Ταχεία ανάπτυξη Ολοκληρωμένης Ηλιακής-Αποθήκευσης-Συστήματα φόρτισης: Ενσωμάτωση συστήματος αποθήκευσης ενέργειας και εφαρμογές πολλαπλών-σεναρίων εισέρχονται σε μια φάση βαθύτερης υλοποίησης

Με γνώμονα την αυξανόμενη ζήτηση για φόρτιση ηλεκτρικών οχημάτων (EV), την αυξανόμενη διείσδυση των κατανεμημένων φωτοβολταϊκών (PV) και τη συνεχή επέκταση των βιομηχανικών και εμπορικών εφαρμογών αποθήκευσης ενέργειας, ενισχύεται η συνέργεια μεταξύ των υποδομών φωτοβολταϊκών, αποθήκευσης ενέργειας και φόρτισης. Τα τελευταία χρόνια, τα συστήματα φόρτισης-αποθήκευσης-PV έχουν εξελιχθεί από απλούς συνδυασμούς μεμονωμένων συσκευών σε ολοκληρωμένα ενεργειακά συστήματα. τα σενάρια εφαρμογής τους έχουν επεκταθεί πέρα ​​από τους παραδοσιακούς σταθμούς φόρτισης για να περιλαμβάνουν βιομηχανικά πάρκα, εμπορικά συγκροτήματα, κόμβους μεταφορών, κέντρα logistics και περιοχές εκτός δικτύου-.

 

Τεχνολογικά, ο πυρήνας ενός συστήματος φόρτισης-αποθήκευσης-φωτοβολταϊκών δεν έγκειται απλώς στη συν-τοποθέτηση φωτοβολταϊκών μονάδων, μπαταριών αποθήκευσης ενέργειας και εξοπλισμού φόρτισης σε μια ενιαία τοποθεσία, αλλά στην επίτευξη συντονισμένης λειτουργίας μεταξύ αυτών των διαφορετικών ενεργειακών στοιχείων μέσω διαύλων DC, μετατροπέων αποθήκευσης ενέργειας, συστημάτων διαχείρισης μονάδων ενέργειας και ενέργειας.

 

Το σύστημα προσαρμόζει δυναμικά τις ροές ενέργειας με βάση παράγοντες όπως η παραγωγή φωτοβολταϊκών, η κατάσταση αποθήκευσης ενέργειας--φόρτισης (SoC), το φορτίο φόρτισης, η χωρητικότητα του δικτύου και οι τιμές ηλεκτρικής ενέργειας σε πραγματικό-χρόνο. Αυτό βελτιστοποιεί τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και μετριάζει τον στιγμιαίο αντίκτυπο της υψηλής-φόρτισης ισχύος στο σύστημα διανομής ενέργειας.

 

 

 

Η πρώιμη υποδομή φόρτισης EV βασιζόταν κυρίως στην άμεση ισχύ του δικτύου, με τον εξοπλισμό φόρτισης να λειτουργεί ανεξάρτητα από τα φωτοβολταϊκά και τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας. Καθώς τα επίπεδα ισχύος φόρτισης αυξάνονταν, τα παραδοσιακά μοντέλα διανομής ισχύος αντιμετώπισαν περιορισμούς που σχετίζονται με τη χωρητικότητα του μετασχηματιστή, τις γραμμές διανομής και τις απαιτήσεις φορτίου αιχμής. Κατά συνέπεια, η ενσωμάτωση της αποθήκευσης ενέργειας στην προσωρινή ισχύ-σε συνδυασμό με την παραγωγή φωτοβολταϊκών για την παροχή πράσινης ηλεκτρικής ενέργειας-έχει αναδειχθεί ως ζωτικής σημασίας αρχιτεκτονική συστήματος, ιδιαίτερα σε σενάρια με περιορισμένη υπάρχουσα χωρητικότητα διανομής.

 

Σε αυτή τη ρύθμιση, το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας λειτουργεί ως ενεργειακός ρυθμιστής και ρυθμιστής ισχύος. Μπορεί να καλύψει στιγμιαίες απαιτήσεις ισχύος κατά τη φόρτιση φορτίων που αυξάνονται και αποθηκεύει πλεονάζουσα ενέργεια σε περιόδους παραγωγής χαμηλού φορτίου ή υψηλής παραγωγής φωτοβολταϊκών. Σε περιοχές με -χρήση-τιμολόγησης ηλεκτρικής ενέργειας (ToU), τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μπορούν επίσης να συντονίζουν τα χρονοδιαγράμματα φόρτισης και εκφόρτισης με βάση στρατηγικές διαχείρισης ενέργειας.

