Sistemi za shranjevanje energije (ESS)igrajo vse pomembnejšo vlogo, saj narašča svetovno povpraševanje po trajnostni energiji in stabilnosti omrežja. Ne glede na to, ali se uporabljajo za shranjevanje energije v omrežju, komercialne in industrijske aplikacije ali stanovanjske sončne sisteme, je razumevanje ključne tehnične terminologije baterij za shranjevanje energije bistvenega pomena za učinkovito komunikacijo, ocenjevanje delovanja in sprejemanje premišljenih odločitev.
Vendar pa je žargon na področju shranjevanja energije obsežen in včasih zastrašujoč. Namen tega članka je, da vam ponudi celovit in lahko razumljiv vodnik, ki pojasnjuje osnovni tehnični besednjak na področju baterij za shranjevanje energije, da bi vam pomagal bolje razumeti to ključno tehnologijo.
Osnovni koncepti in električne enote
Razumevanje baterij za shranjevanje energije se začne z nekaterimi osnovnimi električnimi koncepti in enotami.
Napetost (V)
Razlaga: Napetost je fizikalna količina, ki meri sposobnost električne poljske sile, da opravi delo. Preprosto povedano, to je "potencialna razlika", ki poganja pretok električne energije. Napetost baterije določa "potisk", ki ga lahko zagotovi.
Povezano s shranjevanjem energije: Skupna napetost baterijskega sistema je običajno vsota napetosti več zaporedno povezanih celic. Različne aplikacije (npr.nizkonapetostni domači sistemi or visokonapetostni C&I sistemi) zahtevajo baterije različnih napetostnih razredov.
Tok (A)
Razlaga: Tok je hitrost smernega gibanja električnega naboja, »pretok« električne energije. Enota je amper (A).
Pomen za shranjevanje energije: Postopek polnjenja in praznjenja baterije je pretok toka. Količina pretoka toka določa količino energije, ki jo lahko baterija proizvede v določenem času.
Moč (moč, W ali kW/MW)
Razlaga: Moč je hitrost pretvorbe ali prenosa energije. Enaka je napetosti, pomnoženi s tokom (P = V × I). Enota je vat (W), ki se v sistemih za shranjevanje energije običajno uporablja kot kilovat (kW) ali megavat (MW).
Povezano s shranjevanjem energije: Zmogljivost baterijskega sistema določa, kako hitro lahko dovaja ali absorbira električno energijo. Na primer, aplikacije za regulacijo frekvence zahtevajo visoko zmogljivost.
Energija (energija, Wh ali kWh/MWh)
Razlaga: Energija je sposobnost sistema, da opravi delo. Je produkt moči in časa (E = P × t). Enota je vatna ura (Wh), v sistemih za shranjevanje energije pa se pogosto uporabljajo kilovatne ure (kWh) ali megavatne ure (MWh).
Povezano s shranjevanjem energije: Energijska zmogljivost je merilo skupne količine električne energije, ki jo lahko shrani baterija. To določa, kako dolgo lahko sistem še naprej dovaja energijo.
Ključni izrazi za delovanje in karakterizacijo baterij
Ti izrazi neposredno odražajo merila delovanja baterij za shranjevanje energije.
Kapaciteta (Ah)
Razlaga: Kapaciteta je skupna količina naboja, ki jo lahko baterija sprosti pod določenimi pogoji, in se meri vamper-ure (Ah)Običajno se nanaša na nazivno kapaciteto baterije.
Povezano s shranjevanjem energije: Kapaciteta je tesno povezana z energijsko kapaciteto baterije in je osnova za izračun energijske kapacitete (Energijska kapaciteta ≈ Kapaciteta × Povprečna napetost).
Energijska zmogljivost (kWh)
Razlaga: Skupna količina energije, ki jo lahko baterija shrani in sprosti, običajno izražena v kilovatnih urah (kWh) ali megavatnih urah (MWh). Je ključno merilo velikosti sistema za shranjevanje energije.
Povezano s shranjevanjem energije: Določa, koliko časa lahko sistem napaja obremenitev ali koliko obnovljive energije je mogoče shraniti.
Moč (kW ali MW)
Razlaga: Največja izhodna moč, ki jo lahko zagotovi baterijski sistem, ali največja vhodna moč, ki jo lahko v danem trenutku absorbira, izražena v kilovatih (kW) ali megavatih (MW).
Povezano s shranjevanjem energije: Določa, koliko podpore moči lahko sistem zagotovi za kratek čas, npr. za obvladovanje trenutnih visokih obremenitev ali nihanj omrežja.
Energijska gostota (Wh/kg ali Wh/L)
Razlaga: Meri količino energije, ki jo lahko baterija shrani na enoto mase (Wh/kg) ali na enoto prostornine (Wh/L).
