Що потрібно знати, вибираючи накопичувач енергії?

До 2024 року бурхливий глобальний ринок накопичувачів енергії призвів до поступового визнання критичної цінностіакумуляторні системи накопичення енергіїна різних ринках, особливо на ринку сонячної енергії, який поступово став важливою частиною мережі. Через переривчастий характер сонячної енергії її подача є нестабільною, а системи накопичення енергії від батарей здатні забезпечувати регулювання частоти, тим самим ефективно балансуючи роботу мережі. У майбутньому накопичувачі енергії відіграватимуть ще більш важливу роль у забезпеченні пікової потужності та відстроченні потреби у дорогих інвестиціях у розподільчі, транспортні та генеруючі потужності.

За останнє десятиліття вартість сонячних і акумуляторних систем зберігання енергії різко впала. На багатьох ринках застосування відновлюваної енергії поступово підриває конкурентоспроможність традиційного викопного та ядерного виробництва енергії. У той час як колись поширеною була думка, що виробництво енергії з відновлюваних джерел є надто дорогим, сьогодні вартість певних викопних джерел енергії набагато вища, ніж вартість виробництва енергії з відновлюваних джерел.

Крім того,поєднання сонячної енергії + накопичувачів може забезпечувати електроенергією мережу, замінюючи роль електростанцій, що працюють на природному газі. Завдяки значному скороченню інвестиційних витрат на сонячні електростанції та відсутності витрат на паливо протягом усього життєвого циклу, ця комбінація вже забезпечує енергію за нижчою ціною, ніж традиційні джерела енергії. Коли сонячні електростанції поєднуються з системами зберігання акумуляторів, їхня енергія може використовуватися протягом певних періодів часу, а швидкий час відгуку батарей дозволяє їх проектам гнучко реагувати на потреби як ринку потужності, так і ринку допоміжних послуг.

в даний часЛітій-іонні батареї на основі технології літій-залізофосфату (LiFePO4) домінують на ринку зберігання енергії.Ці батареї широко використовуються завдяки їх високій безпеці, тривалому циклу роботи та стабільним тепловим показникам. Хоча щільність енергії олітій-залізо-фосфатні акумуляторидещо нижчий, ніж у інших типів літієвих батарей, вони все ж досягли значного прогресу шляхом оптимізації виробничих процесів, підвищення ефективності виробництва та зниження витрат. Очікується, що до 2030 року ціни на літій-залізо-фосфатні батареї будуть знижуватися, а їх конкурентоспроможність на ринку накопичувачів енергії буде продовжувати зростати.

Зі стрімким зростанням попиту на електромобілі,житлова система накопичення енергії, Система енергоспоживання C&Iі великомасштабних систем накопичення енергії, переваги Li-FePO4 батарей з точки зору вартості, терміну служби та безпеки роблять їх надійним варіантом. Хоча цільові показники щільності енергії можуть бути не такими значними, як для інших хімічних акумуляторів, його переваги в безпеці та довговічності дають йому місце в сценаріях застосування, які вимагають тривалої надійності.

Фактори, які слід враховувати при розгортанні акумуляторного обладнання для зберігання енергії

Розгортаючи обладнання для зберігання енергії, необхідно враховувати багато факторів. Потужність і тривалість роботи акумуляторної системи накопичення енергії залежить від її призначення в проекті. Мета проекту визначається його економічною цінністю. Його економічна цінність залежить від ринку, на якому бере участь система накопичення енергії. Цей ринок зрештою визначає, як батарея розподілятиме енергію, заряджатиметься чи розряджатиметься, а також як довго вона працюватиме. Таким чином, потужність і тривалість роботи батареї не тільки визначають інвестиційну вартість системи накопичення енергії, але й термін служби.

Процес заряджання та розряджання системи накопичення енергії акумулятора буде прибутковим на деяких ринках. В інших випадках вимагається лише вартість зарядки, а вартість зарядки є вартістю ведення бізнесу зі зберігання енергії. Обсяг і швидкість заряджання не збігаються з обсягом розряджання.

Наприклад, в мережевих установках накопичення сонячної та акумуляторної енергії або в додатках системи зберігання на стороні клієнта, які використовують сонячну енергію, система накопичення акумуляторів використовує енергію від сонячної генеруючої установки, щоб отримати право на інвестиційні податкові кредити (ITC). Наприклад, існують нюанси щодо концепції оплати за плату для систем накопичення енергії в регіональних транспортних організаціях (RTO). У прикладі інвестиційного податкового кредиту (ITC) система зберігання акумуляторів збільшує власну вартість проекту, тим самим збільшуючи внутрішню норму прибутку власника. У прикладі PJM система зберігання акумулятора оплачує зарядку та розрядку, тому її компенсація окупності пропорційна її електричній пропускній здатності.

