Systemy akumulatorów magazynujących energię (ESS)odgrywają coraz ważniejszą rolę w miarę wzrostu globalnego popytu na zrównoważoną energię i stabilność sieci. Niezależnie od tego, czy są używane do magazynowania energii w skali sieci, zastosowań komercyjnych i przemysłowych, czy też pakietów solarnych do zastosowań domowych, zrozumienie kluczowej terminologii technicznej akumulatorów magazynujących energię jest podstawą skutecznej komunikacji, oceny wydajności i podejmowania świadomych decyzji.
Jednakże żargon w dziedzinie magazynowania energii jest rozległy i czasami zniechęcający. Celem tego artykułu jest dostarczenie Ci kompleksowego i łatwego do zrozumienia przewodnika, który wyjaśnia podstawowe słownictwo techniczne w dziedzinie akumulatorów magazynujących energię, aby pomóc Ci lepiej zrozumieć tę krytyczną technologię.
Podstawowe pojęcia i jednostki elektryczne
Zrozumienie akumulatorów energii elektrycznej zaczyna się od zapoznania się z podstawowymi pojęciami i urządzeniami elektrycznymi.
Napięcie (V)
Wyjaśnienie: Napięcie jest wielkością fizyczną, która mierzy zdolność siły pola elektrycznego do wykonywania pracy. Mówiąc prościej, jest to „różnica potencjałów”, która napędza przepływ prądu. Napięcie baterii określa „siłę ciągu”, jaką może ona zapewnić.
W odniesieniu do magazynowania energii: Całkowite napięcie systemu baterii jest zazwyczaj sumą napięć wielu ogniw połączonych szeregowo. Różne zastosowania (np.systemy domowe niskonapięciowe or systemy C&I wysokiego napięcia) wymagają baterii o różnym napięciu.
Prąd (A)
Wyjaśnienie: Prąd to szybkość kierunkowego ruchu ładunku elektrycznego, „przepływ” elektryczności. Jednostką jest amper (A).
Znaczenie dla magazynowania energii: Proces ładowania i rozładowywania baterii to przepływ prądu. Ilość przepływu prądu określa ilość mocy, jaką bateria może wytworzyć w danym momencie.
Moc (Moc, W lub kW/MW)
Wyjaśnienie: Moc to szybkość, z jaką energia jest przekształcana lub przesyłana. Jest równa napięciu pomnożonemu przez prąd (P = V × I). Jednostką jest wat (W), powszechnie używany w systemach magazynowania energii jako kilowaty (kW) lub megawaty (MW).
W odniesieniu do magazynowania energii: Moc systemu baterii określa, jak szybko może on dostarczać lub absorbować energię elektryczną. Na przykład aplikacje do regulacji częstotliwości wymagają dużej mocy.
Energia (Energia, Wh lub kWh/MWh)
Wyjaśnienie: Energia to zdolność układu do wykonywania pracy. Jest to iloczyn mocy i czasu (E = P × t). Jednostką jest watogodzina (Wh), a kilowatogodziny (kWh) lub megawatogodziny (MWh) są powszechnie używane w systemach magazynowania energii.
W odniesieniu do magazynowania energii: Pojemność energetyczna jest miarą całkowitej ilości energii elektrycznej, jaką akumulator może przechowywać. Określa, jak długo system może nadal dostarczać energię.
Kluczowe terminy dotyczące wydajności i charakterystyki baterii
Terminy te bezpośrednio odzwierciedlają parametry wydajności akumulatorów magazynujących energię.
Pojemność (Ah)
Wyjaśnienie: Pojemność to całkowita ilość ładunku, jaką akumulator może uwolnić w określonych warunkach i jest mierzona wamperogodziny (Ah)Zwykle odnosi się do znamionowej pojemności akumulatora.
W odniesieniu do magazynowania energii: Pojemność jest ściśle związana z pojemnością energetyczną akumulatora i stanowi podstawę obliczania pojemności energetycznej (Pojemność energetyczna ≈ Pojemność × Średnie napięcie).
