Đến năm 2024, thị trường lưu trữ năng lượng toàn cầu đang bùng nổ đã dẫn đến việc dần dần nhận ra giá trị quan trọng củahệ thống lưu trữ năng lượng pinở nhiều thị trường khác nhau, đặc biệt là thị trường năng lượng mặt trời, vốn đã dần trở thành một phần quan trọng của lưới điện. Do tính chất không liên tục của năng lượng mặt trời, nguồn cung cấp không ổn định và hệ thống lưu trữ năng lượng pin có thể cung cấp khả năng điều chỉnh tần số, từ đó cân bằng hiệu quả hoạt động của lưới điện. Trong tương lai, các thiết bị lưu trữ năng lượng sẽ đóng vai trò quan trọng hơn nữa trong việc cung cấp công suất tối đa và trì hoãn nhu cầu đầu tư tốn kém vào các cơ sở phân phối, truyền tải và sản xuất.
Chi phí của hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời và pin đã giảm đáng kể trong thập kỷ qua. Ở nhiều thị trường, các ứng dụng năng lượng tái tạo đang dần làm suy yếu khả năng cạnh tranh của việc sản xuất điện hạt nhân và hóa thạch truyền thống. Trong khi trước đây người ta tin rằng sản xuất năng lượng tái tạo quá tốn kém thì ngày nay chi phí của một số nguồn năng lượng hóa thạch cao hơn nhiều so với chi phí sản xuất năng lượng tái tạo.
Ngoài ra,sự kết hợp giữa năng lượng mặt trời + cơ sở lưu trữ có thể cung cấp điện cho lưới điện, thay thế vai trò của các nhà máy điện chạy bằng khí đốt tự nhiên. Với chi phí đầu tư cho các cơ sở năng lượng mặt trời giảm đáng kể và không phát sinh chi phí nhiên liệu trong suốt vòng đời, tổ hợp này đã cung cấp năng lượng với chi phí thấp hơn so với các nguồn năng lượng truyền thống. Khi các cơ sở năng lượng mặt trời được kết hợp với hệ thống lưu trữ pin, năng lượng của chúng có thể được sử dụng trong khoảng thời gian cụ thể và thời gian đáp ứng nhanh của pin cho phép các dự án của họ đáp ứng linh hoạt nhu cầu của cả thị trường công suất và thị trường dịch vụ phụ trợ.
Hiện nay,Pin lithium-ion dựa trên công nghệ lithium iron phosphate (LiFePO4) thống trị thị trường lưu trữ năng lượng.Những loại pin này được sử dụng rộng rãi do độ an toàn cao, tuổi thọ dài và hiệu suất nhiệt ổn định. Mặc dù mật độ năng lượng củapin lithium sắt photphatthấp hơn một chút so với các loại pin lithium khác, nhưng chúng vẫn đạt được tiến bộ đáng kể nhờ tối ưu hóa quy trình sản xuất, nâng cao hiệu quả sản xuất và giảm chi phí. Dự kiến đến năm 2030, giá pin lithium iron phosphate sẽ tiếp tục giảm, trong khi khả năng cạnh tranh của chúng trên thị trường lưu trữ năng lượng sẽ tiếp tục tăng.
Với sự tăng trưởng nhanh chóng về nhu cầu sử dụng xe điện,hệ thống lưu trữ năng lượng dân cư, Hệ thống quản lý năng lượng C&Ivà các hệ thống lưu trữ năng lượng quy mô lớn, ưu điểm của pin Li-FePO4 về chi phí, tuổi thọ và độ an toàn khiến chúng trở thành một lựa chọn đáng tin cậy. Mặc dù mục tiêu về mật độ năng lượng của nó có thể không đáng kể bằng các mục tiêu của các loại pin hóa học khác, nhưng lợi thế về độ an toàn và tuổi thọ của nó đã giúp nó có một vị trí trong các tình huống ứng dụng đòi hỏi độ tin cậy lâu dài.
Các yếu tố cần xem xét khi triển khai thiết bị lưu trữ năng lượng pin
Có nhiều yếu tố cần xem xét khi triển khai thiết bị lưu trữ năng lượng. Sức mạnh và thời lượng của hệ thống lưu trữ năng lượng pin phụ thuộc vào mục đích của nó trong dự án. Mục đích của dự án được xác định bởi giá trị kinh tế của nó. Giá trị kinh tế của nó phụ thuộc vào thị trường mà hệ thống lưu trữ năng lượng tham gia. Thị trường này cuối cùng xác định cách pin sẽ phân phối năng lượng, sạc hoặc xả và thời gian sử dụng của pin. Vì vậy, công suất và thời lượng của pin không chỉ quyết định chi phí đầu tư của hệ thống lưu trữ năng lượng mà còn cả tuổi thọ hoạt động.
