Βασικές γνώσεις ντουλαπιών αποθήκευσης ενέργειας: πανοραμική ανάλυση από τις αρχές στις εφαρμογές

Τα ντουλάπια αποθήκευσης ενέργειας είναι ενσωματωμένες συσκευές που χρησιμοποιούνται σε σύγχρονα ενεργειακά συστήματα για την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας και την απελευθέρωσή της κατά παραγγελία. Η ουσία του είναι να πραγματοποιήσει τη μεταφορά χρόνου και χώρου ηλεκτρικής ενέργειας μέσω ηλεκτροχημικών μέσων (κυρίως μπαταριών ιόντων λιθίου-). Σύμφωνα με την πραγματική διαμόρφωση του έργου, η αποθήκευση ενέργειας ενός ενιαίου θαλάμου αποθήκευσης ενέργειας μπορεί να φτάσει τις χιλιάδες κιλοβατώρες, που ισοδυναμεί με τη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας εκατοντάδων απλών νοικοκυριών για μια ημέρα. Αυτό το χαρακτηριστικό αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης-κλίμακας του δίνει τη δυνατότητα να παίξει το ρόλο ενός "ευέλικτου ρυθμιστή" στους τομείς της νέας παραγωγής ενέργειας και της ρύθμισης αιχμής του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας. Από την άποψη της τεχνικής ταξινόμησης, τα ερμάρια αποθήκευσης ενέργειας χωρίζονται κυρίως σε δύο τύπους: κεντρικά και κατανεμημένα. Τα κεντρικά ερμάρια αποθήκευσης ενέργειας χρησιμοποιούνται κυρίως σε σενάρια υψηλής ισχύος, όπως μεγάλα αιολικά και φωτοβολταϊκά πάρκα, επίγειοι σταθμοί παραγωγής ενέργειας ή βιομηχανικά πάρκα. Τα ντουλάπια αποθήκευσης κατανεμημένης ενέργειας είναι πιο κατάλληλα για βιομηχανικούς και εμπορικούς χρήστες, εμπορικά συγκροτήματα ή μικροδίκτυα και άλλες περιπτώσεις με περιορισμένο χώρο και ευέλικτη ανάπτυξη.

 

Ανεξάρτητα από τον τύπο, η βασική αξία των ντουλαπιών αποθήκευσης ενέργειας είναι να λύσουν το πρόβλημα χρονικής αναντιστοιχίας μεταξύ προσφοράς και ζήτησης ρεύματος. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα την παραγωγή φωτοβολταϊκού ρεύματος, τα ντουλάπια αποθήκευσης ενέργειας μπορούν να αποθηκεύσουν την υπερβολική ισχύ που παράγεται από το φωτοβολταϊκό σύστημα όταν η ηλιοφάνεια είναι επαρκής και να την απελευθερώσουν τη νύχτα ή όταν η έξοδος φωτοβολταϊκών είναι ανεπαρκής τις συννεφιασμένες μέρες, βελτιώνοντας έτσι σημαντικά το ποσοστό αυτοκατανάλωσης και τη φιλικότητα της σύνδεσης στο δίκτυο της ανανεώσιμης ενέργειας. Στη μηχανική διαμόρφωση του ντουλαπιού αποθήκευσης ηλιακής αιολικής ενέργειας ή του ντουλαπιού αποθήκευσης μπαταριών ηλιακής ενέργειας, το ντουλάπι αποθήκευσης ενέργειας χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με φωτοβολταϊκούς μετατροπείς και ελεγκτές παραγωγής αιολικής ενέργειας για να σχηματίσουν ένα ενεργειακό buffer pool στην πλευρά της νέας παραγωγής ενέργειας, εξομαλύνοντας αποτελεσματικά τον αντίκτυπο της διακοπτόμενης παραγωγής ενέργειας στο ηλεκτρικό δίκτυο.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ένα πλήρες σύστημα ντουλαπιών αποθήκευσης ενέργειας είναι πλήρως ενσωματωμένο από τέσσερις κύριες λειτουργικές μονάδες. Ο ενεργειακός πυρήνας του θαλάμου αποθήκευσης ηλιακών μπαταριών αποτελείται από πολλές μονάδες μπαταρίας συνδεδεμένες σε σειρά και παράλληλα. Τα κύρια προϊόντα χρησιμοποιούν αρθρωτές κυψέλες φωσφορικού σιδήρου λιθίου, με διάρκεια κύκλου γενικά πάνω από 6.000 φορές και μπορούν να υποστηρίξουν σταθερή λειτουργία για περισσότερα από δέκα χρόνια υπό καθημερινές συνθήκες φόρτισης και εκφόρτισης. Το σύστημα διαχείρισης μπαταρίας (BMS) είναι σαν τον αισθητήρα του νευρικού συστήματος. Παρακολουθεί την τάση, τη θερμοκρασία και την εσωτερική αντίσταση κάθε σειράς μπαταρίας σε πραγματικό χρόνο. Χρησιμοποιεί τεχνολογία ενεργού εξισορρόπησης για την εξάλειψη των διαφορών κυψελών και την αποτροπή υπερφόρτισης, υπερβολικής εκφόρτισης και θερμικής διαφυγής.

