คุณควรรู้อะไรบ้างเมื่อเลือกอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่

ภายในปี 2567 ตลาดการจัดเก็บพลังงานทั่วโลกที่เฟื่องฟูได้นำไปสู่การยอมรับคุณค่าที่สำคัญของระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ในตลาดต่างๆ โดยเฉพาะในตลาดพลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งค่อยๆ กลายเป็นส่วนสำคัญของโครงข่ายไฟฟ้า เนื่องจากธรรมชาติของพลังงานแสงอาทิตย์ไม่ต่อเนื่อง อุปทานจึงไม่เสถียร และระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่สามารถควบคุมความถี่ได้ จึงทำให้การทำงานของกริดสมดุลได้อย่างมีประสิทธิภาพ นับจากนี้ไป อุปกรณ์กักเก็บพลังงานจะมีบทบาทสำคัญในการให้กำลังการผลิตสูงสุด และชะลอความจำเป็นในการลงทุนด้านการกระจาย การส่ง และการผลิตที่มีราคาแพง

ต้นทุนของระบบจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์และแบตเตอรี่ลดลงอย่างมากในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา ในหลายตลาด การใช้พลังงานทดแทนค่อยๆ บ่อนทำลายความสามารถในการแข่งขันของการผลิตพลังงานฟอสซิลและนิวเคลียร์แบบดั้งเดิม แม้ว่าครั้งหนึ่งเคยเชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าการผลิตพลังงานหมุนเวียนมีราคาแพงเกินไป แต่ปัจจุบันต้นทุนของแหล่งพลังงานฟอสซิลบางแห่งกลับสูงกว่าต้นทุนการผลิตพลังงานหมุนเวียนมาก

นอกจากนี้การรวมกันของสิ่งอำนวยความสะดวกในการจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ + สามารถจ่ายพลังงานให้กับโครงข่ายได้เข้ามาทดแทนบทบาทของโรงไฟฟ้าที่ใช้ก๊าซธรรมชาติ ด้วยต้นทุนการลงทุนสำหรับโรงงานผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ลดลงอย่างมาก และไม่มีค่าใช้จ่ายด้านเชื้อเพลิงเกิดขึ้นตลอดวงจรการใช้งาน การรวมกันนี้จึงให้พลังงานในราคาที่ต่ำกว่าแหล่งพลังงานแบบดั้งเดิม เมื่อสิ่งอำนวยความสะดวกด้านพลังงานแสงอาทิตย์ถูกรวมเข้ากับระบบจัดเก็บแบตเตอรี่ พลังงานของสิ่งเหล่านั้นจะสามารถนำมาใช้ในช่วงเวลาที่กำหนด และเวลาตอบสนองที่รวดเร็วของแบตเตอรี่ช่วยให้โครงการของพวกเขาสามารถตอบสนองความต้องการของทั้งตลาดกำลังการผลิตและตลาดบริการเสริมได้อย่างยืดหยุ่น

ตอนนี้,แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้เทคโนโลยีลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LiFePO4) ครองตลาดการจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่เหล่านี้มีการใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีความปลอดภัยสูง อายุการใช้งานยาวนาน และประสิทธิภาพการระบายความร้อนที่มั่นคง แม้ว่าพลังงานความหนาแน่นของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตซึ่งต่ำกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมประเภทอื่นๆ เล็กน้อย แต่ยังคงมีความก้าวหน้าที่สำคัญโดยการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิต ปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต และลดต้นทุน คาดว่าภายในปี 2573 ราคาของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตจะลดลงอีก ในขณะที่ความสามารถในการแข่งขันในตลาดการจัดเก็บพลังงานจะยังคงเพิ่มขึ้นต่อไป

ด้วยความต้องการรถยนต์ไฟฟ้าที่เติบโตอย่างรวดเร็วระบบจัดเก็บพลังงานที่อยู่อาศัย, ระบบจัดเก็บพลังงาน C&Iและระบบกักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ ข้อดีของแบตเตอรี่ Li-FePO4 ในด้านต้นทุน อายุการใช้งาน และความปลอดภัย ทำให้แบตเตอรี่เหล่านี้เป็นตัวเลือกที่เชื่อถือได้ แม้ว่าเป้าหมายความหนาแน่นของพลังงานอาจไม่สำคัญเท่ากับแบตเตอรี่เคมีอื่นๆ แต่ข้อดีด้านความปลอดภัยและอายุการใช้งานที่ยาวนานของแบตเตอรี่ทำให้มีอยู่ในสถานการณ์การใช้งานที่ต้องการความน่าเชื่อถือในระยะยาว