Pomembnost za shranjevanje energije: Pomembno za aplikacije, kjer je prostor ali teža omejena, kot so električna vozila ali kompaktni sistemi za shranjevanje energije. Večja gostota energije pomeni, da je mogoče shraniti več energije v enaki prostornini ali teži.
Gostota moči (W/kg ali W/L)
Razlaga: Meri največjo moč, ki jo lahko baterija odda na enoto mase (W/kg) ali na enoto prostornine (W/L).
Pomembno za shranjevanje energije: Pomembno za aplikacije, ki zahtevajo hitro polnjenje in praznjenje, kot sta regulacija frekvence ali zagonska moč.
C-stopnja
Razlaga: Stopnja polnjenja in praznjenja baterije predstavlja hitrost polnjenja in praznjenja kot večkratnik njene skupne kapacitete. 1 C pomeni, da se bo baterija popolnoma napolnila ali izpraznila v 1 uri; 0,5 C pomeni v 2 urah; 2 C pomeni v 0,5 ure.
Pomembno za shranjevanje energije: Stopnja polnjenja (C) je ključna metrika za oceno sposobnosti baterije za hitro polnjenje in praznjenje. Različne aplikacije zahtevajo različno zmogljivost stopnje polnjenja (C). Praznjenje z visoko stopnjo polnjenja (C) običajno povzroči rahlo zmanjšanje kapacitete in povečanje proizvodnje toplote.
Stanje napolnjenosti (SOC)
Razlaga: Označuje odstotek (%) celotne kapacitete baterije, ki je trenutno še napolnjena.
Povezano s shranjevanjem energije: Podobno kot merilnik goriva v avtomobilu kaže, kako dolgo bo baterija zdržala oziroma kako dolgo jo je treba polniti.
Globina izpusta (DOD)
Razlaga: Označuje odstotek (%) celotne kapacitete baterije, ki se sprosti med praznjenjem. Na primer, če se stanje napolnjenosti (SOC) poveča s 100 % na 20 %, je stanje napolnjenosti (DOD) 80 %.
Pomen za shranjevanje energije: DOD ima pomemben vpliv na življenjsko dobo baterije, plitvo praznjenje in polnjenje (nizek DOD) pa je običajno koristno za podaljšanje življenjske dobe baterije.
Zdravstveno stanje (SOH)
Razlaga: Označuje odstotek trenutne zmogljivosti baterije (npr. kapaciteta, notranji upor) v primerjavi s povsem novo baterijo, kar odraža stopnjo staranja in degradacije baterije. Običajno se za izpraznjeno baterijo šteje SOH manj kot 80 %.
Pomen za shranjevanje energije: SOH je ključni kazalnik za oceno preostale življenjske dobe in delovanja baterijskega sistema.
Terminologija življenjske dobe baterije in njenega izpraznjenja
Razumevanje omejitev življenjske dobe baterij je ključnega pomena za ekonomsko oceno in načrtovanje sistema.
Življenjski cikel
Razlaga: Število popolnih ciklov polnjenja/praznjenja, ki jih baterija lahko prenese pod določenimi pogoji (npr. specifična globina polnjenja, temperatura, stopnja praznjenja C), dokler njena kapaciteta ne pade na odstotek začetne kapacitete (običajno 80 %).
Pomembno za shranjevanje energije: To je pomembna metrika za oceno življenjske dobe baterije pri pogostih scenarijih uporabe (npr. prilagajanje omrežja, dnevno cikliranje). Daljša življenjska doba pomeni bolj vzdržljivo baterijo.
Življenje v koledarju
Pojasnilo: Skupna življenjska doba baterije od trenutka izdelave se sčasoma naravno stara, tudi če se ne uporablja. Nanjo vplivajo temperatura, stanje napolnjenosti shranjevanja in drugi dejavniki.
Pomembnost za shranjevanje energije: Za rezervno napajanje ali aplikacije z redko uporabo je lahko koledarska življenjska doba pomembnejša metrika kot ciklična življenjska doba.
Degradacija
Razlaga: Postopek, pri katerem se zmogljivost baterije (npr. kapaciteta, moč) med cikličnim praznjenjem in sčasoma nepovratno zmanjša.
Pomen za shranjevanje energije: Vse baterije so podvržene degradaciji. Nadzor temperature, optimizacija strategij polnjenja in praznjenja ter uporaba naprednega sistema za upravljanje stavb lahko upočasnijo upadanje.
Zmanjševanje zmogljivosti / Zmanjševanje moči
Pojasnilo: To se nanaša posebej na zmanjšanje največje razpoložljive zmogljivosti oziroma zmanjšanje največje razpoložljive moči baterije.
Pomembnost shranjevanja energije: To sta glavni obliki degradacije baterije, ki neposredno vplivata na zmogljivost shranjevanja energije in odzivni čas sistema.
