Até 2024, o crescente mercado global de armazenamento de energia levará ao reconhecimento gradual do valor crítico dosistemas de armazenamento de energia de bateriaem vários mercados, especialmente no mercado de energia solar, que gradualmente se tornou uma parte importante da rede. Devido à natureza intermitente da energia solar, o seu fornecimento é instável e os sistemas de armazenamento de energia das baterias são capazes de fornecer regulação de frequência, equilibrando eficazmente a operação da rede. No futuro, os dispositivos de armazenamento de energia desempenharão um papel ainda mais importante no fornecimento de capacidade máxima e no adiamento da necessidade de investimentos dispendiosos em instalações de distribuição, transmissão e geração.
O custo dos sistemas de armazenamento de energia solar e de baterias caiu drasticamente na última década. Em muitos mercados, as aplicações de energias renováveis estão gradualmente a minar a competitividade da produção tradicional de energia fóssil e nuclear. Embora antigamente se acreditasse amplamente que a produção de energia renovável era demasiado dispendiosa, hoje o custo de certas fontes de energia fósseis é muito superior ao custo da produção de energia renovável.
Adicionalmente,uma combinação de instalações solares + armazenamento pode fornecer energia à rede, substituindo o papel das usinas movidas a gás natural. Com os custos de investimento em instalações de energia solar significativamente reduzidos e sem custos de combustível incorridos ao longo do seu ciclo de vida, a combinação já fornece energia a um custo inferior ao das fontes de energia tradicionais. Quando as instalações de energia solar são combinadas com sistemas de armazenamento de baterias, a sua energia pode ser utilizada durante períodos de tempo específicos, e o rápido tempo de resposta das baterias permite que os seus projectos respondam de forma flexível às necessidades tanto do mercado de capacidade como do mercado de serviços auxiliares.
Atualmente,baterias de íon-lítio baseadas na tecnologia de fosfato de ferro-lítio (LiFePO4) dominam o mercado de armazenamento de energia.Essas baterias são amplamente utilizadas devido à sua alta segurança, longo ciclo de vida e desempenho térmico estável. Embora a densidade de energiabaterias de fosfato de ferro-lítioé ligeiramente inferior ao de outros tipos de baterias de lítio, ainda assim registaram progressos significativos na optimização dos processos de produção, na melhoria da eficiência de fabrico e na redução de custos. Espera-se que, até 2030, o preço das baterias de fosfato de ferro-lítio diminua ainda mais, enquanto a sua competitividade no mercado de armazenamento de energia continuará a aumentar.
Com o rápido crescimento da procura por veículos eléctricos,sistema de armazenamento de energia residencial, Sistema de armazenamento de energia C&Ie sistemas de armazenamento de energia em grande escala, as vantagens das baterias Li-FePO4 em termos de custo, vida útil e segurança as tornam uma opção confiável. Embora as suas metas de densidade energética possam não ser tão significativas como as de outras baterias químicas, as suas vantagens em termos de segurança e longevidade conferem-lhe um lugar em cenários de aplicação que exigem fiabilidade a longo prazo.
Fatores a serem considerados ao implantar equipamentos de armazenamento de energia de bateria
Há muitos fatores a serem considerados ao implantar equipamentos de armazenamento de energia. A potência e a duração do sistema de armazenamento de energia da bateria dependem da sua finalidade no projeto. A finalidade do projeto é determinada pelo seu valor econômico. O seu valor económico depende do mercado em que o sistema de armazenamento de energia participa. Em última análise, este mercado determina como a bateria distribuirá energia, carregará ou descarregará e quanto tempo durará. Assim, a potência e a duração da bateria não determinam apenas o custo de investimento do sistema de armazenamento de energia, mas também a vida operacional.
O processo de carga e descarga de um sistema de armazenamento de energia de bateria será lucrativo em alguns mercados. Noutros casos, apenas o custo do carregamento é necessário, e o custo do carregamento é o custo da condução do negócio de armazenamento de energia. A quantidade e a taxa de cobrança não são iguais à quantidade de descarga.
Por exemplo, em instalações de armazenamento de energia solar+bateria à escala da rede, ou em aplicações de sistemas de armazenamento do lado do cliente que utilizam energia solar, o sistema de armazenamento de bateria utiliza energia da instalação de geração solar para se qualificar para créditos fiscais de investimento (ITC). Por exemplo, existem nuances no conceito de pagamento para cobrança para sistemas de armazenamento de energia em Organizações Regionais de Transmissão (RTOs). No exemplo do crédito fiscal de investimento (ITC), o sistema de armazenamento de baterias aumenta o valor patrimonial do projeto, aumentando assim a taxa interna de retorno do proprietário. No exemplo PJM, o sistema de armazenamento de bateria paga pela carga e descarga, de modo que sua compensação de retorno é proporcional ao seu rendimento elétrico.