ปัจจัยที่ต้องพิจารณาเมื่อปรับใช้อุปกรณ์จัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่

มีหลายปัจจัยที่ต้องพิจารณาเมื่อปรับใช้อุปกรณ์กักเก็บพลังงาน กำลังและระยะเวลาของระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในโครงการ วัตถุประสงค์ของโครงการถูกกำหนดโดยมูลค่าทางเศรษฐกิจ มูลค่าทางเศรษฐกิจขึ้นอยู่กับตลาดที่ระบบกักเก็บพลังงานเข้าร่วม ในที่สุดตลาดนี้จะเป็นตัวกำหนดว่าแบตเตอรี่จะกระจายพลังงาน ประจุหรือคายประจุอย่างไร และจะมีอายุการใช้งานนานแค่ไหน ดังนั้นกำลังและระยะเวลาของแบตเตอรี่จึงไม่เพียงแต่กำหนดต้นทุนการลงทุนของระบบกักเก็บพลังงานเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอายุการใช้งานด้วย

กระบวนการชาร์จและคายประจุระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่จะทำกำไรได้ในบางตลาด ในกรณีอื่นๆ ต้องใช้เฉพาะค่าใช้จ่ายในการชาร์จเท่านั้น และค่าใช้จ่ายในการชาร์จคือต้นทุนในการดำเนินธุรกิจจัดเก็บพลังงาน ปริมาณและอัตราการชาร์จไม่เหมือนกับปริมาณการคายประจุ

ตัวอย่างเช่น ในการติดตั้งที่เก็บพลังงานแสงอาทิตย์+แบตเตอรี่ในระดับกริด หรือในแอปพลิเคชันระบบจัดเก็บข้อมูลฝั่งไคลเอ็นต์ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์ ระบบจัดเก็บแบตเตอรี่จะใช้พลังงานจากโรงงานผลิตพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อให้มีคุณสมบัติได้รับเครดิตภาษีการลงทุน (ITC) ตัวอย่างเช่น มีความแตกต่างในแนวคิดของการจ่ายตามค่าธรรมเนียมสำหรับระบบจัดเก็บพลังงานในองค์กรส่งพลังงานระดับภูมิภาค (RTO) ในตัวอย่างเครดิตภาษีการลงทุน (ITC) ระบบจัดเก็บแบตเตอรี่จะเพิ่มมูลค่าหุ้นของโครงการ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มอัตราผลตอบแทนภายในของเจ้าของ ในตัวอย่าง PJM ระบบจัดเก็บแบตเตอรี่จะชำระค่าชาร์จและการคายประจุ ดังนั้นการชดเชยการคืนทุนจึงแปรผันตามปริมาณงานไฟฟ้า

ดูเหมือนจะขัดกับสัญชาตญาณที่จะบอกว่าพลังงานและระยะเวลาของแบตเตอรี่เป็นตัวกำหนดอายุการใช้งาน ปัจจัยหลายประการ เช่น พลังงาน ระยะเวลา และอายุการใช้งานทำให้เทคโนโลยีการจัดเก็บแบตเตอรี่แตกต่างจากเทคโนโลยีพลังงานอื่นๆ หัวใจของระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่คือแบตเตอรี่ เช่นเดียวกับเซลล์แสงอาทิตย์ วัสดุของมันเสื่อมสภาพเมื่อเวลาผ่านไป ส่งผลให้ประสิทธิภาพลดลง เซลล์แสงอาทิตย์จะสูญเสียพลังงานและประสิทธิภาพ ในขณะที่แบตเตอรี่เสื่อมลงส่งผลให้สูญเสียความสามารถในการกักเก็บพลังงานแม้ว่าระบบสุริยะจะมีอายุการใช้งานได้ 20-25 ปี แต่ระบบกักเก็บแบตเตอรี่โดยทั่วไปจะมีอายุการใช้งานเพียง 10 ถึง 15 ปีเท่านั้น

ควรพิจารณาต้นทุนการเปลี่ยนและเปลี่ยนทดแทนสำหรับโครงการใดๆ ศักยภาพในการเปลี่ยนทดแทนขึ้นอยู่กับปริมาณงานของโครงการและเงื่อนไขที่เกี่ยวข้องกับการดำเนินงาน

ปัจจัยหลักสี่ประการที่ทำให้ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลดลง ได้แก่

