Do leta 2024 je cvetoči svetovni trg za shranjevanje energije vodil do postopnega priznavanja kritične vrednostibaterijski sistemi za shranjevanje energijena različnih trgih, predvsem na trgu sončne energije, ki je postopoma postal pomemben del omrežja. Zaradi intermitentnosti sončne energije je njena oskrba nestabilna, sistemi za shranjevanje energije v baterijah pa lahko zagotovijo frekvenčno regulacijo in s tem učinkovito uravnotežijo delovanje omrežja. V prihodnje bodo imele naprave za shranjevanje energije še pomembnejšo vlogo pri zagotavljanju konične zmogljivosti in odlaganju potrebe po dragih naložbah v distribucijske, prenosne in proizvodne objekte.
Stroški sončnih in baterijskih sistemov za shranjevanje energije so se v zadnjem desetletju močno znižali. Na številnih trgih aplikacije obnovljive energije postopoma spodkopavajo konkurenčnost tradicionalne proizvodnje fosilnih in jedrske energije. Medtem ko je nekoč veljalo prepričanje, da je proizvodnja energije iz obnovljivih virov predraga, so danes stroški nekaterih fosilnih virov energije veliko višji od stroškov proizvodnje energije iz obnovljivih virov.
Poleg tegakombinacija solarnih + skladiščnih zmogljivosti lahko zagotovi električno energijo za omrežje, nadomestitev vloge elektrarn na zemeljski plin. Ker so naložbeni stroški za objekte za sončno elektrarno znatno zmanjšani in brez stroškov goriva v celotnem življenjskem ciklu, kombinacija že zagotavlja energijo po nižji ceni kot tradicionalni viri energije. Ko so objekti za sončno energijo kombinirani s sistemi za shranjevanje baterij, se lahko njihova energija uporablja za določena časovna obdobja, hiter odzivni čas baterij pa omogoča njihovim projektom, da se prožno odzivajo na potrebe trga zmogljivosti in trga pomožnih storitev.
trenutno,litij-ionske baterije na osnovi tehnologije litijevega železovega fosfata (LiFePO4) prevladujejo na trgu shranjevanja energije.Te baterije se pogosto uporabljajo zaradi svoje visoke varnosti, dolge življenjske dobe in stabilne toplotne zmogljivosti. Čeprav energijska gostotalitij železofosfatne baterijeje nekoliko nižja kot pri drugih vrstah litijevih baterij, so vseeno dosegli pomemben napredek z optimizacijo proizvodnih procesov, izboljšanjem učinkovitosti proizvodnje in znižanjem stroškov. Pričakuje se, da se bo do leta 2030 cena litij-železo-fosfatnih baterij še znižala, njihova konkurenčnost na trgu shranjevanja energije pa se bo še povečevala.
S hitro rastjo povpraševanja po električnih vozilih,stanovanjski sistem za shranjevanje energije, C&I sistem za varčevanje z energijoin obsežnih sistemov za shranjevanje energije so prednosti Li-FePO4 baterij v smislu stroškov, življenjske dobe in varnosti zanesljiva možnost. Čeprav njegovi cilji energijske gostote morda niso tako pomembni kot cilji drugih kemičnih baterij, mu njegove prednosti glede varnosti in dolge življenjske dobe dajejo mesto v scenarijih uporabe, ki zahtevajo dolgoročno zanesljivost.
Dejavniki, ki jih je treba upoštevati pri uvajanju opreme za shranjevanje baterije
Pri nameščanju opreme za shranjevanje energije je treba upoštevati številne dejavnike. Moč in trajanje akumulatorskega sistema za shranjevanje energije je odvisno od njegovega namena v projektu. Namen projekta je določen z njegovo ekonomsko vrednostjo. Njegova ekonomska vrednost je odvisna od trga, na katerem sistem za shranjevanje energije sodeluje. Ta trg na koncu določa, kako bo baterija porazdelila energijo, se polnila ali praznila in kako dolgo bo trajala. Moč in življenjska doba baterije torej ne določata le stroškov naložbe v sistem za shranjevanje energije, temveč tudi življenjsko dobo.
Postopek polnjenja in praznjenja sistema za shranjevanje energije baterije bo na nekaterih trgih donosen. V drugih primerih se zahteva samo strošek polnjenja, strošek polnjenja pa je strošek vodenja dejavnosti shranjevanja energije. Količina in hitrost polnjenja nista enaki količini praznjenja.
Na primer, v omrežnih napravah za shranjevanje sončne energije + baterije ali v aplikacijah sistemov za shranjevanje na strani odjemalca, ki uporabljajo sončno energijo, sistem za shranjevanje baterij uporablja moč iz objekta za proizvodnjo sončne energije, da se kvalificira za davčne olajšave za naložbe (ITC). Na primer, obstajajo nianse koncepta plačila za plačilo za sisteme za shranjevanje energije v regionalnih prenosnih organizacijah (RTO). V primeru naložbenega davčnega dobropisa (ITC) sistem za shranjevanje baterij poveča lastniško vrednost projekta in s tem poveča lastnikovo notranjo stopnjo donosa. V primeru PJM sistem za shranjevanje akumulatorja plačuje za polnjenje in praznjenje, tako da je njegovo povračilo nadomestilo sorazmerno z njegovim električnim pretokom.