Quá trình sạc và xả hệ thống lưu trữ năng lượng pin sẽ mang lại lợi nhuận ở một số thị trường. Trong các trường hợp khác, chỉ yêu cầu chi phí sạc và chi phí sạc là chi phí tiến hành kinh doanh lưu trữ năng lượng. Lượng và tốc độ sạc không giống với lượng xả.
Ví dụ: trong việc lắp đặt bộ lưu trữ năng lượng mặt trời+pin quy mô lưới hoặc trong các ứng dụng hệ thống lưu trữ phía khách hàng sử dụng năng lượng mặt trời, hệ thống lưu trữ pin sử dụng năng lượng từ cơ sở sản xuất năng lượng mặt trời để đủ điều kiện nhận tín dụng thuế đầu tư (ITC). Ví dụ, có những sắc thái khác nhau đối với khái niệm trả tiền cho các hệ thống lưu trữ năng lượng trong các Tổ chức Truyền tải Khu vực (RTO). Trong ví dụ về tín dụng thuế đầu tư (ITC), hệ thống lưu trữ pin làm tăng giá trị vốn chủ sở hữu của dự án, do đó làm tăng tỷ suất hoàn vốn nội bộ của chủ sở hữu. Trong ví dụ về PJM, hệ thống lưu trữ pin trả tiền cho việc sạc và xả, do đó mức đền bù hoàn vốn của nó tỷ lệ thuận với thông lượng điện của nó.
Có vẻ phản trực giác khi nói rằng công suất và thời lượng của pin quyết định tuổi thọ của nó. Một số yếu tố như công suất, thời lượng và tuổi thọ làm cho công nghệ lưu trữ pin trở nên khác biệt so với các công nghệ năng lượng khác. Trung tâm của hệ thống lưu trữ năng lượng pin là pin. Giống như pin mặt trời, vật liệu của chúng xuống cấp theo thời gian, làm giảm hiệu suất. Pin mặt trời mất công suất và hiệu suất, trong khi pin xuống cấp dẫn đến mất khả năng lưu trữ năng lượng.Trong khi hệ thống năng lượng mặt trời có thể tồn tại từ 20-25 năm thì hệ thống lưu trữ pin thường chỉ tồn tại được từ 10 đến 15 năm.
Chi phí thay thế và thay thế nên được xem xét cho bất kỳ dự án nào. Khả năng thay thế phụ thuộc vào năng suất của dự án và các điều kiện liên quan đến hoạt động của dự án.
Bốn yếu tố chính dẫn đến suy giảm hiệu suất của pin là?
- Nhiệt độ hoạt động của pin
- Dòng điện của pin
- Trạng thái sạc pin trung bình (SOC)
- 'Sự dao động' của trạng thái sạc pin trung bình (SOC), tức là khoảng thời gian của trạng thái sạc pin trung bình (SOC) mà pin ở trong hầu hết thời gian. Yếu tố thứ ba và thứ tư có liên quan với nhau.
Có hai chiến lược để quản lý thời lượng pin trong dự án.Chiến lược đầu tiên là giảm kích thước của pin nếu dự án được hỗ trợ bởi doanh thu và giảm chi phí thay thế dự kiến trong tương lai. Ở nhiều thị trường, doanh thu theo kế hoạch có thể hỗ trợ chi phí thay thế trong tương lai. Nhìn chung, việc giảm chi phí trong tương lai của các bộ phận cần được xem xét khi ước tính chi phí thay thế trong tương lai, điều này phù hợp với kinh nghiệm thị trường trong 10 năm qua. Chiến lược thứ hai là tăng kích thước của pin để giảm thiểu tổng dòng điện (hoặc tốc độ C, được định nghĩa đơn giản là sạc hoặc xả mỗi giờ) bằng cách triển khai các tế bào song song. Dòng sạc và xả thấp hơn có xu hướng tạo ra nhiệt độ thấp hơn do pin tạo ra nhiệt trong quá trình sạc và xả. Nếu có năng lượng dư thừa trong hệ thống lưu trữ pin và sử dụng ít năng lượng hơn thì lượng sạc và xả của pin sẽ giảm và tuổi thọ của pin sẽ được kéo dài.