Pojemność energetyczna (kWh)
Wyjaśnienie: Całkowita ilość energii, którą akumulator może przechowywać i uwalniać, zwykle wyrażana w kilowatogodzinach (kWh) lub megawatogodzinach (MWh). Jest to kluczowa miara wielkości systemu magazynowania energii.
W odniesieniu do magazynowania energii: Określa czas, w jakim system może zasilać obciążenie, lub ilość energii odnawialnej, którą można zmagazynować.
Moc znamionowa (kW lub MW)
Wyjaśnienie: Maksymalna moc wyjściowa, jaką system akumulatorów może zapewnić, lub maksymalna moc wejściowa, jaką może pochłonąć w dowolnym momencie, wyrażona w kilowatach (kW) lub megawatach (MW).
W odniesieniu do magazynowania energii: Określa, jaką ilość energii system może dostarczyć w krótkim okresie czasu, np. aby poradzić sobie z chwilowymi wysokimi obciążeniami lub wahaniami napięcia w sieci.
Gęstość energii (Wh/kg lub Wh/l)
Wyjaśnienie: Mierzy ilość energii, jaką akumulator może zmagazynować na jednostkę masy (Wh/kg) lub na jednostkę objętości (Wh/l).
Znaczenie dla magazynowania energii: Ważne dla zastosowań, w których przestrzeń lub masa są ograniczone, takich jak pojazdy elektryczne lub kompaktowe systemy magazynowania energii. Większa gęstość energii oznacza, że więcej energii można przechowywać w tej samej objętości lub masie.
Gęstość mocy (W/kg lub W/L)
Wyjaśnienie: Mierzy maksymalną moc, jaką akumulator może dostarczyć na jednostkę masy (W/kg) lub na jednostkę objętości (W/l).
Istotne w kontekście magazynowania energii: Ważne w przypadku zastosowań wymagających szybkiego ładowania i rozładowywania, takich jak regulacja częstotliwości lub moc rozruchowa.
Paka
Wyjaśnienie: C-rate oznacza szybkość, z jaką akumulator ładuje się i rozładowuje, jako wielokrotność jego całkowitej pojemności. 1C oznacza, że akumulator zostanie w pełni naładowany lub rozładowany w ciągu 1 godziny; 0,5C oznacza, że w ciągu 2 godzin; 2C oznacza, że w ciągu 0,5 godziny.
Istotne dla magazynowania energii: C-rate jest kluczowym wskaźnikiem oceny zdolności akumulatora do szybkiego ładowania i rozładowywania. Różne zastosowania wymagają różnych osiągów C-rate. Wysokie rozładowania C-rate zazwyczaj powodują niewielki spadek pojemności i wzrost wytwarzania ciepła.
Stan naładowania (SOC)
Wyjaśnienie: Wskazuje procent (%) całkowitej pojemności akumulatora, jaka pozostała.
W odniesieniu do magazynowania energii: Podobnie jak wskaźnik paliwa w samochodzie, wskazuje, jak długo wytrzyma akumulator lub jak długo należy go ładować.
Głębokość zrzutu (DOD)
Wyjaśnienie: Wskazuje procent (%) całkowitej pojemności baterii, która jest uwalniana podczas rozładowania. Na przykład, jeśli przejdziesz ze 100% SOC do 20% SOC, DOD wynosi 80%.
Znaczenie dla magazynowania energii: DOD ma istotny wpływ na cykl życia akumulatora, a płytkie rozładowywanie i ładowanie (niski DOD) zwykle korzystnie wpływa na wydłużenie żywotności akumulatora.
Stan zdrowia (SOH)
Wyjaśnienie: Wskazuje procent obecnej wydajności baterii (np. pojemność, rezystancja wewnętrzna) w stosunku do wydajności zupełnie nowej baterii, odzwierciedlając stopień starzenia się i degradacji baterii. Zazwyczaj SOH poniżej 80% jest uważane za koniec żywotności.
Znaczenie dla magazynowania energii: SOH jest kluczowym wskaźnikiem służącym do oceny pozostałego czasu pracy i wydajności systemu akumulatorowego.
Terminologia dotycząca żywotności i zużycia baterii
Zrozumienie ograniczeń żywotności baterii ma kluczowe znaczenie dla oceny ekonomicznej i projektowania systemu.