 

Το σύστημα μετατροπής ισχύος (PCS) είναι ο κόμβος της μετατροπής της μορφής ηλεκτρικής ενέργειας και είναι υπεύθυνος για την αμφίδρομη μετατροπή μεταξύ εναλλασσόμενου και συνεχούς ρεύματος. Η απόδοση μετατροπής του σύγχρονου PCS έχει ξεπεράσει το 96% και διαθέτει λειτουργίες υποστήριξης δικτύου όπως αντιστάθμιση άεργου ισχύος και καταστολή αρμονικών. Το σύστημα διαχείρισης ενέργειας (EMS) είναι ο «εγκέφαλος» ολόκληρου του συστήματος. Με βάση την πρόβλεψη φορτίου, τα σήματα τιμής ηλεκτρικής ενέργειας και την κατάσταση της μπαταρίας, βελτιστοποιεί δυναμικά τις στρατηγικές φόρτισης και εκφόρτισης για να μεγιστοποιήσει τα οικονομικά οφέλη, διασφαλίζοντας παράλληλα την ασφάλεια του τροφοδοτικού. Το σύστημα θερμικής διαχείρισης χρησιμοποιεί ακριβείς αλγόριθμους ελέγχου θερμοκρασίας για να διασφαλίσει ότι η μπαταρία λειτουργεί πάντα στη βέλτιστη ζώνη θερμοκρασίας από 15 μοίρες έως 35 μοίρες, καθυστερώντας την εξασθένιση της χωρητικότητας.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Η μετατροπή ενέργειας του θαλάμου αποθήκευσης ενέργειας ακολουθεί τη βασική αρχή μιας ηλεκτροχημικής αναστρέψιμης αντίδρασης. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα τις μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φόρτισης, τα ιόντα λιθίου αποσπώνται από το θετικό ηλεκτρόδιο (φωσφορικός σίδηρος λιθίου) και ενσωματώνονται στο αρνητικό ηλεκτρόδιο (γραφίτης) μέσω του ηλεκτρολύτη και του διαχωριστή. κατά τη διαδικασία εκφόρτισης, τα ιόντα λιθίου αποσπώνται από το αρνητικό ηλεκτρόδιο και επιστρέφουν στο θετικό ηλεκτρόδιο. Αυτή η διαδικασία επαναλαμβανόμενης εισαγωγής και εξαγωγής πραγματοποιεί την αμοιβαία μετατροπή ηλεκτρικής και χημικής ενέργειας. Το BMS παίζει το ρόλο του ελέγχου διαδικασίας. Προσαρμόζει δυναμικά το ρεύμα φόρτισης και εκφόρτισης και διακόπτει-την τάση για να αποτρέψει την είσοδο της μπαταρίας σε κατάσταση υπερφόρτισης ή υπερφόρτισης-, επεκτείνοντας έτσι σημαντικά τη διάρκεια ζωής του κύκλου της μπαταρίας.

 