Terminologija za tehnične komponente in sistemske komponente
Sistem za shranjevanje energije ni le baterija sama, temveč tudi ključne podporne komponente.
Celica
Razlaga: Najosnovnejši gradnik baterije, ki shranjuje in sprošča energijo z elektrokemičnimi reakcijami. Primeri vključujejo litijeve železove fosfatne (LFP) celice in litijeve ternarne (NMC) celice.
Povezano s shranjevanjem energije: Zmogljivost in varnost baterijskega sistema sta v veliki meri odvisni od uporabljene tehnologije celic.
Modul
Razlaga: Kombinacija več zaporedno in/ali vzporedno povezanih celic, običajno s predhodno mehansko strukturo in povezovalnimi vmesniki.
Pomembno za shranjevanje energije: Moduli so osnovne enote za izdelavo baterijskih sklopov, kar omogoča obsežno proizvodnjo in montažo.
Baterijski paket
Razlaga: Celotna baterijska celica, sestavljena iz več modulov, sistema za upravljanje baterij (BMS), sistema za upravljanje temperature, električnih priključkov, mehanskih struktur in varnostnih naprav.
Pomembnost za shranjevanje energije: Baterijski sklop je osrednja komponenta sistema za shranjevanje energije in je enota, ki se dostavi in namesti neposredno.
Sistem za upravljanje baterij (BMS)
Razlaga: »Možgani« baterijskega sistema. Odgovorni so za spremljanje napetosti, toka, temperature, napolnjenosti (SOC), napolnjenosti (SOH) baterije itd., zaščito pred prekomernim polnjenjem, prekomernim praznjenjem, previsoko temperaturo itd., uravnoteženje celic in komunikacijo z zunanjimi sistemi.
Pomembno za shranjevanje energije: Sistem za upravljanje stavb (BMS) je ključnega pomena za zagotavljanje varnosti, optimizacije delovanja in podaljšanja življenjske dobe baterijskega sistema ter je srce vsakega zanesljivega sistema za shranjevanje energije.
(Predlog za notranje povezovanje: povezava do strani vašega spletnega mesta o tehnologiji BMS ali prednostih izdelka)
Sistem za pretvorbo energije (PCS) / pretvornik
Razlaga: Pretvarja enosmerni tok (DC) iz baterije v izmenični tok (AC) za napajanje omrežja ali bremen in obratno (iz izmeničnega v enosmerni tok za polnjenje baterije).
Povezano s shranjevanjem energije: PCS je most med baterijo in omrežjem/obremenitvijo, njegova učinkovitost in strategija krmiljenja pa neposredno vplivata na celotno delovanje sistema.
Bilanca obrata (BOP)
Razlaga: Nanaša se na vso podporno opremo in sisteme, razen baterijskega sklopa in sistema PCS, vključno s sistemi za upravljanje temperature (hlajenje/ogrevanje), protipožarnimi sistemi, varnostnimi sistemi, krmilnimi sistemi, zabojniki ali omaricami, enotami za distribucijo energije itd.
Povezano s shranjevanjem energije: BOP zagotavlja, da baterijski sistem deluje v varnem in stabilnem okolju ter je nujen del izgradnje celovitega sistema za shranjevanje energije.
Sistem za shranjevanje energije (ESS) / Sistem za shranjevanje energije v baterijah (BESS)
Razlaga: Nanaša se na celoten sistem, ki vključuje vse potrebne komponente, kot so baterijski sklopi, PCS, BMS in BOP itd. BESS se nanaša posebej na sistem, ki uporablja baterije kot medij za shranjevanje energije.
Povezano s shranjevanjem energije: To je končna dobava in uvedba rešitve za shranjevanje energije.
Pogoji operativnega in aplikacijskega scenarija
Ti izrazi opisujejo delovanje sistema za shranjevanje energije v praktični uporabi.
Polnjenje/praznjenje
Razlaga: Polnjenje je shranjevanje električne energije v bateriji; praznjenje je sproščanje električne energije iz baterije.
Povezano s shranjevanjem energije: osnovno delovanje sistema za shranjevanje energije.
Učinkovitost povratnega potovanja (RTE)
Razlaga: Ključno merilo učinkovitosti sistema za shranjevanje energije. To je razmerje (običajno izraženo v odstotkih) med skupno energijo, odvzeto iz baterije, in skupno energijo, ki je vnesena v sistem za shranjevanje te energije. Izgube učinkovitosti nastanejo predvsem med postopkom polnjenja/praznjenja in med pretvorbo PCS.
Povezano s shranjevanjem energije: Višja RTE pomeni manjše izgube energije, kar izboljšuje ekonomičnost sistema.