Parece contra-intuitivo dizer que a potência e a duração de uma bateria determinam a sua vida útil. Vários fatores, como potência, duração e vida útil, tornam as tecnologias de armazenamento de baterias diferentes de outras tecnologias de energia. No coração de um sistema de armazenamento de energia de bateria está a bateria. Tal como as células solares, os seus materiais degradam-se com o tempo, reduzindo o desempenho. As células solares perdem produção de energia e eficiência, enquanto a degradação da bateria resulta na perda da capacidade de armazenamento de energia.Embora os sistemas solares possam durar de 20 a 25 anos, os sistemas de armazenamento de baterias normalmente duram apenas de 10 a 15 anos.
Os custos de substituição e substituição devem ser considerados para qualquer projeto. O potencial de substituição depende do rendimento do projeto e das condições associadas à sua operação.
Os quatro principais fatores que levam ao declínio no desempenho da bateria são?
- Temperatura operacional da bateria
- Corrente da bateria
- Estado médio de carga da bateria (SOC)
- A 'oscilação' do estado médio de carga da bateria (SOC), ou seja, o intervalo do estado médio de carga da bateria (SOC) em que a bateria se encontra na maior parte do tempo. O terceiro e quarto fatores estão relacionados.
Existem duas estratégias para gerenciar a vida útil da bateria no projeto.A primeira estratégia é reduzir o tamanho da bateria se o projecto for apoiado por receitas e reduzir o custo de substituição futuro planeado. Em muitos mercados, as receitas planeadas podem suportar futuros custos de substituição. Em geral, as futuras reduções de custos dos componentes devem ser consideradas ao estimar os futuros custos de substituição, o que é consistente com a experiência de mercado nos últimos 10 anos. A segunda estratégia é aumentar o tamanho da bateria para minimizar a sua corrente total (ou taxa C, simplesmente definida como carga ou descarga por hora) através da implementação de células paralelas. Correntes de carga e descarga mais baixas tendem a produzir temperaturas mais baixas, uma vez que a bateria gera calor durante a carga e a descarga. Se houver excesso de energia no sistema de armazenamento da bateria e for utilizada menos energia, a quantidade de carga e descarga da bateria será reduzida e a sua vida útil será prolongada.
Carga/descarga da bateria é um termo chave.A indústria automotiva normalmente usa “ciclos” como medida da vida útil da bateria. Em aplicações estacionárias de armazenamento de energia, é mais provável que as baterias sejam parcialmente cicladas, o que significa que podem estar parcialmente carregadas ou parcialmente descarregadas, sendo cada carga e descarga insuficiente.
Energia disponível da bateria.As aplicações do sistema de armazenamento de energia podem circular menos de uma vez por dia e, dependendo da aplicação do mercado, podem exceder esta métrica. Portanto, a equipe deve determinar a vida útil da bateria avaliando o rendimento da bateria.
Vida útil e verificação do dispositivo de armazenamento de energia
O teste de dispositivos de armazenamento de energia consiste em duas áreas principais.Primeiro, o teste das células da bateria é fundamental para avaliar a vida útil de um sistema de armazenamento de energia da bateria.O teste das células da bateria revela os pontos fortes e fracos das células da bateria e ajuda os operadores a compreender como as baterias devem ser integradas no sistema de armazenamento de energia e se esta integração é apropriada.
Configurações em série e paralelo de células de bateria ajudam a entender como um sistema de bateria funciona e como ele é projetado.As células de bateria conectadas em série permitem o empilhamento das tensões da bateria, o que significa que a tensão do sistema de um sistema de bateria com múltiplas células de bateria conectadas em série é igual à tensão da célula de bateria individual multiplicada pelo número de células. As arquiteturas de baterias conectadas em série oferecem vantagens de custo, mas também apresentam algumas desvantagens. Quando as baterias são conectadas em série, as células individuais consomem a mesma corrente que a bateria. Por exemplo, se uma célula tem tensão máxima de 1V e corrente máxima de 1A, então 10 células em série têm tensão máxima de 10V, mas ainda têm corrente máxima de 1A, para uma potência total de 10V * 1A = 10W. Quando conectado em série, o sistema de bateria enfrenta um desafio de monitoramento de tensão. O monitoramento de tensão pode ser realizado em conjuntos de baterias conectados em série para reduzir custos, mas é difícil detectar danos ou degradação da capacidade de células individuais.