 

Όσον αφορά τη δομή του προϊόντος, τα συστήματα φόρτισης-αποθήκευσης-PV που κυκλοφορούν αυτήν τη στιγμή στην αγορά εμπίπτουν γενικά σε δύο κατηγορίες: σε εξαιρετικά ενσωματωμένα προϊόντα "όλα-σε-ένα" και σε λύσεις που περιλαμβάνουν ξεχωριστά, αρθρωτά εξαρτήματα. Οι ενσωματωμένες λύσεις διαθέτουν συνήθως υψηλό επίπεδο ενοποίησης μεταξύ των μπαταριών αποθήκευσης ενέργειας, των μονάδων μετατροπής ισχύος, της διανομής ισχύος, της υποδομής φόρτισης και των μονάδων ελέγχου, μειώνοντας έτσι τον αριθμό-στοιχείων και σημείων σύνδεσης στον ιστότοπο.

 

Αντίθετα, οι λύσεις split-συστήματος περιλαμβάνουν τη χωριστή διαμόρφωση φωτοβολταϊκού, αποθήκευσης ενέργειας, φόρτισης και εξοπλισμού διανομής ενέργειας με βάση την κλίμακα του έργου και τις συνθήκες τοποθεσίας, βασιζόμενες σε μια πλατφόρμα διαχείρισης ενέργειας για τον συντονισμό των λειτουργιών του συστήματος.

 

Αυτή η εξέλιξη στη μορφή προϊόντος οδήγησε την ανάπτυξη βοηθητικών εξαρτημάτων-όπως ντουλάπια αποθήκευσης, συνδετήρες ισχύος, συστήματα ράβδων ζυγών, δομές μόνωσης και συγκροτήματα διαχείρισης θερμότητας- προς την αρθρωτή, τυποποίηση και υψηλότερη ενοποίηση.

 

Τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας χρησιμεύουν ως κρίσιμο θεμέλιο για τη συντονισμένη λειτουργία ηλιακών συστημάτων-συν{1}}αποθήκευσης-συν{3}}φόρτισης.

 

Στα ηλιακά-συν{1}}αποθήκευση-συν-συστήματα φόρτισης, ο εξοπλισμός αποθήκευσης ενέργειας όχι μόνο αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια αλλά επηρεάζει επίσης άμεσα τις δυνατότητες απόκρισης ισχύος και τη λειτουργική σταθερότητα του συστήματος. Καθώς η χωρητικότητα αποθήκευσης ενέργειας και οι βαθμολογίες ισχύος αυξάνονται, αυτά τα συστήματα εξελίσσονται από απλά ντουλάπια μπαταριών σε ολοκληρωμένες μονάδες που συντονίζουν πολλαπλά υποσυστήματα, συμπεριλαμβανομένων μπαταριών, PCS (Συστήματα Μετατροπής Ισχύος), διανομής ισχύος, καταστολής πυρκαγιάς, θερμικής διαχείρισης και EMS (Συστήματα Διαχείρισης Ενέργειας).

 

Τα τυπικά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μπαταρίας LiFePO4 χρησιμοποιούν αρθρωτές μονάδες μπαταριών, συνδέοντας πολλαπλές μονάδες σε σειρά και παράλληλα για την επίτευξη της απαιτούμενης τάσης και χωρητικότητας του συστήματος. Αυτή η αρθρωτή δομή διευκολύνει τη μεταφορά, την εγκατάσταση και τη συντήρηση, ενώ επιτρέπει επίσης την επέκταση της χωρητικότητας του συστήματος με βάση τις απαιτήσεις του έργου.

 

Για εφαρμογές σε χώρους εξοπλισμού, βιομηχανικά πάρκα και βιομηχανικές εγκαταστάσεις, τα αρθρωτά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μπαταριών μπορούν να διαμορφωθούν με ευελιξία ώστε να ταιριάζουν στο διαθέσιμο χώρο και τις απαιτήσεις φορτίου. Ο σχεδιασμός του συστήματος πρέπει να λαμβάνει υπόψη παράγοντες όπως η χωρητικότητα της μπαταρίας, η μέγιστη ισχύς φόρτισης/εκφόρτισης, η διάρκεια ζωής του κύκλου, η θερμοκρασία περιβάλλοντος και η απόσταση συντήρησης, αντί να καθορίζει τις προδιαγραφές του εξοπλισμού με βάση αποκλειστικά τη χωρητικότητα της μπαταρίας.