Zdi se kontraintuitivno reči, da moč in trajanje baterije določata njeno življenjsko dobo. Zaradi številnih dejavnikov, kot so moč, trajanje in življenjska doba, se tehnologije shranjevanja baterij razlikujejo od drugih energetskih tehnologij. V središču akumulatorskega sistema za shranjevanje energije je baterija. Tako kot sončne celice se tudi njihovi materiali sčasoma razgradijo, kar zmanjša učinkovitost. Sončne celice izgubijo moč in učinkovitost, medtem ko degradacija baterije povzroči izgubo zmogljivosti za shranjevanje energije.Medtem ko lahko solarni sistemi zdržijo 20-25 let, sistemi za shranjevanje baterij običajno zdržijo le 10 do 15 let.
Pri vsakem projektu je treba upoštevati zamenjavo in stroške zamenjave. Možnost zamenjave je odvisna od pretočnosti projekta in pogojev, povezanih z njegovim delovanjem.
Štirje glavni dejavniki, ki vodijo do zmanjšanja zmogljivosti baterije, so?
- Delovna temperatura baterije
- Tok baterije
- Povprečno stanje napolnjenosti baterije (SOC)
- 'Nihanje' povprečnega stanja napolnjenosti baterije (SOC), tj. interval povprečnega stanja napolnjenosti baterije (SOC), v katerem je baterija večino časa. Tretji in četrti dejavnik sta povezana.
V projektu obstajata dve strategiji za upravljanje življenjske dobe baterije.Prva strategija je zmanjšanje velikosti baterije, če je projekt podprt s prihodki, in zmanjšanje načrtovanih prihodnjih stroškov zamenjave. Na mnogih trgih lahko načrtovani prihodki podprejo prihodnje stroške zamenjave. Na splošno je treba pri ocenjevanju prihodnjih stroškov zamenjave upoštevati prihodnje znižanje stroškov komponent, kar je skladno z izkušnjami na trgu v zadnjih 10 letih. Druga strategija je povečati velikost baterije, da bi zmanjšali njen skupni tok (ali C-stopnjo, preprosto definirano kot polnjenje ali praznjenje na uro) z uporabo vzporednih celic. Nižji tokovi polnjenja in praznjenja povzročajo nižje temperature, saj baterija med polnjenjem in praznjenjem proizvaja toploto. Če je v sistemu za shranjevanje baterije presežek energije in se porabi manj energije, se bo količina polnjenja in praznjenja baterije zmanjšala, njena življenjska doba pa podaljšana.
Polnjenje/praznjenje baterije je ključni izraz.Avtomobilska industrija običajno uporablja 'cikle' kot merilo življenjske dobe baterije. Pri stacionarnih aplikacijah za shranjevanje energije je verjetneje, da bodo baterije delno ciklično ciklične, kar pomeni, da so lahko delno napolnjene ali delno izpraznjene, pri čemer je vsako polnjenje in praznjenje nezadostno.
Razpoložljiva energija baterije.Aplikacije sistemov za shranjevanje energije lahko krožijo manj kot enkrat na dan in lahko, odvisno od tržne aplikacije, presežejo to metriko. Zato mora osebje določiti življenjsko dobo baterije z oceno zmogljivosti baterije.
Življenjska doba in preverjanje naprave za shranjevanje energije
Testiranje naprav za shranjevanje energije je sestavljeno iz dveh glavnih področij.Prvič, testiranje baterijskih celic je ključnega pomena za oceno življenjske dobe sistema za shranjevanje energije baterije.Testiranje baterijskih celic razkrije prednosti in slabosti baterijskih celic in pomaga operaterjem razumeti, kako naj bodo baterije integrirane v sistem za shranjevanje energije in ali je ta integracija primerna.
Zaporedne in vzporedne konfiguracije baterijskih celic pomagajo razumeti, kako baterijski sistem deluje in kako je zasnovan.Zaporedno povezane baterijske celice omogočajo zlaganje baterijskih napetosti, kar pomeni, da je sistemska napetost baterijskega sistema z več zaporedno povezanimi baterijskimi celicami enaka napetosti posamezne baterije, pomnoženi s številom celic. Zaporedno povezane arhitekture baterij ponujajo stroškovne prednosti, vendar imajo tudi nekaj slabosti. Ko so baterije povezane zaporedno, posamezne celice porabljajo enak tok kot baterijski paket. Na primer, če ima ena celica največjo napetost 1 V in največji tok 1 A, potem ima 10 celic v seriji največjo napetost 10 V, vendar imajo še vedno največji tok 1 A, za skupno moč 10 V * 1 A = 10W. Pri zaporedni povezavi se baterijski sistem sooča z izzivom spremljanja napetosti. Nadzor napetosti se lahko izvaja na serijsko povezanih baterijskih vložkih, da se zmanjšajo stroški, vendar je težko zaznati poškodbe ali zmanjšanje zmogljivosti posameznih celic.