Por outro lado, as baterias paralelas permitem o empilhamento de corrente, o que significa que a tensão da bateria paralela é igual à tensão da célula individual e a corrente do sistema é igual à corrente da célula individual multiplicada pelo número de células em paralelo. Por exemplo, se a mesma bateria de 1V, 1A for usada, duas baterias podem ser conectadas em paralelo, o que reduzirá a corrente pela metade, e então 10 pares de baterias paralelas podem ser conectadas em série para atingir 10V com tensão de 1V e corrente de 1A. , mas isso é mais comum em uma configuração paralela.
Essa diferença entre os métodos em série e paralelo de conexão da bateria é importante ao considerar garantias de capacidade da bateria ou políticas de garantia. Os seguintes fatores descem pela hierarquia e, em última análise, afetam a vida útil da bateria:características do mercado ➜ comportamento de carga/descarga ➜ limitações do sistema ➜ série de baterias e arquitetura paralela.Portanto, a capacidade da placa de identificação da bateria não é uma indicação de que possa existir sobrecarga no sistema de armazenamento da bateria. A presença de sobrecarga é importante para a garantia da bateria, pois determina a corrente e a temperatura da bateria (temperatura de permanência da célula na faixa SOC), enquanto a operação diária determinará a vida útil da bateria.
O teste do sistema é um complemento ao teste da célula da bateria e geralmente é mais aplicável aos requisitos do projeto que demonstram a operação adequada do sistema da bateria.
Para cumprir um contrato, os fabricantes de baterias de armazenamento de energia normalmente desenvolvem protocolos de teste de comissionamento de fábrica ou de campo para verificar a funcionalidade do sistema e do subsistema, mas podem não abordar o risco de o desempenho do sistema de bateria exceder a vida útil da bateria. Uma discussão comum sobre o comissionamento em campo são as condições de teste de capacidade e se elas são relevantes para a aplicação do sistema de bateria.
Importância do teste de bateria
Após a DNV GL testar uma bateria, os dados são incorporados em um scorecard anual de desempenho da bateria, que fornece dados independentes para compradores de sistemas de bateria. O scorecard mostra como a bateria responde a quatro condições de aplicação: temperatura, corrente, flutuações do estado médio de carga (SOC) e do estado médio de carga (SOC).
O teste compara o desempenho da bateria com sua configuração série-paralelo, limitações do sistema, comportamento de carga/descarga do mercado e funcionalidade do mercado. Este serviço exclusivo verifica de forma independente se os fabricantes de baterias são responsáveis e avaliam corretamente as suas garantias para que os proprietários de sistemas de baterias possam fazer uma avaliação informada da sua exposição ao risco técnico.
Seleção de fornecedores de equipamentos de armazenamento de energia
Para concretizar a visão de armazenamento da bateria,seleção de fornecedores é crítica– portanto, trabalhar com especialistas técnicos confiáveis que entendem todos os aspectos dos desafios e oportunidades em escala de utilidade pública é a melhor receita para o sucesso do projeto. A seleção de um fornecedor de sistema de armazenamento de bateria deve garantir que o sistema atenda aos padrões internacionais de certificação. Por exemplo, os sistemas de armazenamento de bateria foram testados de acordo com a UL9450A e os relatórios de teste estão disponíveis para análise. Quaisquer outros requisitos específicos do local, como detecção e proteção adicional contra incêndio ou ventilação, podem não estar incluídos no produto base do fabricante e precisarão ser rotulados como um complemento obrigatório.
Em resumo, os dispositivos de armazenamento de energia em escala de serviço público podem ser usados para fornecer armazenamento de energia elétrica e dar suporte a soluções de ponto de carga, demanda de pico e energia intermitente. Estes sistemas são utilizados em muitas áreas onde os sistemas de combustíveis fósseis e/ou atualizações tradicionais são considerados ineficientes, impraticáveis ou dispendiosos. Muitos factores podem ter impacto no desenvolvimento bem sucedido de tais projectos e na sua viabilidade financeira.
É importante trabalhar com um fabricante confiável de armazenamento de bateria.A BSLBATT Energy é fornecedora líder de mercado de soluções inteligentes de armazenamento de baterias, projetando, fabricando e fornecendo soluções de engenharia avançadas para aplicações especializadas. A visão da empresa está focada em ajudar os clientes a resolver os problemas energéticos únicos que afetam seus negócios, e a experiência da BSLBATT pode fornecer soluções totalmente personalizadas para atender aos objetivos do cliente.
Horário da postagem: 28 de agosto de 2024