы: желідегі ең жоғары жүктеме сағаттарында қуатты разрядтау үшін энергия сақтау жүйелерін пайдалану, желіден сатып алынатын қуат көлемін азайту және осылайша ең жоғары жүктемелер мен электр энергиясының шығындарын азайту.
Жүктемені теңестіру: төмен жүктеме уақытында сақтау жүйелерін зарядтау үшін (электр энергиясының бағасы төмен болған кезде) арзан электр энергиясын пайдалану және оларды ең жоғары уақытта босату.
Энергияны сақтауға қатысты: Бұл электр энергиясының құнын төмендетуге немесе жүктеме профилін тегістеуге арналған коммерциялық, өнеркәсіптік және желілік жағындағы энергия сақтау жүйелерінің ең көп таралған қолданбаларының бірі.
Жиілік реттеу
Түсініктеме: Торлар тұрақты жұмыс жиілігін (мысалы, Қытайда 50 Гц) ұстап тұруы керек. Жабдық электр энергиясын пайдаланудан аз болған кезде жиілік төмендейді және жеткізу электр энергиясын пайдаланудан көп болған кезде жоғарылайды. Қуатты сақтау жүйелері жылдам зарядтау және разрядтау арқылы қуатты сіңіру немесе енгізу арқылы желі жиілігін тұрақтандыруға көмектеседі.
Энергияны сақтауға қатысты: Батарея жады жылдам жауап беру уақытына байланысты желі жиілігін реттеуді қамтамасыз етуге өте қолайлы.
Арбитраж
Түсініктеме: Тәуліктің әртүрлі уақытындағы электр энергиясының бағасының айырмашылығын пайдаланатын операция. Электр энергиясының бағасы төмен болған кезде зарядтаңыз және электр қуатының бағасы жоғары болған кезде разрядтаңыз, осылайша бағаның айырмашылығын табасыз.
Энергияны сақтауға қатысты: Бұл электр энергиясы нарығындағы энергия сақтау жүйелері үшін пайда моделі.
Қорытынды
Энергияны сақтайтын батареялардың негізгі техникалық терминологиясын түсіну бұл салаға шлюз болып табылады. Негізгі электр қондырғыларынан күрделі жүйе интеграциясы мен қолданбалы модельдерге дейін әрбір термин энергия сақтау технологиясының маңызды аспектісін білдіреді.
Осы мақаладағы түсіндірмелер арқылы сіз энергияны сақтау батареялары туралы нақтырақ түсінікке ие боласыз деп үміттенеміз, осылайша қажеттіліктеріңізге дұрыс энергияны сақтау шешімін жақсырақ бағалап, таңдай аласыз.
Жиі қойылатын сұрақтар (ЖҚС)
Энергия тығыздығы мен қуат тығыздығының айырмашылығы неде?
Жауап: Энергия тығыздығы көлем немесе салмақ бірлігіне сақтауға болатын энергияның жалпы мөлшерін өлшейді (разрядтау уақытының ұзақтығына назар аудара отырып); қуат тығыздығы көлем немесе салмақ бірлігіне (разряд жылдамдығына назар аудара отырып) жеткізуге болатын қуаттың максималды мөлшерін өлшейді. Қарапайым сөзбен айтқанда, энергия тығыздығы оның қанша уақытқа созылатынын анықтайды, ал қуат тығыздығы оның қаншалықты «жарылғыш» болуы мүмкін екенін анықтайды.
Неліктен цикл өмірі мен күнтізбелік өмір маңызды?
Жауап: Циклдың қызмет ету мерзімі жоғары қарқынды жұмыс сценарийлері үшін қолайлы жиі пайдаланылған батареяның қызмет ету мерзімін өлшейді, ал күнтізбелік қызмет күту режимінде немесе сирек пайдалану сценарийлеріне жарамды, табиғи түрде уақыт өте келе ескіретін батареяның қызмет ету мерзімін өлшейді. Олар бірге батареяның жалпы қызмет ету мерзімін анықтайды.
БМЖ негізгі функциялары қандай?
Жауап: BMS негізгі функцияларына аккумулятор күйін бақылау (кернеу, ток, температура, SOC, SOH), қауіпсіздікті қорғау (артық зарядтау, шамадан тыс зарядтау, артық температура, қысқа тұйықталу және т.б.), ұяшықтарды теңестіру және сыртқы жүйелермен байланысу кіреді. Бұл аккумулятор жүйесінің қауіпсіз және тиімді жұмысын қамтамасыз етудің өзегі.
C-ставкасы дегеніміз не? Ол не істейді?
Жауап:C-бағасыбатарея сыйымдылығына қатысты зарядтау және разряд тоғының еселігін білдіреді. Ол аккумулятордың зарядталу және зарядсыздану жылдамдығын өлшеу үшін қолданылады және батареяның нақты сыйымдылығына, тиімділігіне, жылу өндіруіне және қызмет ету мерзіміне әсер етеді.
Қырынудың шыңы мен тарифтік арбитраж бірдей нәрсе ме?
Жауап: Бұл екеуі де әртүрлі уақытта зарядтау және разрядтау үшін энергия сақтау жүйелерін пайдаланатын жұмыс режимдері. Қырынудың шыңы белгілі бір жоғары сұраныс кезеңдерінде тұтынушылар үшін электр қуатының жүктемесі мен құнын төмендетуге немесе желі жүктемесінің қисық сызығын тегістеуге көбірек бағытталған, ал тарифтік арбитраж тікелей және әртүрлі уақыт кезеңдері арасындағы тарифтердегі айырмашылықты пайдаланады. Мақсат пен фокус сәл басқаша.
Хабарлама уақыты: 20 мамыр-2025 ж