 

Με περαιτέρω εξελίξεις στην ενσωμάτωση συστημάτων, ορισμένες μονάδες φιλοξενούν μπαταρίες, PCS, συστήματα διανομής ισχύος, θερμική διαχείριση και συστήματα πυρόσβεσης σε ένα ενιαίο ερμάριο. Αυτά τα ενσωματωμένα εμπορικά και βιομηχανικά ερμάρια αποθήκευσης ενέργειας είναι κατάλληλα για βιομηχανικά πάρκα, εμπορικά κτίρια και μικρές-{-μεσαίες- εγκαταστάσεις νέας ενέργειας, καθώς μειώνουν τις-εργασίες εγκατάστασης στον ιστότοπο και συντομεύουν τα χρονοδιαγράμματα εγκατάστασης.

 

 

Καθώς η ισχύς και η χωρητικότητα των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας αυξάνονται, το ντουλάπι αποθήκευσης έχει εξελιχθεί από μια απλή δομή τοποθέτησης για μπαταρίες σε ένα ολοκληρωμένο συγκρότημα που υποστηρίζει λειτουργίες ηλεκτρικών συνδέσεων, θερμικής διαχείρισης και προστασίας ασφάλειας.

 

Το εσωτερικό ενός ντουλαπιού αποθήκευσης ενέργειας συνήθως φιλοξενεί μονάδες μπαταρίας, ζυγούς, διακόπτες κυκλώματος, ασφάλειες, επαφές, συστήματα απόκτησης δεδομένων και εξαρτήματα σύνδεσης υψηλής/χαμηλής-τάσης. Πρέπει να διατηρούνται επαρκείς αποστάσεις μόνωσης και ερπυσμού μεταξύ των διαφόρων ηλεκτρικών μονάδων. Επιπλέον, πρέπει να ληφθούν υπόψη παράγοντες όπως η δρομολόγηση της πλεξούδας καλωδίωσης, το διάκενο συντήρησης και οι διαδρομές μεταφοράς θερμότητας.

 

Για εφαρμογές σε εξωτερικούς χώρους, το περίβλημα πρέπει να αντέχει περιβαλλοντικούς παράγοντες όπως βροχή, σκόνη, ψεκασμό αλατιού, ηλιακή ακτινοβολία και διακυμάνσεις θερμοκρασίας. Συνεπώς, τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας σε εξωτερικούς χώρους-τύπου απαιτούν σχεδιασμούς που ενσωματώνουν δομές στεγανοποίησης, αντιδιαβρωτικές επεξεργασίες, συστήματα θερμικής διαχείρισης και ειδικές διαβαθμίσεις προστασίας εισόδου (IP).

 

Σε παράκτια, υψηλής-υγρασίας ή βαριά μολυσμένα βιομηχανικά περιβάλλοντα, η επιλογή των υλικών περιβλήματος και των επιφανειακών επεξεργασιών είναι κρίσιμη.

 

Τα περιβλήματα αποθήκευσης ενέργειας σε εξωτερικούς χώρους από ανοξείδωτο χάλυβα αξιοποιούν την εγγενή αντίσταση στη διάβρωση του υλικού για τον μετριασμό των δομικών κινδύνων που σχετίζονται με-μακροπρόθεσμη έκθεση στο περιβάλλον. Ωστόσο, η συγκεκριμένη επιλογή υλικού εξακολουθεί να απαιτεί μια ολοκληρωμένη αξιολόγηση με βάση την αντοχή, το κόστος, το βάρος, τις διαδικασίες κατασκευής και τις συνθήκες του εργοταξίου.

 

 

 

Κατά τη λειτουργία των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας, η θερμότητα παράγεται από τις κυψέλες της μπαταρίας, το Σύστημα Μετατροπής Ισχύος (PCS) και άλλα εξαρτήματα ισχύος. Καθώς η ενεργειακή πυκνότητα του συστήματος αυξάνεται, η θερμική διαχείριση έχει γίνει ένας κρίσιμος παράγοντας που επηρεάζει τη μακροπρόθεσμη-λειτουργία του εξοπλισμού αποθήκευσης ενέργειας.