Σε επίπεδο αλληλεπίδρασης με το ηλεκτρικό δίκτυο, τα ερμάρια αποθήκευσης ενέργειας βελτιώνουν τη σταθερότητα και την οικονομία λειτουργίας του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας μέσω τεσσάρων βασικών δυνατοτήτων. Πρώτον, έλεγχος ρύθμισης συχνότητας: Η ταχύτητα απόκρισης ισχύος του θαλάμου αποθήκευσης ενέργειας μπορεί να φτάσει τα εκατοντάδες χιλιοστά του δευτερολέπτου και μπορεί να απορροφήσει ή να εγχύσει γρήγορα ισχύ όταν η συχνότητα του δικτύου κυμαίνεται. Έχει προφανή πλεονεκτήματα έναντι του ρυθμού ρύθμισης συχνότητας των παραδοσιακών μονάδων θερμικής ισχύος. Δεύτερον, υποστήριξη τάσης: Μέσω αντιστάθμισης αέργου ισχύος ή λειτουργίας τεσσάρων-τεταρτημορίων ισχύος, τα ερμάρια αποθήκευσης ενέργειας μπορούν να βελτιώσουν την ποιότητα τάσης των τοπικών δικτύων ισχύος, ιδιαίτερα κατάλληλα για άκρα τροφοδοσίας μεγάλων αποστάσεων ή περιοχές με υψηλή διείσδυση νέας ενέργειας. Τρίτον, μεταφορά φορτίου: εκμεταλλευόμενος τη διαφορά τιμής ηλεκτρικής ενέργειας αιχμής-κοιλάδας για φόρτιση σε χαμηλές τιμές ηλεκτρικής ενέργειας και εκφόρτιση κατά τις περιόδους αιχμής για να επιτευχθεί σημαντική μείωση των δαπανών ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτό είναι επίσης το πιο σημαντικό μοντέλο κέρδους για βιομηχανικά και εμπορικά έργα αποθήκευσης ενέργειας. Τέταρτον, λειτουργία νησίδας: Όταν συμβαίνει διακοπή ρεύματος στο ανώτερο-δίκτυο ηλεκτρικού ρεύματος, το ντουλάπι αποθήκευσης ενέργειας με δυνατότητα μεταγωγής εκτός δικτύου μπορεί αυτόματα να αποσυνδεθεί από το δίκτυο και να μεταβεί σε λειτουργία νησίδας για να συνεχίσει να τροφοδοτεί τα βασικά φορτία μέχρι να αποκατασταθεί το δίκτυο.

 

Από τη μηχανική πρακτική της διαχείρισης ενέργειας, η καθημερινή στρατηγική λειτουργίας των ντουλαπιών αποθήκευσης ενέργειας πρέπει να λαμβάνει υπόψη διεξοδικά την τοπική ώρα-της-χρήσης της πολιτικής τιμών ηλεκτρικής ενέργειας, τα χαρακτηριστικά της καμπύλης φορτίου και το μοντέλο αποσύνθεσης του κύκλου ζωής της μπαταρίας. Ένα τυπικό σενάριο βιομηχανικής και εμπορικής εφαρμογής είναι: ο θάλαμος αποθήκευσης ενέργειας φορτίζεται με καθορισμένη ισχύ κατά τις ώρες χαμηλής κοιλάδας τη νύχτα (που αντιστοιχεί σε χαμηλότερες τιμές ηλεκτρικής ενέργειας) και εκφορτίζεται για χρήση φορτίου κατά τις ώρες αιχμής κατά τη διάρκεια της ημέρας (που αντιστοιχεί σε υψηλότερες τιμές ηλεκτρικής ενέργειας). Η απόδοση μετ' επιστροφής-(από πλευρά AC σε πλευρά AC) καθορίζει την πραγματική απώλεια ανά κιλοβατώρα-ώρα φόρτισης και εκφόρτισης. Κάτω από ιδανικές θερμοκρασίες περιβάλλοντος, η απόδοση μετ' επιστροφής-μπορεί να φτάσει σε καλό επίπεδο, δηλαδή για κάθε 100 kWh ηλεκτρικής ενέργειας που απορροφάται από το δίκτυο, μπορούν να απελευθερωθούν περίπου 88 έως 92 kWh ενεργού ηλεκτρισμού. Οι απώλειες κατανέμονται κυρίως στις απώλειες μεταγωγής ημιαγωγών ισχύος του PCS, στην αυτοκατανάλωση του BMS και των βοηθητικών συστημάτων και στην εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας που μετατρέπεται σε θερμότητα κατά τη διαδικασία φόρτισης και εκφόρτισης. Σε περιβάλλοντα χαμηλής-θερμοκρασίας ή υψηλών-συνθηκών λειτουργίας, η απόδοση θα μειωθεί σημαντικά, επομένως η βελτιστοποίηση του συστήματος διαχείρισης θερμότητας και των στρατηγικών φόρτισης και εκφόρτισης έχει μεγάλη σημασία για τη διατήρηση της μέσης απόδοσης καθ' όλη τη διάρκεια του έτους.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Από την πλευρά της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, τα ερμάρια αποθήκευσης ενέργειας μετριάζουν αποτελεσματικά την αστάθεια και τα χαρακτηριστικά κατά της αιχμής της αιολικής ενέργειας, των φωτοβολταϊκών και άλλης νέας παραγωγής ενέργειας. Δεδομένου ότι η αιολική ενέργεια έχει συχνά μεγαλύτερη ισχύ και χαμηλότερο φορτίο στο δεύτερο μισό της νύχτας, υπάρχει μια χρονική μετατόπιση μεταξύ της αιχμής εξόδου των φωτοβολταϊκών το μεσημέρι και του φορτίου αιχμής. Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής που δεν διαθέτουν υποστήριξη αποθήκευσης ενέργειας συχνά αναγκάζονται να εγκαταλείψουν τον άνεμο ή το φως. Διαμορφώνοντας ένα κεντρικό ερμάριο αποθήκευσης ενέργειας δίπλα στον ενισχυτικό σταθμό, αυτό το μέρος της αρχικά εγκαταλειμμένης ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να αποθηκευτεί και να απελευθερωθεί σε περιόδους που το δίκτυο μπορεί να τη φιλοξενήσει ή όταν η ζήτηση φορτίου είναι υψηλή. Αυτή η εφαρμογή όχι μόνο μειώνει τη σπατάλη καθαρής ενέργειας αλλά βελτιώνει επίσης την ικανότητα των εταιρειών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας να ανταποκρίνονται στις οδηγίες αποστολής του δικτύου. Ταυτόχρονα, μπορεί να αποκτήσει επιπλέον εισόδημα συμμετέχοντας στην αγορά αιχμής- βοηθητικών υπηρεσιών ξυρίσματος.