• อุณหภูมิการทำงานของแบตเตอรี่
• กระแสไฟฟ้าของแบตเตอรี่
• สถานะการชาร์จแบตเตอรี่โดยเฉลี่ย (SOC)
• 'การสั่น' ของสถานะการชาร์จโดยเฉลี่ยของแบตเตอรี่ (SOC) เช่น ช่วงเวลาของสถานะการชาร์จโดยเฉลี่ยของแบตเตอรี่ (SOC) ที่แบตเตอรี่อยู่เกือบตลอดเวลา ปัจจัยที่สามและสี่มีความสัมพันธ์กัน

มีสองกลยุทธ์ในการจัดการอายุการใช้งานแบตเตอรี่ในโครงการกลยุทธ์แรกคือการลดขนาดของแบตเตอรี่หากโครงการได้รับการสนับสนุนจากรายได้ และเพื่อลดต้นทุนการเปลี่ยนทดแทนในอนาคตที่วางแผนไว้ ในหลายตลาด รายได้ที่วางแผนไว้สามารถรองรับต้นทุนการเปลี่ยนในอนาคตได้ โดยทั่วไป การลดต้นทุนส่วนประกอบในอนาคตจะต้องได้รับการพิจารณาเมื่อประมาณต้นทุนการเปลี่ยนในอนาคต ซึ่งสอดคล้องกับประสบการณ์ทางการตลาดในช่วง 10 ปีที่ผ่านมา กลยุทธ์ที่สองคือการเพิ่มขนาดของแบตเตอรี่เพื่อลดกระแสไฟฟ้าทั้งหมดให้เหลือน้อยที่สุด (หรืออัตรา C หรือเรียกง่ายๆ ว่าการชาร์จหรือการคายประจุต่อชั่วโมง) โดยใช้เซลล์คู่ขนาน กระแสการชาร์จและการคายประจุที่ต่ำกว่ามีแนวโน้มที่จะทำให้อุณหภูมิลดลง เนื่องจากแบตเตอรี่จะสร้างความร้อนระหว่างการชาร์จและการคายประจุ หากมีพลังงานส่วนเกินในระบบจัดเก็บแบตเตอรี่และใช้พลังงานน้อยลง ปริมาณการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่จะลดลงและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่จะยาวนานขึ้น

การประจุ/คายประจุแบตเตอรี่เป็นคำสำคัญโดยทั่วไปแล้วอุตสาหกรรมยานยนต์จะใช้ 'วงจร' เป็นการวัดอายุการใช้งานแบตเตอรี่ ในการใช้งานการจัดเก็บพลังงานแบบอยู่กับที่ แบตเตอรี่มีแนวโน้มที่จะมีการหมุนเวียนบางส่วนมากกว่า ซึ่งหมายความว่าอาจมีการชาร์จบางส่วนหรือคายประจุออกบางส่วน โดยการชาร์จและการคายประจุแต่ละครั้งไม่เพียงพอ

พลังงานแบตเตอรี่ที่มีอยู่การใช้งานระบบกักเก็บพลังงานอาจหมุนเวียนน้อยกว่าหนึ่งครั้งต่อวัน และอาจเกินตัวชี้วัดนี้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการใช้งานของตลาด ดังนั้นเจ้าหน้าที่ควรพิจารณาอายุการใช้งานแบตเตอรี่โดยการประเมินปริมาณงานของแบตเตอรี่

อายุการใช้งานและการตรวจสอบอุปกรณ์จัดเก็บพลังงาน

การทดสอบอุปกรณ์กักเก็บพลังงานประกอบด้วยสองส่วนหลักประการแรก การทดสอบเซลล์แบตเตอรี่มีความสำคัญอย่างยิ่งในการประเมินอายุการใช้งานของระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่การทดสอบเซลล์แบตเตอรี่เผยให้เห็นจุดแข็งและจุดอ่อนของเซลล์แบตเตอรี่ และช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานเข้าใจว่าควรรวมแบตเตอรี่เข้ากับระบบกักเก็บพลังงานอย่างไร และพิจารณาว่าการบูรณาการนี้เหมาะสมหรือไม่