Здається нерозумним стверджувати, що потужність і тривалість роботи батареї визначають термін її служби. Ряд факторів, таких як потужність, тривалість і термін служби, відрізняють технології зберігання акумуляторів від інших енергетичних технологій. В основі акумуляторної системи накопичення енергії лежить акумулятор. Як і сонячні батареї, їхні матеріали з часом руйнуються, знижуючи продуктивність. Сонячні батареї втрачають вихідну потужність і ефективність, тоді як погіршення якості батареї призводить до втрати ємності накопичення енергії.У той час як сонячні системи можуть служити 20-25 років, акумуляторні системи зазвичай служать лише 10-15 років.

Для будь-якого проекту слід враховувати витрати на заміну. Потенціал для заміни залежить від продуктивності проекту та умов, пов'язаних з його функціонуванням.

Чотири основні фактори, які призводять до зниження продуктивності акумулятора:

• Робоча температура акумулятора
• Струм батареї
• Середній рівень заряду акумулятора (SOC)
• «Коливання» середнього стану заряду батареї (SOC), тобто інтервал середнього стану заряду батареї (SOC), у якому батарея перебуває більшу частину часу. Третій і четвертий фактори пов'язані.

У проекті є дві стратегії керування часом автономної роботи.Перша стратегія полягає в тому, щоб зменшити розмір батареї, якщо проект підтримується прибутком, і зменшити заплановану майбутню вартість заміни. На багатьох ринках заплановані доходи можуть підтримати майбутні витрати на заміну. Загалом, при оцінці майбутніх витрат на заміну необхідно враховувати майбутнє зниження вартості компонентів, що узгоджується з ринковим досвідом за останні 10 років. Друга стратегія полягає в тому, щоб збільшити розмір батареї, щоб мінімізувати її загальний струм (або C-швидкість, що просто визначається як зарядка або розрядка за годину) шляхом впровадження паралельних елементів. Менші струми заряджання та розряджання призводять до нижчих температур, оскільки батарея виділяє тепло під час заряджання та розряджання. Якщо в системі накопичення батареї є надлишок енергії та споживається менше, обсяг зарядки та розрядки батареї буде зменшено, а термін її служби подовжиться.

Заряд/розряд акумулятора є ключовим терміном.Автомобільна промисловість зазвичай використовує «цикли» як міру роботи батареї. У стаціонарних системах накопичення енергії батареї частіше підлягають частковому циклу, тобто вони можуть бути частково зарядженими або частково розрядженими, причому кожного заряду та розряду буде недостатньо.

Доступна енергія батареї.Програми системи накопичення енергії можуть циклювати менше одного разу на день і, залежно від ринкового застосування, можуть перевищувати цей показник. Тому персонал повинен визначати термін служби батареї, оцінюючи пропускну здатність батареї.

Термін служби накопичувача енергії та перевірка

Тестування накопичувачів енергії складається з двох основних напрямків.По-перше, тестування елемента батареї має вирішальне значення для оцінки терміну служби системи зберігання енергії батареї.Тестування елементів батареї виявляє сильні та слабкі сторони елементів батареї та допомагає операторам зрозуміти, як батареї мають бути інтегровані в систему накопичення енергії та чи є ця інтеграція доречною.

Послідовні та паралельні конфігурації елементів батареї допомагають зрозуміти, як працює система батареї та як вона розроблена.Елементи батареї, з’єднані послідовно, дозволяють накопичувати напругу батареї, що означає, що системна напруга системи батареї з кількома послідовно з’єднаними елементами батареї дорівнює напрузі окремої батареї, помноженій на кількість елементів. Архітектури батарей з послідовним з’єднанням пропонують економічні переваги, але також мають деякі недоліки. Коли батареї з’єднані послідовно, окремі елементи споживають той самий струм, що й акумуляторна батарея. Наприклад, якщо одна комірка має максимальну напругу 1 В і максимальний струм 1 А, то 10 елементів послідовно мають максимальну напругу 10 В, але вони все ще мають максимальний струм 1 А, для загальної потужності 10 В * 1 А = 10 Вт. При послідовному з’єднанні акумуляторна система стикається з проблемою моніторингу напруги. Моніторинг напруги можна виконувати на послідовно з’єднаних акумуляторних блоках, щоб зменшити витрати, але важко виявити пошкодження або зниження ємності окремих елементів.