 

Οι μικρές-έως{1}}μέσες-μονάδες αποθήκευσης ενέργειας συχνά χρησιμοποιούν λύσεις ψύξης αέρα-, που διαχέουν τη θερμότητα μέσω αεραγωγών, ανεμιστήρων και δομών ανταλλαγής θερμότητας. Αυτή η προσέγγιση προσφέρει μια σχετικά απλή δομή και ευκολία συντήρησης, καθιστώντας την κατάλληλη-για ορισμένες εμπορικές και βιομηχανικές εφαρμογές αποθήκευσης ενέργειας. Για παράδειγμα, ένα προσαρμοσμένο ενσωματωμένο ντουλάπι αποθήκευσης ενέργειας 215 kWh με κρύο αέρα- επιτρέπει την ενσωματωμένη σχεδίαση μονάδων μπαταρίας, αεραγωγών και εξαρτημάτων διανομής ρεύματος προσαρμοσμένα σε συγκεκριμένες χωρητικότητες του έργου και περιορισμούς του χώρου.

 

Για συστήματα αποθήκευσης ενέργειας υψηλής-πυκνότητας-και υψηλής- ισχύος, οι λύσεις υγρής ψύξης προσφέρουν πλεονεκτήματα στην ομοιομορφία της θερμοκρασίας και στην απόδοση θερμικής διαχείρισης, χρησιμοποιώντας ψυκτικό για την άμεση αφαίρεση της θερμότητας που παράγεται από τις κυψέλες της μπαταρίας και τα εξαρτήματα ισχύος. Προϊόντα όπως τα ενσωματωμένα ερμάρια αποθήκευσης ενέργειας με υγρή-ψύξη για εφαρμογές αιολικής ενέργειας έχουν σχεδιαστεί κυρίως για σενάρια αιολικής, ηλιακής ενέργειας και μεγάλης-κλίμακας νέας αποθήκευσης ενέργειας.

 

Ανεξάρτητα από το εάν χρησιμοποιείται ψύξη με αέρα ή υγρή ψύξη, ο σχεδιασμός θερμικής διαχείρισης πρέπει να λαμβάνεται υπόψη σε συνδυασμό με τη διάταξη της μπαταρίας, τις ηλεκτρικές συνδέσεις και τη δομή του περιβλήματος. Τα τοπικά hotspot μπορούν να βλάψουν την απόδοση της μπαταρίας και να επιταχύνουν την υποβάθμιση του υλικού. Ως εκ τούτου, οι μηχανισμοί παρακολούθησης θερμοκρασίας, θερμικής εξισορρόπησης και προειδοποίησης σφαλμάτων πρέπει να ενσωματωθούν στη συνολική σχεδίαση του συστήματος.

 

 

Μια άλλη σημαντική τάση στην ανάπτυξη ηλιακών συστημάτων-αποθήκευσης-φόρτισης είναι η πλευρική σύζευξη DC-. Στα παραδοσιακά συστήματα, η ισχύς φωτοβολταϊκών (ΦΒ) πρέπει να διέρχεται μέσω ενός μετατροπέα για να συνδεθεί στο δίκτυο AC πριν υποβληθεί σε περαιτέρω μετατροπή ενέργειας μέσω εξοπλισμού φόρτισης ή συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας. Αυτή η διαδικασία συχνά συνεπάγεται πολλαπλά στάδια μετατροπής ισχύος.

 

Αντίθετα, οι αρχιτεκτονικές σύζευξης DC{0}}επιτρέπουν τον ενεργειακό συντονισμό μεταξύ της παραγωγής φωτοβολταϊκών, την αποθήκευση ενέργειας και τη φόρτιση φορτίων απευθείας από την πλευρά DC, εξαλείφοντας έτσι ορισμένα βήματα μετατροπής. Για εφαρμογές φόρτισης DC υψηλής ισχύος και αποθήκευσης ενέργειας, αυτή η αρχιτεκτονική συντομεύει τις διαδρομές μετάδοσης ενέργειας και βελτιώνει τη συνολική απόδοση διαχείρισης ενέργειας του συστήματος.