Cykl życia
Wyjaśnienie: Liczba pełnych cykli ładowania/rozładowania, które akumulator może wytrzymać w określonych warunkach (np. określonym DOD, temperaturze, współczynniku C), dopóki jego pojemność nie spadnie do określonego procentu początkowej pojemności (zwykle 80%).
Istotne dla magazynowania energii: Jest to ważny wskaźnik oceny żywotności baterii w scenariuszach częstego użytkowania (np. dostrajanie sieci, codzienne cykle). Dłuższy cykl żywotności oznacza trwalszą baterię
Kalendarzowe życie
Wyjaśnienie: Całkowita żywotność baterii od momentu jej wyprodukowania, nawet jeśli nie jest używana, będzie się ona naturalnie starzeć z upływem czasu. Wpływa na nią temperatura, stan naładowania akumulatora i inne czynniki.
Znaczenie dla magazynowania energii: W przypadku zasilania awaryjnego lub zastosowań, w których nie jest często używany, ważniejszym wskaźnikiem może być okres kalendarzowy niż okres cyklu życia.
Degradacja
Wyjaśnienie: Proces, w wyniku którego wydajność akumulatora (np. pojemność, moc) nieodwracalnie spada podczas cyklu ładowania i z upływem czasu.
Znaczenie dla magazynowania energii: Wszystkie baterie ulegają degradacji. Kontrola temperatury, optymalizacja strategii ładowania i rozładowywania oraz korzystanie z zaawansowanego BMS może spowolnić spadek.
Zanikanie pojemności / zanikanie mocy
Wyjaśnienie: Chodzi tu konkretnie o zmniejszenie maksymalnej dostępnej pojemności i maksymalnej dostępnej mocy akumulatora.
Znaczenie dla magazynowania energii: Są to dwie główne formy degradacji akumulatora, bezpośrednio wpływające na pojemność magazynowania energii i czas reakcji systemu.
Terminologia dotycząca komponentów technicznych i komponentów systemowych
System magazynowania energii to nie tylko sam akumulator, ale także kluczowe elementy wspomagające.
Komórka
Wyjaśnienie: Najbardziej podstawowy element składowy baterii, który przechowuje i uwalnia energię poprzez reakcje elektrochemiczne. Przykłady obejmują ogniwa litowo-żelazowo-fosforanowe (LFP) i ogniwa litowo-trójskładnikowe (NMC).
W odniesieniu do magazynowania energii: Wydajność i bezpieczeństwo systemu akumulatorowego w dużym stopniu zależą od zastosowanej technologii ogniw.
Moduł
Wyjaśnienie: Połączenie kilku ogniw połączonych szeregowo i/lub równolegle, zwykle ze wstępną strukturą mechaniczną i interfejsami połączeniowymi.
W odniesieniu do magazynowania energii: Moduły są podstawowymi jednostkami do budowy zestawów akumulatorowych, ułatwiającymi produkcję i montaż na dużą skalę.
Zestaw baterii
Wyjaśnienie: Kompletne ogniwo akumulatora składające się z wielu modułów, systemu zarządzania akumulatorem (BMS), systemu zarządzania temperaturą, połączeń elektrycznych, konstrukcji mechanicznych i urządzeń bezpieczeństwa.
Znaczenie dla magazynowania energii: Zestaw akumulatorów stanowi główny element systemu magazynowania energii. Jest to jednostka dostarczana i instalowana bezpośrednio.
System zarządzania baterią (BMS)
Wyjaśnienie: „Mózg” systemu baterii. Jest odpowiedzialny za monitorowanie napięcia, prądu, temperatury, SOC, SOH itp. baterii, chroniąc ją przed przeładowaniem, nadmiernym rozładowaniem, przegrzaniem itp., wykonując równoważenie ogniw i komunikując się z systemami zewnętrznymi.
W odniesieniu do magazynowania energii: BMS ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia bezpieczeństwa, optymalizacji wydajności i maksymalizacji żywotności systemu akumulatorów. Stanowi on podstawę każdego niezawodnego systemu magazynowania energii.