การกำหนดค่าเซลล์แบตเตอรี่แบบอนุกรมและแบบขนานช่วยให้เข้าใจวิธีการทำงานของระบบแบตเตอรี่และวิธีการออกแบบเซลล์แบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมช่วยให้สามารถซ้อนแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ได้ ซึ่งหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าของระบบของระบบแบตเตอรี่ที่มีเซลล์แบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมหลายเซลล์จะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของเซลล์แบตเตอรี่แต่ละตัวคูณด้วยจำนวนเซลล์ สถาปัตยกรรมแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมมีความได้เปรียบด้านต้นทุน แต่ก็มีข้อเสียอยู่บ้างเช่นกัน เมื่อเชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรม แต่ละเซลล์จะดึงกระแสไฟเดียวกันกับแบตเตอรี่ ตัวอย่างเช่น หากเซลล์หนึ่งมีแรงดันไฟฟ้าสูงสุด 1V และกระแสสูงสุด 1A ดังนั้น 10 เซลล์ในอนุกรมจะมีแรงดันไฟฟ้าสูงสุด 10V แต่ยังคงมีกระแสสูงสุด 1A สำหรับกำลังรวม 10V * 1A = 10W. เมื่อเชื่อมต่อแบบอนุกรม ระบบแบตเตอรี่จะเผชิญกับความท้าทายในการตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า การตรวจสอบแรงดันไฟฟ้าสามารถทำได้กับชุดแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อแบบอนุกรมเพื่อลดต้นทุน แต่เป็นการยากที่จะตรวจจับความเสียหายหรือการเสื่อมสภาพของความจุของแต่ละเซลล์

ในทางกลับกัน แบตเตอรี่แบบขนานอนุญาตให้มีกระแสไฟฟ้าซ้อนกันได้ ซึ่งหมายความว่าแรงดันไฟฟ้าของชุดแบตเตอรี่แบบขนานจะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าของเซลล์แต่ละเซลล์ และกระแสไฟฟ้าของระบบจะเท่ากับกระแสไฟฟ้าแต่ละเซลล์คูณด้วยจำนวนเซลล์ที่ขนานกัน ตัวอย่างเช่น หากใช้แบตเตอรี่ 1V, 1A เดียวกัน คุณสามารถเชื่อมต่อแบตเตอรี่สองก้อนแบบขนาน ซึ่งจะตัดกระแสไฟลงครึ่งหนึ่ง จากนั้นจึงเชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบขนาน 10 คู่เป็นอนุกรมเพื่อให้ได้ 10V ที่แรงดัน 1V และกระแส 1A แต่นี่เป็นเรื่องปกติมากกว่าในการกำหนดค่าแบบขนาน

ความแตกต่างระหว่างวิธีการเชื่อมต่อแบตเตอรี่แบบอนุกรมและแบบขนานนี้มีความสำคัญเมื่อพิจารณาการรับประกันความจุของแบตเตอรี่หรือนโยบายการรับประกัน ปัจจัยต่อไปนี้จะไหลลงมาตามลำดับชั้นและส่งผลต่ออายุการใช้งานแบตเตอรี่ในท้ายที่สุด:คุณลักษณะของตลาด ➜ ลักษณะการชาร์จ/การคายประจุ ➜ ข้อจำกัดของระบบ ➜ ซีรีส์แบตเตอรี่และสถาปัตยกรรมแบบขนานดังนั้น ความจุของแผ่นป้ายแบตเตอรี่จึงไม่ได้บ่งชี้ว่าอาจมีการสะสมมากเกินไปในระบบจัดเก็บแบตเตอรี่ การมีอยู่มากเกินไปเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการรับประกันแบตเตอรี่ เนื่องจากจะเป็นตัวกำหนดกระแสไฟและอุณหภูมิของแบตเตอรี่ (อุณหภูมิเซลล์คงอยู่ในช่วง SOC) ในขณะที่การทำงานในแต่ละวันจะกำหนดอายุการใช้งานของแบตเตอรี่

การทดสอบระบบเป็นส่วนเสริมของการทดสอบเซลล์แบตเตอรี่ และมักจะใช้ได้กับข้อกำหนดของโครงการที่แสดงให้เห็นถึงการทำงานที่เหมาะสมของระบบแบตเตอรี่มากกว่า

เพื่อให้เป็นไปตามสัญญา ผู้ผลิตแบตเตอรี่กักเก็บพลังงานมักจะพัฒนาโปรโตคอลการทดสอบการว่าจ้างโรงงานหรือภาคสนามเพื่อตรวจสอบการทำงานของระบบและระบบย่อย แต่อาจไม่จัดการกับความเสี่ยงที่ประสิทธิภาพของระบบแบตเตอรี่จะเกินอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ การอภิปรายทั่วไปเกี่ยวกับการทดสอบการใช้งานภาคสนามคือเงื่อนไขการทดสอบความจุและเกี่ยวข้องกับการใช้งานระบบแบตเตอรี่หรือไม่