 

Τα ντουλάπια φόρτισης του συστήματος "Όλα-σε-Ένα"-αποθήκευσης- Φ/Β διαθέτουν συνήθως μια ολοκληρωμένη σχεδίαση που συνδυάζει εισόδους φωτοβολταϊκών, μονάδες αποθήκευσης ενέργειας, μετατροπή ισχύος και λειτουργίες διαχείρισης ενέργειας, επιτρέποντας στον εξοπλισμό να αποστέλλει δυναμικά ενέργεια μεταξύ διαφορετικών πηγών βάσει των{{4}απαιτήσεων του ιστότοπου.

 

Ταυτόχρονα, οι συνδέσεις ισχύος μεταξύ του φωτοβολταϊκού και των πλευρών αποθήκευσης ενέργειας δημιουργούν υψηλότερες απαιτήσεις σε εξαρτήματα όπως ζυγοί, σύνδεσμοι και μονωτικά υλικά. Υπό υψηλές{1}}τρέχουσες συνθήκες λειτουργίας, παράγοντες όπως η διατομή-του αγωγού, η αντίσταση επαφής, η άνοδος της θερμοκρασίας και το διάκενο μόνωσης επηρεάζουν άμεσα τη μακροπρόθεσμη-λειτουργική σταθερότητα του συστήματος.

 

 

Καθώς τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας επεκτείνονται από τα δωμάτια εξοπλισμού εσωτερικού χώρου σε εξωτερικούς χώρους, η περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα έχει γίνει ένα κρίσιμο μέτρο στο σχεδιασμό του προϊόντος. Ο εξοπλισμός αποθήκευσης ενέργειας σε εξωτερικούς χώρους πρέπει να αντέχει-τη μακροχρόνια έκθεση σε παράγοντες όπως υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες, υγρασία, βροχή, σκόνη, ψεκασμός αλατιού και υπεριώδη ακτινοβολία (UV).

 

Ο δομικός σχεδιασμός των εξωτερικών ντουλαπιών αποθήκευσης ενέργειας απαιτεί μια ολοκληρωμένη προσέγγιση που εξισορροπεί τις βαθμολογίες προστασίας εισόδου, τις δυνατότητες απαγωγής θερμότητας, την ηλεκτρική ασφάλεια και τις απαιτήσεις συντήρησης. Το ερμάριο δεν πρέπει μόνο να προστατεύει την εσωτερική μπαταρία και τα ηλεκτρικά εξαρτήματα, αλλά και να παρέχει επαρκή χώρο για συστήματα καταστολής πυρκαγιάς, θερμικής διαχείρισης και συντήρησης.

 

Για έργα που συνδυάζονται με αιολική ή ηλιακή ενέργεια, ο εξοπλισμός αποθήκευσης ενέργειας εγκαθίσταται συχνά σε απομακρυσμένες περιοχές μακριά από τις αστικές υποδομές, καθιστώντας την αξιοπιστία του εξοπλισμού και τις δυνατότητες απομακρυσμένης λειτουργίας και συντήρησης (O&M) ιδιαίτερα σημαντικές. Τα συστήματα πρέπει να χρησιμοποιούν αισθητήρες, Συστήματα Διαχείρισης Μπαταριών (BMS) και Συστήματα Διαχείρισης Ενέργειας (EMS) για να παρακολουθούν συνεχώς την κατάσταση της μπαταρίας, τη θερμοκρασία, την τάση, το ρεύμα και τις λειτουργικές ανωμαλίες, ενώ μεταδίδουν λειτουργικά δεδομένα σε μια κεντρική πλατφόρμα παρακολούθησης μέσω συστημάτων επικοινωνίας.

 

Αυτή η εξέλιξη μετατρέπει τον εξοπλισμό αποθήκευσης ενέργειας από απλά «ντουλάπια μπαταριών» σε έξυπνους ενεργειακούς κόμβους ικανούς να ανιχνεύουν, να ελέγχουν, να επικοινωνούν και να διαχειρίζονται ενέργεια.