(Sugestia dotycząca linkowania wewnętrznego: umieść link do strony swojej witryny internetowej na temat technologii BMS lub korzyści z produktu)
Układ konwersji mocy (PCS) / Falownik
Wyjaśnienie: Przekształca prąd stały (DC) z akumulatora na prąd przemienny (AC), aby zasilać sieć lub obciążenia, i odwrotnie (z prądu przemiennego na prąd stały w celu naładowania akumulatora).
W odniesieniu do magazynowania energii: PCS stanowi pomost między akumulatorem a siecią/obciążeniem, a jego wydajność i strategia kontroli bezpośrednio wpływają na ogólną wydajność systemu.
Bilans roślinny (BOP)
Wyjaśnienie: Dotyczy całego sprzętu i systemów pomocniczych innych niż zestaw akumulatorów i PCS, w tym systemów zarządzania temperaturą (chłodzenie/ogrzewanie), systemów ochrony przeciwpożarowej, systemów bezpieczeństwa, systemów sterowania, pojemników lub szaf, jednostek dystrybucji zasilania itp.
W odniesieniu do magazynowania energii: BOP zapewnia, że system akumulatorów działa w bezpiecznym i stabilnym środowisku i jest niezbędnym elementem budowy kompletnego systemu magazynowania energii.
System magazynowania energii (ESS) / System magazynowania energii w akumulatorach (BESS)
Wyjaśnienie: Odnosi się do kompletnego systemu integrującego wszystkie niezbędne komponenty, takie jak zestawy akumulatorów, PCS, BMS i BOP itp. BESS odnosi się konkretnie do systemu wykorzystującego akumulatory jako nośnik energii.
W odniesieniu do magazynowania energii: Jest to ostateczna dostawa i wdrożenie rozwiązania w zakresie magazynowania energii.
Terminy scenariuszy operacyjnych i aplikacyjnych
Terminy te opisują funkcję układu magazynowania energii w praktycznym zastosowaniu.
Ładowanie/Rozładowywanie
Wyjaśnienie: Ładowanie to magazynowanie energii elektrycznej w akumulatorze; rozładowywanie to uwalnianie energii elektrycznej z akumulatora.
W kontekście magazynowania energii: podstawowe zasady działania systemu magazynowania energii.
Sprawność w obie strony (RTE)
Wyjaśnienie: Kluczowa miara wydajności systemu magazynowania energii. Jest to stosunek (zwykle wyrażony jako procent) całkowitej energii pobranej z akumulatora do całkowitej energii wprowadzonej do systemu w celu magazynowania tej energii. Straty wydajności występują głównie podczas procesu ładowania/rozładowywania i podczas konwersji PCS.
W odniesieniu do magazynowania energii: wyższy współczynnik RTE oznacza mniejsze straty energii, co poprawia ekonomikę systemu.
Wyrównywanie szczytów / Wyrównywanie obciążenia
Wyjaśnienie:
Peak Shaving: Wykorzystanie systemów magazynowania energii w celu rozładowania energii w godzinach szczytowego obciążenia sieci, co pozwala na zmniejszenie ilości energii kupowanej z sieci, a tym samym zmniejszenie szczytowych obciążeń i kosztów energii elektrycznej.
Wyrównywanie obciążenia: Wykorzystanie taniej energii elektrycznej do ładowania systemów magazynowania energii w okresach niskiego obciążenia (kiedy ceny energii elektrycznej są niskie) i rozładowywanie ich w godzinach szczytu.
W odniesieniu do magazynowania energii: Jest to jedno z najczęstszych zastosowań systemów magazynowania energii w sektorze komercyjnym, przemysłowym i sieciowym. Ma ono na celu redukcję kosztów energii elektrycznej lub wyrównywanie profili obciążenia.
Regulacja częstotliwości
Wyjaśnienie: Sieci muszą utrzymywać stabilną częstotliwość roboczą (np. 50 Hz w Chinach). Częstotliwość spada, gdy podaż jest mniejsza niż zużycie energii elektrycznej i wzrasta, gdy podaż jest większa niż zużycie energii elektrycznej. Systemy magazynowania energii mogą pomóc ustabilizować częstotliwość sieci poprzez pochłanianie lub wstrzykiwanie energii poprzez szybkie ładowanie i rozładowywanie.