ความสำคัญของการทดสอบแบตเตอรี่

หลังจากที่ DNV GL ทดสอบแบตเตอรี่แล้ว ข้อมูลจะรวมอยู่ในดัชนีชี้วัดประสิทธิภาพแบตเตอรี่ประจำปี ซึ่งให้ข้อมูลอิสระสำหรับผู้ซื้อระบบแบตเตอรี่ ตารางสรุปสถิติจะแสดงวิธีที่แบตเตอรี่ตอบสนองต่อสภาวะการใช้งานสี่ประการ ได้แก่ อุณหภูมิ กระแสไฟฟ้า สถานะประจุเฉลี่ย (SOC) และความผันผวนของสถานะประจุเฉลี่ย (SOC)

การทดสอบเปรียบเทียบประสิทธิภาพของแบตเตอรี่กับการกำหนดค่าแบบอนุกรม-ขนาน ข้อจำกัดของระบบ ลักษณะการชาร์จ/คายประจุของตลาด และฟังก์ชันการทำงานของตลาด บริการพิเศษเฉพาะนี้จะตรวจสอบอย่างอิสระว่าผู้ผลิตแบตเตอรี่มีความรับผิดชอบและประเมินการรับประกันอย่างถูกต้อง เพื่อให้เจ้าของระบบแบตเตอรี่สามารถทำการประเมินโดยอาศัยข้อมูลประกอบเกี่ยวกับความเสี่ยงทางเทคนิค

การเลือกผู้จำหน่ายอุปกรณ์จัดเก็บพลังงาน

เพื่อให้บรรลุวิสัยทัศน์การจัดเก็บแบตเตอรี่การเลือกซัพพลายเออร์เป็นสิ่งสำคัญ– ดังนั้นการทำงานร่วมกับผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิคที่เชื่อถือได้ซึ่งเข้าใจทุกแง่มุมของความท้าทายและโอกาสในระดับอรรถประโยชน์จึงเป็นสูตรที่ดีที่สุดสำหรับความสำเร็จของโครงการ การเลือกผู้จำหน่ายระบบจัดเก็บแบตเตอรี่ควรตรวจสอบให้แน่ใจว่าระบบเป็นไปตามมาตรฐานการรับรองสากล ตัวอย่างเช่น ระบบจัดเก็บแบตเตอรี่ได้รับการทดสอบตาม UL9450A และมีรายงานผลการทดสอบให้ตรวจสอบ ข้อกำหนดเฉพาะสถานที่อื่นๆ เช่น การตรวจจับและการป้องกันอัคคีภัยเพิ่มเติม หรือการระบายอากาศ อาจไม่รวมอยู่ในผลิตภัณฑ์พื้นฐานของผู้ผลิต และจะต้องติดป้ายกำกับเป็นส่วนเสริมที่จำเป็น

โดยสรุป อุปกรณ์จัดเก็บพลังงานระดับสาธารณูปโภคสามารถใช้เพื่อจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าและรองรับโซลูชันจุดรับโหลด ความต้องการสูงสุด และพลังงานไม่ต่อเนื่อง ระบบเหล่านี้ถูกใช้ในหลายพื้นที่ซึ่งระบบเชื้อเพลิงฟอสซิลและ/หรือการอัพเกรดแบบดั้งเดิมถือว่าไม่มีประสิทธิภาพ ทำไม่ได้ในทางปฏิบัติ หรือมีค่าใช้จ่ายสูง ปัจจัยหลายประการสามารถส่งผลกระทบต่อความสำเร็จของการพัฒนาโครงการดังกล่าวและความมีชีวิตทางการเงิน

การทำงานร่วมกับผู้ผลิตที่เก็บแบตเตอรี่ที่เชื่อถือได้เป็นสิ่งสำคัญBSLBATT Energy คือผู้ให้บริการชั้นนำของตลาดในด้านโซลูชันการจัดเก็บแบตเตอรี่อัจฉริยะ ออกแบบ ผลิต และส่งมอบโซลูชันทางวิศวกรรมขั้นสูงสำหรับการใช้งานเฉพาะทาง วิสัยทัศน์ของบริษัทมุ่งเน้นไปที่การช่วยให้ลูกค้าแก้ไขปัญหาพลังงานเฉพาะที่ส่งผลกระทบต่อธุรกิจของพวกเขา และความเชี่ยวชาญของ BSLBATT สามารถจัดหาโซลูชันที่ปรับแต่งได้อย่างเต็มที่เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของลูกค้า