 

Από την πλευρά της βιομηχανικής και εμπορικής ενέργειας, τα ντουλάπια αποθήκευσης ενέργειας βοηθούν τους χρήστες να βελτιστοποιήσουν τη δομή του λογαριασμού τους για ηλεκτρική ενέργεια. Ο λογαριασμός ηλεκτρικής ενέργειας για βιομηχανικούς και εμπορικούς χρήστες αποτελείται από δύο μέρη: τον λογαριασμό ηλεκτρικού ρεύματος ανά μονάδα ηλεκτρικής ενέργειας και τον βασικό λογαριασμό ηλεκτρικής ενέργειας (με βάση τη χωρητικότητα ή τη ζήτηση του μετασχηματιστή). Από τη μία πλευρά, τα ντουλάπια αποθήκευσης ενέργειας μειώνουν τους λογαριασμούς ηλεκτρικής ενέργειας μέσω αρμπιτράζ αιχμής και κοιλάδας. Αφετέρου, μειώνουν τη μέγιστη μηνιαία τιμή ζήτησης ξυρίζοντας τις κορυφές και γεμίζοντας κοιλάδες στη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας, μειώνοντας έτσι άμεσα τους βασικούς λογαριασμούς ηλεκτρικής ενέργειας. Για γραμμές παραγωγής ή κέντρα δεδομένων που απαιτούν αδιάλειπτη παροχή ρεύματος, τα ερμάρια αποθήκευσης ενέργειας μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν ως εφεδρικές πηγές ενέργειας έκτακτης ανάγκης, που απενεργοποιούνται αυτόματα στη λειτουργία δικτύου όταν το ηλεκτρικό δίκτυο αποτυγχάνει να εξασφαλίσει την κανονική διακοπή λειτουργίας ή τη συνεχή λειτουργία του βασικού εξοπλισμού. Επιπλέον, αφού οι πάροχοι επικοινωνίας διαμορφώσουν ενσωματωμένα ερμάρια αποθήκευσης ενέργειας σε τοποθεσίες όπως οι σταθμοί βάσης 5G, μπορούν όχι μόνο να μειώσουν το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας λειτουργίας του ιστότοπου εκμεταλλευόμενοι τη διαφορά τιμής αιχμής{-σε-κοιλάδα, αλλά και να παρέχουν εφεδρική παροχή ρεύματος συνεχούς ρεύματος για εξοπλισμό επικοινωνίας όταν διακόπτεται η παροχή ρεύματος, βελτιώνοντας την αξιοπιστία του δικτύου.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Έχουμε εμπλακεί βαθιά στον τομέα της έξυπνης ενέργειας για πολλά χρόνια και δεσμευόμαστε να παρέχουμε στους πελάτες πλήρεις-λύσεις στοίβας από βασικά εξαρτήματα έως πλήρη παράδοση ντουλαπιών. Αν ψάχνετε για υψηλή-απόδοση, υψηλή{3}}ασφάλειαντουλάπι pylontech us5000για να βοηθήσετε στην υλοποίηση του έργου, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε με την τεχνική ομάδα μας για εξατομικευμένες συμβουλές.