W odniesieniu do magazynowania energii: Magazynowanie energii w akumulatorach doskonale nadaje się do regulacji częstotliwości sieci energetycznej ze względu na szybki czas reakcji.
Arbitraż
Wyjaśnienie: Operacja wykorzystująca różnice w cenach energii elektrycznej w różnych porach dnia. Pobieraj opłaty w okresach, gdy cena energii elektrycznej jest niska, a rozładowuj w okresach, gdy cena energii elektrycznej jest wysoka, zarabiając w ten sposób na różnicy w cenie.
W odniesieniu do magazynowania energii: Jest to model zysku dla systemów magazynowania energii na rynku energii elektrycznej.
Wniosek
Zrozumienie kluczowej terminologii technicznej akumulatorów magazynujących energię jest bramą do tej dziedziny. Od podstawowych jednostek elektrycznych po złożone modele integracji systemów i aplikacji, każdy termin reprezentuje ważny aspekt technologii magazynowania energii.
Mamy nadzieję, że wyjaśnienia zawarte w tym artykule pomogą Ci lepiej zrozumieć zagadnienie akumulatorów energii, co pozwoli Ci lepiej ocenić i wybrać właściwe rozwiązanie do magazynowania energii odpowiadające Twoim potrzebom.
Często zadawane pytania (FAQ)
Jaka jest różnica pomiędzy gęstością energii a gęstością mocy?
Odpowiedź: Gęstość energii mierzy całkowitą ilość energii, która może być magazynowana na jednostkę objętości lub wagi (skupiając się na czasie trwania rozładowania); gęstość mocy mierzy maksymalną ilość mocy, która może być dostarczona na jednostkę objętości lub wagi (skupiając się na szybkości rozładowania). Mówiąc prościej, gęstość energii określa, jak długo to potrwa, a gęstość mocy określa, jak „wybuchowe” może być.
Dlaczego cykl życia i kalendarz życia są ważne?
Odpowiedź: Cykl życia mierzy żywotność baterii przy częstym użytkowaniu, co jest odpowiednie w scenariuszach intensywnej pracy, podczas gdy żywotność kalendarzowa mierzy żywotność baterii, która naturalnie starzeje się z czasem, co jest odpowiednie w scenariuszach gotowości lub rzadkiego użytkowania. Razem określają one całkowitą żywotność baterii.
Jakie są główne funkcje BMS-u?
Odpowiedź: Główne funkcje BMS obejmują monitorowanie stanu baterii (napięcie, prąd, temperatura, SOC, SOH), zabezpieczenie (przeładowanie, nadmierne rozładowanie, nadmierna temperatura, zwarcie itp.), równoważenie ogniw i komunikację z systemami zewnętrznymi. Jest to rdzeń zapewniający bezpieczną i wydajną pracę systemu baterii.
Co to jest C-rate? Co robi?
Odpowiedź:Pakareprezentuje wielokrotność prądu ładowania i rozładowania w stosunku do pojemności akumulatora. Służy do pomiaru szybkości ładowania i rozładowywania akumulatora i wpływa na rzeczywistą pojemność, wydajność, generowanie ciepła i żywotność akumulatora.
Czy ograniczanie szczytów cenowych i arbitraż taryfowy to to samo?
Odpowiedź: Oba tryby działania wykorzystują systemy magazynowania energii do ładowania i rozładowywania w różnych momentach. Wyrównywanie szczytowe jest bardziej skoncentrowane na obniżeniu obciążenia i kosztów energii elektrycznej dla klientów w określonych okresach dużego zapotrzebowania lub na wygładzeniu krzywej obciążenia sieci, podczas gdy arbitraż taryfowy jest bardziej bezpośredni i wykorzystuje różnicę w taryfach między różnymi okresami czasu do kupowania i sprzedawania energii elektrycznej w celu zysku. Cel i nacisk są nieco inne.
Czas publikacji: 20-05-2025