Po drugi strani pa vzporedne baterije omogočajo zlaganje toka, kar pomeni, da je napetost vzporednega baterijskega paketa enaka napetosti posamezne celice, sistemski tok pa je enak toku posamezne celice, pomnoženemu s številom vzporednih celic. Na primer, če se uporablja ista baterija 1 V, 1 A, lahko dve bateriji povežete vzporedno, kar bo prepolovilo tok, nato pa lahko zaporedno povežete 10 parov vzporednih baterij, da dosežete 10 V pri napetosti 1 V in toku 1 A. , vendar je to pogostejše v vzporedni konfiguraciji.
Ta razlika med serijskim in vzporednim načinom priključitve baterije je pomembna, ko upoštevamo garancije za zmogljivost baterije ali garancijske politike. Naslednji dejavniki tečejo navzdol po hierarhiji in na koncu vplivajo na življenjsko dobo baterije:značilnosti trga ➜ obnašanje pri polnjenju/praznjenju ➜ sistemske omejitve ➜ serijska in vzporedna arhitektura baterije.Zato zmogljivost baterije z imensko tablico ni znak, da lahko pride do prekomerne gradnje v sistemu za shranjevanje baterije. Prisotnost nadgradnje je pomembna za garancijo baterije, saj določa tok in temperaturo baterije (temperatura zadrževanja celice v območju SOC), medtem ko dnevno delovanje določa življenjsko dobo baterije.
Sistemsko testiranje je dodatek testiranju baterijskih celic in je pogosto bolj uporabno za projektne zahteve, ki dokazujejo pravilno delovanje baterijskega sistema.
Da bi izpolnili pogodbo, proizvajalci baterij za shranjevanje energije običajno razvijejo tovarniške ali terenske preskusne protokole za zagon, da preverijo funkcionalnost sistema in podsistema, vendar morda ne obravnavajo tveganja, da zmogljivost baterijskega sistema preseže življenjsko dobo baterije. Pogosta razprava o zagonu na terenu je o pogojih preizkusa zmogljivosti in o tem, ali so pomembni za uporabo akumulatorskega sistema.
Pomen testiranja baterije
Potem ko DNV GL preizkusi baterijo, se podatki vključijo v letni pregled učinkovitosti baterije, ki zagotavlja neodvisne podatke za kupce baterijskega sistema. Tabela kazalnikov prikazuje, kako se baterija odziva na štiri pogoje uporabe: temperaturo, tok, nihanja srednjega stanja napolnjenosti (SOC) in srednjega stanja napolnjenosti (SOC).
Preizkus primerja zmogljivost baterije z njeno serijsko-vzporedno konfiguracijo, sistemskimi omejitvami, tržnim obnašanjem pri polnjenju/praznjenju in tržno funkcionalnostjo. Ta edinstvena storitev neodvisno preverja, ali so proizvajalci baterij odgovorni in pravilno ocenjujejo svoje garancije, tako da lahko lastniki baterijskih sistemov informirano ocenijo svojo izpostavljenost tehničnemu tveganju.
Izbira dobavitelja opreme za shranjevanje energije
Da bi uresničili vizijo shranjevanja baterij,izbira dobavitelja je kritična– zato je sodelovanje z zaupanja vrednimi tehničnimi strokovnjaki, ki razumejo vse vidike izzivov in priložnosti na ravni komunalnih storitev, najboljši recept za uspeh projekta. Izbira dobavitelja sistema za shranjevanje baterij mora zagotoviti, da sistem izpolnjuje mednarodne standarde certificiranja. Na primer, sistemi za shranjevanje baterij so bili testirani v skladu z UL9450A in poročila o preskusih so na voljo za pregled. Morebitne druge zahteve, specifične za lokacijo, kot je dodatno zaznavanje požara in zaščita ali prezračevanje, morda ne bodo vključene v osnovni izdelek proizvajalca in jih bo treba označiti kot zahtevan dodatek.
Če povzamemo, se lahko naprave za shranjevanje energije v uporabnem obsegu uporabljajo za zagotavljanje shranjevanja električne energije in podporo rešitev za točko obremenitve, največje povpraševanje in občasno napajanje. Ti sistemi se uporabljajo na številnih področjih, kjer sistemi na fosilna goriva in/ali tradicionalne nadgradnje veljajo za neučinkovite, nepraktične ali drage. Na uspešen razvoj takih projektov in njihovo finančno upravičenost lahko vpliva veliko dejavnikov.
Pomembno je sodelovati z zanesljivim proizvajalcem akumulatorjev.BSLBATT Energy je vodilni ponudnik inteligentnih rešitev za shranjevanje baterij, ki načrtuje, izdeluje in zagotavlja napredne inženirske rešitve za specializirane aplikacije. Vizija podjetja je osredotočena na pomoč strankam pri reševanju edinstvenih energetskih vprašanj, ki vplivajo na njihovo poslovanje, BSLBATT-ovo strokovno znanje pa lahko zagotovi popolnoma prilagojene rešitve za doseganje ciljev strank.
Čas objave: 28. avgusta 2024