Sạc/xả pin là một thuật ngữ quan trọng.Ngành công nghiệp ô tô thường sử dụng 'chu kỳ' làm thước đo tuổi thọ của pin. Trong các ứng dụng lưu trữ năng lượng cố định, pin có nhiều khả năng được sạc một phần, nghĩa là chúng có thể được sạc một phần hoặc xả một phần, với mỗi lần sạc và xả không đủ.
Năng lượng pin có sẵn.Các ứng dụng hệ thống lưu trữ năng lượng có thể hoạt động ít hơn một lần mỗi ngày và tùy thuộc vào ứng dụng trên thị trường, có thể vượt quá số liệu này. Vì vậy, nhân viên nên xác định tuổi thọ pin bằng cách đánh giá thông lượng pin.
Tuổi thọ và xác minh thiết bị lưu trữ năng lượng
Thử nghiệm thiết bị lưu trữ năng lượng bao gồm hai lĩnh vực chính.Đầu tiên, việc kiểm tra tế bào pin là rất quan trọng để đánh giá tuổi thọ của hệ thống lưu trữ năng lượng pin.Kiểm tra tế bào pin cho thấy điểm mạnh và điểm yếu của tế bào pin và giúp người vận hành hiểu cách tích hợp pin vào hệ thống lưu trữ năng lượng và liệu việc tích hợp này có phù hợp hay không.
Cấu hình nối tiếp và song song của các tế bào pin giúp hiểu cách thức hoạt động của hệ thống pin và cách nó được thiết kế.Các ô pin được nối nối tiếp cho phép xếp chồng các điện áp pin, có nghĩa là điện áp hệ thống của hệ thống pin có nhiều ô pin được nối nối tiếp bằng điện áp của từng ô pin nhân với số lượng ô. Kiến trúc pin nối tiếp mang lại lợi thế về chi phí nhưng cũng có một số nhược điểm. Khi các pin được mắc nối tiếp, các ô riêng lẻ sẽ tạo ra dòng điện giống như bộ pin. Ví dụ: nếu một ô có điện áp tối đa là 1V và dòng điện tối đa là 1A thì 10 ô nối tiếp có điện áp tối đa là 10V, nhưng chúng vẫn có dòng điện tối đa là 1A, cho tổng công suất là 10V * 1A = 10W. Khi kết nối nối tiếp, hệ thống pin phải đối mặt với thách thức về giám sát điện áp. Việc giám sát điện áp có thể được thực hiện trên các bộ pin nối tiếp để giảm chi phí, nhưng rất khó để phát hiện hư hỏng hoặc suy giảm công suất của từng ô riêng lẻ.
Mặt khác, pin song song cho phép xếp chồng dòng điện, có nghĩa là điện áp của bộ pin song song bằng điện áp của từng tế bào và dòng điện của hệ thống bằng dòng điện của từng tế bào nhân với số lượng tế bào song song. Ví dụ: nếu sử dụng cùng một pin 1V, 1A, hai pin có thể được kết nối song song, điều này sẽ cắt dòng điện làm đôi và sau đó có thể kết nối 10 cặp pin song song nối tiếp để đạt được 10V ở điện áp 1V và dòng điện 1A , nhưng điều này phổ biến hơn trong cấu hình song song.
Sự khác biệt giữa phương pháp kết nối pin nối tiếp và song song này rất quan trọng khi xem xét các chính sách bảo hành hoặc đảm bảo dung lượng pin. Các yếu tố sau đây đi qua hệ thống phân cấp và cuối cùng ảnh hưởng đến tuổi thọ pin:đặc điểm thị trường ➜ Hành vi sạc/xả ➜ hạn chế của hệ thống ➜ Chuỗi pin và kiến trúc song song.Do đó, dung lượng bảng tên pin không phải là dấu hiệu cho thấy có thể tồn tại tình trạng quá tải trong hệ thống lưu trữ pin. Sự hiện diện của tình trạng quá tải rất quan trọng đối với việc bảo hành pin, vì nó quyết định dòng điện và nhiệt độ của pin (nhiệt độ dừng của tế bào trong phạm vi SOC), trong khi hoạt động hàng ngày sẽ quyết định tuổi thọ của pin.