З іншого боку, паралельні батареї дозволяють накопичувати струм, що означає, що напруга паралельного блоку батарей дорівнює напрузі окремого елемента, а струм системи дорівнює струму окремого елемента, помноженого на кількість паралельних елементів. Наприклад, якщо використовується та сама батарея 1 В, 1 А, дві батареї можна з’єднати паралельно, що зменшить струм наполовину, а потім 10 пар паралельних батарей можна з’єднати послідовно, щоб отримати 10 В при напрузі 1 В і струмі 1 А. , але це частіше зустрічається в паралельній конфігурації.

Ця різниця між послідовним і паралельним методами підключення батареї важлива при розгляді гарантій ємності батареї або гарантійних політик. Наступні фактори протікають по ієрархії та в кінцевому підсумку впливають на час автономної роботи:особливості ринку ➜ поведінка заряджання/розряджання ➜ системні обмеження ➜ серійна та паралельна архітектура батарей.Таким чином, ємність батареї, зазначена на заводській табличці, не є ознакою того, що в системі зберігання батареї може бути перебудова. Наявність перенарощування важлива для гарантії на акумулятор, оскільки воно визначає струм і температуру акумулятора (температура перебування елемента в діапазоні SOC), тоді як щоденна робота визначатиме термін служби акумулятора.

Тестування системи є доповненням до тестування елемента батареї і часто більш застосовне до вимог проекту, які демонструють належну роботу системи батареї.

Для виконання контракту виробники акумуляторів для накопичення енергії зазвичай розробляють протоколи заводських або польових випробувань для перевірки функціональності системи та підсистеми, але вони можуть не враховувати ризик того, що продуктивність акумуляторної системи перевищує термін служби батареї. Поширена дискусія щодо введення в експлуатацію на місцях пов’язана з умовами перевірки ємності та їх відповідністю застосуванню акумуляторної системи.

Важливість перевірки батареї

Після того, як DNV GL перевірить батарею, дані включаються до щорічної таблиці показників ефективності батареї, яка надає незалежні дані для покупців акумуляторної системи. Карта показників показує, як батарея реагує на чотири умови застосування: температуру, струм, коливання середнього стану заряду (SOC) і середнього стану заряду (SOC).

Тест порівнює продуктивність акумулятора з його послідовно-паралельною конфігурацією, системними обмеженнями, ринковою поведінкою заряджання/розряджання та ринковою функціональністю. Ця унікальна послуга незалежно перевіряє, що виробники акумуляторів несуть відповідальність і правильно оцінюють свої гарантії, щоб власники акумуляторних систем могли зробити обґрунтовану оцінку свого технічного ризику.

Вибір постачальника обладнання для зберігання енергії

Щоб реалізувати бачення зберігання акумулятора,вибір постачальника є критичним– тому робота з перевіреними технічними експертами, які розуміють усі аспекти викликів і можливостей масштабу комунального підприємства, є найкращим рецептом успіху проекту. Вибираючи постачальника системи зберігання акумуляторів, слід переконатися, що система відповідає міжнародним стандартам сертифікації. Наприклад, системи зберігання акумуляторів були перевірені відповідно до UL9450A, і звіти про випробування доступні для перегляду. Будь-які інші вимоги, пов’язані з певним місцем, як-от додаткове виявлення пожежі та захист або вентиляція, можуть не включатися в базовий продукт виробника та повинні бути позначені як обов’язкове доповнення.

Підводячи підсумок, накопичувачі енергії комунального масштабу можна використовувати для зберігання електричної енергії та підтримки точок навантаження, пікового попиту та переривчастого живлення. Ці системи використовуються в багатьох областях, де системи, що працюють на викопному паливі, та/або традиційні модернізації вважаються неефективними, непрактичними або дорогими. Багато факторів можуть вплинути на успішний розвиток таких проектів та їх фінансову життєздатність.

Важливо працювати з надійним виробником акумуляторних батарей.BSLBATT Energy є провідним постачальником інтелектуальних рішень для зберігання акумуляторів, проектуючи, виробляючи та поставляючи передові інженерні рішення для спеціалізованих застосувань. Бачення компанії зосереджено на допомозі клієнтам у вирішенні унікальних енергетичних проблем, які впливають на їхній бізнес, а досвід BSLBATT може надати повністю індивідуальні рішення для досягнення цілей клієнтів.