 

 

Καθώς η κλίμακα των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας αυξάνεται, η σημασία των στρατηγικών ελέγχου του συστήματος συνεχίζει να αυξάνεται. Ενώ τα παραδοσιακά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας φορτίζουν και εκφορτίζονται κυρίως με βάση σταθερά χρονοδιαγράμματα ή προκαθορισμένα επίπεδα ισχύος, τα συστήματα διαχείρισης ενέργειας επόμενης-γενιάς πρέπει ταυτόχρονα να λαμβάνουν υπόψη τις καιρικές προβλέψεις, την έξοδο φωτοβολταϊκών (ΦΒ), τα προφίλ φορτίου, τις διακυμάνσεις της τιμής της ηλεκτρικής ενέργειας και την κατάσταση της μπαταρίας.

 

Όταν η ζήτηση φόρτισης είναι χαμηλή και η έξοδος ΦΒ είναι υψηλή, το σύστημα μπορεί να δώσει προτεραιότητα στη χρήση ηλιακής ενέργειας ενώ αποθηκεύει το πλεόνασμα. κατά τη φόρτιση των αυξήσεων της ζήτησης, το σύστημα αποθήκευσης μπορεί να παρέχει συμπληρωματική ισχύ για τη μείωση του στιγμιαίου φορτίου στο δίκτυο. και σε περιόδους χαμηλών τιμών ηλεκτρικής ενέργειας, το σύστημα μπορεί να επαναφορτιστεί βάσει επιχειρησιακών στρατηγικών.

 

Αυτή η δυναμική προσέγγιση προγραμματισμού υποδηλώνει ότι η αξία των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας έχει εξελιχθεί από την απλή αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας για να περιλαμβάνει τη διαχείριση ενέργειας και τη βελτιστοποίηση της ενέργειας.

 

Ταυτόχρονα, η εσωτερική αρχιτεκτονική διασύνδεσης ισχύος του εξοπλισμού αποθήκευσης ενέργειας πρέπει να ευθυγραμμίζεται με αυτούς τους δυναμικούς τρόπους λειτουργίας. Οι κύκλοι φόρτισης/εκφόρτισης υψηλής-συχνότητας και η λειτουργία υψηλού-ρεύματος αυξάνουν την καταπόνηση θερμικού κύκλου σε ράβδους, συνδέσμους και ακροδέκτες. Ως εκ τούτου, ο δομικός σχεδιασμός δεν πρέπει μόνο να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις της ονομαστικής τρέχουσας ισχύος, αλλά και να λαμβάνει υπόψη τη μακροπρόθεσμη θερμική κυκλοποίηση, τους μηχανικούς κραδασμούς και την αξιοπιστία της σύνδεσης.

 

 

Τα έργα αποθήκευσης ενέργειας διαφέρουν σημαντικά ανάλογα με το σενάριο εφαρμογής, με διαφορετικούς πελάτες να έχουν ξεχωριστές απαιτήσεις όσον αφορά τη χωρητικότητα, την ισχύ, τα επίπεδα τάσης, τον χώρο εγκατάστασης και τις μεθόδους ψύξης. Κατά συνέπεια, ο αρθρωτός σχεδιασμός γίνεται μια κρίσιμη κατεύθυνση για την ανάπτυξη προϊόντων σε αυτόν τον τομέα.

 

Τα αρθρωτά συστήματα μπαταριών επιτρέπουν την κλιμάκωση των μονάδων μπαταρίας με βάση τη χωρητικότητα του έργου. Τα αρθρωτά συστήματα μετατροπής ισχύος (PCS) μπορούν να διαμορφωθούν σύμφωνα με τις απαιτήσεις ισχύος φορτίου. και τα αρθρωτά σχέδια ντουλαπιών μειώνουν την πολυπλοκότητα της παραγωγής και της εγκατάστασης μέσω τυποποιημένων δομών.

 

Για συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης-κλίμακας, ο αρθρωτός σχεδιασμός διευκολύνει επίσης τη μεταφορά του εξοπλισμού και τη συντήρηση επί τόπου-. Εάν μια συγκεκριμένη μονάδα μπαταρίας ή ηλεκτρική μονάδα δυσλειτουργεί, η συντήρηση σε επίπεδο μονάδας-μπορεί να ελαχιστοποιήσει τον αντίκτυπο στη συνολική λειτουργία του συστήματος.

 

Από δομική άποψη, ο αρθρωτός σχεδιασμός απαιτεί υψηλή συνοχή διεπαφής σε ντουλάπια, ράβδους διαύλου, πλεξούδες καλωδίωσης, συνδετήρες και εξαρτήματα μόνωσης. Οι τυποποιημένες διεπαφές μειώνουν τις ανοχές συναρμολόγησης μεταξύ των μονάδων και απλοποιούν τις λειτουργικές διαδικασίες κατά τη διάρκεια της επακόλουθης συντήρησης.