Kiểm tra hệ thống là một công cụ bổ trợ cho kiểm tra tế bào pin và thường được áp dụng nhiều hơn cho các yêu cầu của dự án chứng minh hoạt động đúng đắn của hệ thống pin.
Để thực hiện hợp đồng, các nhà sản xuất pin lưu trữ năng lượng thường phát triển các giao thức thử nghiệm vận hành tại nhà máy hoặc tại hiện trường để xác minh chức năng của hệ thống và hệ thống con, nhưng có thể không giải quyết được rủi ro về hiệu suất của hệ thống pin vượt quá tuổi thọ của pin. Một cuộc thảo luận chung về vận hành thử tại hiện trường là các điều kiện kiểm tra công suất và liệu chúng có liên quan đến ứng dụng hệ thống pin hay không.
Tầm quan trọng của việc kiểm tra pin
Sau khi DNV GL kiểm tra pin, dữ liệu sẽ được tích hợp vào thẻ điểm hiệu suất pin hàng năm, thẻ này cung cấp dữ liệu độc lập cho người mua hệ thống pin. Thẻ điểm cho thấy cách pin phản ứng với bốn điều kiện ứng dụng: nhiệt độ, dòng điện, trạng thái sạc trung bình (SOC) và dao động trạng thái sạc trung bình (SOC).
Thử nghiệm so sánh hiệu suất của pin với cấu hình song song nối tiếp, các giới hạn của hệ thống, hành vi sạc/xả thị trường và chức năng thị trường. Dịch vụ độc đáo này xác minh một cách độc lập rằng các nhà sản xuất pin chịu trách nhiệm và đánh giá chính xác chế độ bảo hành của họ để chủ sở hữu hệ thống pin có thể đưa ra đánh giá sáng suốt về khả năng gặp phải rủi ro kỹ thuật của họ.
Lựa chọn nhà cung cấp thiết bị lưu trữ năng lượng
Để hiện thực hóa tầm nhìn lưu trữ pin,Lựa chọn nhà cung cấp là rất quan trọng– vì vậy, làm việc với các chuyên gia kỹ thuật đáng tin cậy, những người hiểu rõ mọi khía cạnh của thách thức và cơ hội ở quy mô tiện ích là công thức tốt nhất để thành công cho dự án. Việc lựa chọn nhà cung cấp hệ thống lưu trữ pin phải đảm bảo hệ thống đáp ứng các tiêu chuẩn chứng nhận quốc tế. Ví dụ: hệ thống lưu trữ pin đã được thử nghiệm theo UL9450A và có sẵn các báo cáo thử nghiệm để xem xét. Bất kỳ yêu cầu cụ thể nào khác theo vị trí, chẳng hạn như phát hiện và bảo vệ cháy bổ sung hoặc thông gió, có thể không được bao gồm trong sản phẩm cơ bản của nhà sản xuất và sẽ cần được gắn nhãn là tiện ích bổ sung bắt buộc.
Tóm lại, các thiết bị lưu trữ năng lượng quy mô tiện ích có thể được sử dụng để cung cấp khả năng lưu trữ năng lượng điện và hỗ trợ các giải pháp điểm tải, nhu cầu cao nhất và nguồn điện không liên tục. Những hệ thống này được sử dụng ở nhiều khu vực nơi hệ thống nhiên liệu hóa thạch và/hoặc nâng cấp truyền thống được coi là không hiệu quả, không thực tế hoặc tốn kém. Nhiều yếu tố có thể tác động đến sự phát triển thành công của các dự án như vậy và khả năng tài chính của chúng.
Điều quan trọng là phải làm việc với nhà sản xuất bộ lưu trữ pin đáng tin cậy.BSLBATT Energy là nhà cung cấp hàng đầu thị trường về các giải pháp lưu trữ pin thông minh, thiết kế, sản xuất và cung cấp các giải pháp kỹ thuật tiên tiến cho các ứng dụng chuyên dụng. Tầm nhìn của công ty tập trung vào việc giúp khách hàng giải quyết các vấn đề năng lượng đặc biệt ảnh hưởng đến hoạt động kinh doanh của họ và chuyên môn của BSLBATT có thể cung cấp các giải pháp tùy chỉnh hoàn toàn để đáp ứng các mục tiêu của khách hàng.
Thời gian đăng: 28-08-2024