Izravnavanje konic / Izravnavanje obremenitve
Pojasnilo:
Zmanjševanje konic: Uporaba sistemov za shranjevanje energije za sproščanje energije med urami konic v omrežju, s čimer se zmanjša količina energije, kupljene iz omrežja, in s tem zmanjšajo konice obremenitev in stroški električne energije.
Izravnavanje obremenitve: Uporaba poceni električne energije za polnjenje sistemov za shranjevanje energije v času nizke obremenitve (ko so cene električne energije nizke) in njihovo praznjenje v času konic.
Povezano s shranjevanjem energije: To je ena najpogostejših uporab sistemov za shranjevanje energije na komercialni, industrijski in omrežni strani, zasnovana za zmanjšanje stroškov električne energije ali za glajenje profilov obremenitve.
Regulacija frekvence
Pojasnilo: Omrežja morajo vzdrževati stabilno delovno frekvenco (npr. 50 Hz na Kitajskem). Frekvenca se zniža, ko je dobava manjša od porabe električne energije, in se zviša, ko je dobava večja od porabe električne energije. Sistemi za shranjevanje energije lahko pomagajo stabilizirati omrežno frekvenco z absorpcijo ali vbrizgavanjem energije s hitrim polnjenjem in praznjenjem.
Povezano s shranjevanjem energije: Shranjevanje v baterijah je zaradi hitrega odzivnega časa zelo primerno za regulacijo omrežne frekvence.
Arbitraža
Razlaga: Postopek, ki izkorišča razlike v cenah električne energije v različnih delih dneva. Polnjenje v času, ko je cena električne energije nizka, in praznjenje v času, ko je cena električne energije visoka, s čimer se ustvari razlika v ceni.
Povezano s shranjevanjem energije: To je dobičkonosni model za sisteme shranjevanja energije na trgu električne energije.
Zaključek
Razumevanje ključne tehnične terminologije baterij za shranjevanje energije je vstopna točka v to področje. Od osnovnih električnih enot do kompleksnih sistemskih integracij in modelov uporabe, vsak izraz predstavlja pomemben vidik tehnologije shranjevanja energije.
Upamo, da boste z razlagami v tem članku dobili boljše razumevanje baterij za shranjevanje energije, da boste lahko bolje ocenili in izbrali pravo rešitev za shranjevanje energije za svoje potrebe.
Pogosto zastavljena vprašanja (FAQ)
Kakšna je razlika med gostoto energije in gostoto moči?
Odgovor: Gostota energije meri skupno količino energije, ki jo je mogoče shraniti na enoto prostornine ali teže (s poudarkom na trajanju praznjenja); gostota moči meri največjo količino energije, ki jo je mogoče oddati na enoto prostornine ali teže (s poudarkom na hitrosti praznjenja). Preprosto povedano, gostota energije določa, kako dolgo bo trajala, gostota moči pa določa, kako "eksplozivna" je lahko.
Zakaj sta življenjska doba cikla in življenjska doba koledarja pomembna?
Odgovor: Življenjska doba baterije meri življenjsko dobo baterije pri pogosti uporabi, kar je primerno za scenarije delovanja z visoko intenzivnostjo, medtem ko koledarska življenjska doba meri življenjsko dobo baterije, ki se sčasoma naravno stara, kar je primerno za scenarije pripravljenosti ali redke uporabe. Skupaj določata skupno življenjsko dobo baterije.
Katere so glavne funkcije sistema BMS?
Odgovor: Glavne funkcije sistema BMS vključujejo spremljanje stanja baterije (napetost, tok, temperatura, stanje napolnjenosti (SOC), stanje napolnjenosti (SOH)), varnostno zaščito (preobremenitev, preobremenitev, previsoka temperatura, kratek stik itd.), uravnoteženje celic in komunikacijo z zunanjimi sistemi. To je jedro zagotavljanja varnega in učinkovitega delovanja baterijskega sistema.
Kaj je C-stopnja? Kaj počne?
Odgovor:C-stopnjapredstavlja večkratnik polnilnega in praznilnega toka glede na kapaciteto baterije. Uporablja se za merjenje hitrosti polnjenja in praznjenja baterije ter vpliva na dejansko kapaciteto, učinkovitost, proizvodnjo toplote in življenjsko dobo baterije.
Ali sta zmanjševanje konic in tarifna arbitraža ista stvar?
Odgovor: Oba načina delovanja uporabljata sisteme za shranjevanje energije za polnjenje in praznjenje ob različnih časih. Zmanjševanje konic je bolj osredotočeno na zniževanje obremenitve in stroškov električne energije za odjemalce v določenih obdobjih visokega povpraševanja ali na glajenje krivulje obremenitve omrežja, medtem ko je tarifna arbitraža bolj neposredna in izkorišča razliko v tarifah med različnimi časovnimi obdobji za nakup in prodajo električne energije za dobiček. Namen in osredotočenost se nekoliko razlikujeta.
Čas objave: 20. maj 2025