 

 

Η εφαρμογή των ενσωματωμένων συστημάτων φόρτισης-αποθήκευσης-PV επεκτείνεται αυτήν τη στιγμή πέρα ​​από τους παραδοσιακούς δημόσιους σταθμούς φόρτισης σε ένα ευρύτερο φάσμα σεναρίων. Σε εμπορικά συγκροτήματα, τα συστήματα μπορούν να χρησιμοποιούν ηλιακή ενέργεια στον τελευταίο όροφο σε συνδυασμό με αποθήκευση ενέργειας για τη μείωση του φορτίου του δικτύου κατά τις ώρες αιχμής. Στα βιομηχανικά πάρκα, η αποθήκευση ενέργειας μπορεί να εξισορροπήσει τη ζήτηση αιχμής και εκτός-αιχμής σε σχέση με τα φορτία παραγωγής. και σε πάρκα εφοδιαστικής και{4}}σταθμούς φόρτισης φορτηγών βαρέων φορτηγών-όπου η φόρτιση υψηλής-ισχύς δημιουργεί μεγάλες απαιτήσεις στη χωρητικότητα διανομής-η αποθήκευση ενέργειας χρησιμεύει ως προσωρινή μνήμη ισχύος.

 

Σε απομακρυσμένες περιοχές ή περιοχές με ανεπαρκή κάλυψη του δικτύου, η αποθήκευση ενέργειας μπορεί να συνδυαστεί με ανανεώσιμες πηγές όπως η ηλιακή και η αιολική ενέργεια για να σχηματιστούν σχετικά ανεξάρτητα ενεργειακά συστήματα. Τα φωτοβολταϊκά ερμάρια αποθήκευσης ενέργειας είναι κατάλληλα-για τέτοιες ολοκληρωμένες εφαρμογές, χρησιμοποιώντας μονάδες αποθήκευσης για την εξομάλυνση της ηλιακής ενέργειας και την ενίσχυση της ευελιξίας της χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.

 

Εν τω μεταξύ, η τεχνολογία σύνδεσης υψηλής{0}τάσης στα ηλεκτρικά συστήματα οχημάτων νέας ενέργειας (NEV) εξελίσσεται επίσης. Καθώς οι τάσεις της πλατφόρμας των ηλεκτρικών οχημάτων αυξάνονται και η ισχύς φόρτισης αυξάνεται, τα συστήματα διανομής ισχύος υψηλής τάσης απαιτούν υψηλότερα πρότυπα για ζυγούς, δομές μόνωσης, ακροδέκτες και εξαρτήματα σύνδεσης. Κατά συνέπεια, τα τεχνολογικά όρια μεταξύ αποθήκευσης ενέργειας και NEV είναι ασαφή, επιτρέποντας ορισμένες τεχνολογίες ηλεκτρικής σύνδεσης υψηλής τάσης να εφαρμόζονται σε διαφορετικούς τύπους ενεργειακού εξοπλισμού.
 

 

 

Εξετάζοντας την πρόσφατη εξέλιξη των προϊόντων φόρτισης-αποθήκευσης- ηλιακής ενέργειας, ο ανταγωνισμός της αγοράς δεν περιορίζεται πλέον σε μετρήσεις όπως η χωρητικότητα αποθήκευσης, η ισχύς φόρτισης ή οι μεμονωμένες προδιαγραφές εξοπλισμού. Αντίθετα, η εστίαση έχει μετατοπιστεί προς τις δυνατότητες ολοκλήρωσης του συστήματος, τη διαχείριση ενέργειας, τη λειτουργική αξιοπιστία και το συνολικό κόστος του κύκλου ζωής.

 

Τα ενσωματωμένα προϊόντα μειώνουν-τις απαιτήσεις εγκατάστασης στον ιστότοπο, αλλά αυξάνουν την πολυπλοκότητα του εσωτερικού σχεδιασμού του συστήματος. Τα split συστήματα προσφέρουν μεγαλύτερη ευελιξία, αλλά απαιτούν πιο εξελιγμένη διαχείριση ενέργειας και συντονισμό{1}}σε επίπεδο συστήματος. Επομένως, δεν υπάρχει ενιαία "καλύτερη" προσέγγιση. η επιλογή εξαρτάται από παράγοντες όπως η κλίμακα του έργου, οι συνθήκες διανομής ισχύος, το περιβάλλον της τοποθεσίας και οι τρόποι λειτουργίας.

 

Στο μέλλον, τα ηλιακά συστήματα φόρτισης-αποθήκευσης-μπορεί να ενσωματωθούν περαιτέρω με εικονικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, μηχανισμούς πλευρικής απόκρισης ζήτησης-, μικροδίκτυα και αγορές εμπορίας ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτός ο μετασχηματισμός θα εξελίξει μονάδες αποθήκευσης ενέργειας από απλές συσκευές αποθήκευσης σε κατανεμημένους ενεργειακούς κόμβους ικανούς να συμμετέχουν στη ρύθμιση του δικτύου.

 

Ταυτόχρονα, τα εσωτερικά εξαρτήματα των ντουλαπιών αποθήκευσης ενέργειας-συμπεριλαμβανομένης της διανομής υψηλής{{1}τάσης, των συστημάτων ζυγών, της μόνωσης, των δομών θερμικής διαχείρισης και των σχεδίων προστασίας ασφαλείας-θα συνεχίσουν να υπόκεινται σε αναβαθμίσεις. Για μονάδες αποθήκευσης ενέργειας υψηλής χωρητικότητας, η πυκνότητα ισχύος εξισορρόπησης, η θερμική απόδοση, η ηλεκτρική ασφάλεια, η ευκολία συντήρησης και η κατασκευαστική συνέπεια εντός περιορισμένου χώρου ντουλαπιών θα αποτελούν βασικό επίκεντρο του σχεδιασμού της δομικής μηχανικής.

 

 

Συνολικά, ο κλάδος φόρτισης-αποθήκευσης- ηλιακής ενέργειας εξελίσσεται από απλούς συνδυασμούς εξοπλισμού σε ολοκληρωμένα συστήματα, από λειτουργίες μίας-λειτουργίας σε έξυπνη αποστολή και από συνδεδεμένες εφαρμογές δικτύου σε συντονισμένες λειτουργίες εντός και εκτός δικτύου-. Τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας διαδραματίζουν πολλαπλούς ρόλους-συμπεριλαμβανομένης της προσωρινής αποθήκευσης ενέργειας, της ρύθμισης ενέργειας και της διασφάλισης της ασφάλειας του συστήματος-ενώ τα ντουλάπια αποθήκευσης ενέργειας μετατρέπονται από απλά περιβλήματα μπαταριών σε ολοκληρωμένες μονάδες που ενσωματώνουν ηλεκτρικά συστήματα, θερμική διαχείριση, πυροπροστασία, μηχανισμούς ελέγχου και δυνατότητες επικοινωνίας.

 

Τα μελλοντικά έργα φόρτισης-αποθήκευσης- ηλιακής ενέργειας θα απαιτούν περισσότερα από την απλή εστίαση στη χωρητικότητα της μπαταρίας και στην ισχύ φόρτισης. θα απαιτήσουν συνεργατικό σχεδιασμό σε πολλαπλές διαστάσεις-όπως αρχιτεκτονική συστήματος, δομή ντουλαπιού, ηλεκτρικές συνδέσεις, θερμική διαχείριση, μόνωση, στρατηγικές ελέγχου και συστήματα O&M-για να ανταποκριθούν στις συνεχώς-αυξανόμενες απαιτήσεις για πυκνότητα ισχύος και λειτουργική αξιοπιστία σε διάφορα σενάρια εφαρμογών.

 

Όσον αφορά τις προμήθειες μηχανικής, η επιλογή τωνντουλάπια αποθήκευσης ενέργειαςκαι τα εσωτερικά ηλεκτρικά εξαρτήματά τους θα πρέπει να βασίζονται σε μια συνολική αξιολόγηση των επιπέδων τάσης, του ονομαστικού ρεύματος, της χωρητικότητας, των μεθόδων ψύξης, των περιβαλλοντικών συνθηκών, των δομών εγκατάστασης και των απαιτήσεων συντήρησης, με προτεραιότητα την επαλήθευση της συμβατότητας της διεπαφής μεταξύ των βασικών στοιχείων και του συνολικού συστήματος.