Sprievodca komerčnými systémami skladovania energie

Čo sú komerčné systémy na ukladanie batérií?

100kwh batériaa200kwh batériaKomerčné batériové skladovacie systémy sú pokročilé riešenia na ukladanie energie určené na skladovanie a uvoľňovanie elektriny z rôznych zdrojov. Fungujú ako veľké energetické banky, ktoré využívajú batérie umiestnené v kontajneroch na efektívne riadenie toku energie. Tieto systémy sa dodávajú v rôznych veľkostiach a konfiguráciách, aby vyhovovali špecifickým potrebám rôznych aplikácií a zákazníkov.

Modulárny dizajnkomerčné systémy na ukladanie batériíumožňuje škálovateľnosť s úložnými kapacitami zvyčajne v rozsahu od 50 kWh do 1 MWh. Vďaka tejto flexibilite sú vhodné pre širokú škálu podnikov, vrátane malých a stredných podnikov, škôl, nemocníc, čerpacích staníc, maloobchodov a priemyselných zariadení. Tieto systémy pomáhajú riadiť spotrebu energie, poskytujú záložnú energiu počas výpadkov a podporujú integráciu obnoviteľných zdrojov energie, ako je slnečná a veterná energia.

Flexibilita modulárnych návrhov zaisťuje, že tieto systémy je možné prispôsobiť tak, aby vyhovovali špecifickým energetickým požiadavkám, a poskytujú tak nákladovo efektívne riešenie na zvýšenie energetickej účinnosti a spoľahlivosti v rôznych sektoroch.

Komponenty komerčných systémov skladovania energie a ich aplikácie

Komerčné systémy na skladovanie energiepozostáva z niekoľkých kľúčových komponentov, z ktorých každý hrá špecifickú úlohu, aby vyhovoval rôznym potrebám aplikácií. Tu je podrobný popis týchto komponentov a ich špecifických aplikácií v reálnych scenároch:

1. Systém batérie:
   • Základný komponent: Batériový systém pozostáva z jednotlivých batériových článkov, ktoré uchovávajú elektrickú energiu. Lítium-iónové batérie sa bežne používajú kvôli ich vysokej hustote energie a dlhej životnosti.
   • Aplikácie: Pri špičkovom oholení a presúvaní záťaže sa batériový systém nabíja počas obdobia nízkej spotreby elektriny a vybíja uloženú energiu počas špičky, čím efektívne znižuje náklady na energiu.
2. Systém správy batérie (BMS):
   • Funkcia: BMS monitoruje stav a výkonové parametre batérie, ako je napätie, teplota a stav nabitia, čím zaisťuje bezpečnú a efektívnu prevádzku.
   • Aplikácie: V záložných napájacích a mikrosieťových aplikáciách BMS zaisťuje, že batériový systém môže poskytnúť stabilné núdzové napájanie počas výpadkov siete, čím sa zabezpečí kontinuita podnikania.
3. Invertor alebo systém na konverziu energie (PCS):
   • Funkcia: PCS premieňa jednosmerný prúd uložený v batériovom systéme na striedavý prúd požadovaný sieťou alebo záťažou, pričom zachováva stabilné výstupné napätie a kvalitu napájania.
   • Aplikácie: V systémoch pripojených k sieti umožňuje PCS obojsmerný tok energie, podporuje vyrovnávanie záťaže a riadenie frekvencie siete na zvýšenie spoľahlivosti a stability siete.
4. Systém energetického manažmentu (EMS):
   • Funkcia: EMS optimalizuje a riadi tok energie v rámci úložného systému, pričom sa koordinuje so sieťou, záťažami a inými zdrojmi energie. Vykonáva úlohy, ako je špičkové oholenie, presun záťaže a energetická arbitráž.
   • Aplikácie: Pri integrácii obnoviteľnej energie zlepšuje EMS predvídateľnosť a stabilitu solárnej a veternej energie optimalizáciou využitia a skladovania energie.
5. Obojsmerný invertor:
   • Funkcia: Obojsmerné invertory umožňujú výmenu energie medzi batériovým systémom a sieťou podľa potreby, podporujú flexibilné riadenie energie a autonómnu prevádzku pri poruchách siete.
   • Aplikácie: V mikrosieti a napájaní vzdialených oblastí zaisťujú obojsmerné invertory autonómiu systému a spolupracujú s hlavnou sieťou, aby sa zvýšila spoľahlivosť a udržateľnosť napájania.
6. Transformátor:
   • Funkcia: Transformátory upravujú úroveň výstupného napätia batériového systému tak, aby zodpovedala požiadavkám siete alebo záťaže, čím sa zabezpečuje efektívny prenos energie a stabilita systému.
   • Aplikácie: Vo veľkých priemyselných a komerčných energetických aplikáciách transformátory optimalizujú účinnosť prenosu energie a prevádzkovú stabilitu systému tým, že poskytujú vhodné prispôsobenie napätia.
7. Ochranné zariadenia:
   • Funkcia: Ochranné zariadenia monitorujú a reagujú na napäťové rázy, skraty a iné anomálie siete v rámci systému, čím zaisťujú bezpečnú prevádzku a minimalizujú poškodenie zariadenia.
   • Aplikácie: V sieťovej integrácii a prostrediach s rýchlymi zmenami záťaže chránia ochranné zariadenia batériový systém a sieť, čím znižujú náklady na údržbu a prevádzkové riziká.
8. Chladiace systémy:
   • Funkcia: Chladiace systémy udržiavajú optimálne prevádzkové teploty pre batérie a invertory, čím zabraňujú prehriatiu a zníženiu výkonu, čím zaisťujú dlhodobú stabilitu systému.
   • Aplikácie: Vo vysokoteplotných prostrediach a vysokovýkonných výbojových zaťaženiach poskytujú chladiace systémy potrebnú kapacitu odvádzania tepla, predlžujú životnosť zariadenia a optimalizujú energetickú účinnosť.
9. Pokročilé riadiace systémy:
   • Funkcia: Pokročilé riadiace systémy sa integrujú s EMS a BMS na monitorovanie a optimalizáciu prevádzky a výkonu celého systému skladovania energie.
   • Aplikácie: Vo veľkých komerčných a priemyselných aplikáciách pokročilé riadiace systémy zlepšujú odozvu systému a prevádzkovú efektivitu prostredníctvom analýzy údajov a podpory rozhodovania v reálnom čase.

Tieto komponenty a ich aplikácie demonštrujú kritické úlohy a praktické využitie komerčných systémov skladovania energie v modernom manažmente energie. Efektívnym využitím týchto technológií a stratégií môžu podniky dosiahnuť úspory energie, znížiť emisie uhlíka a zvýšiť spoľahlivosť a udržateľnosť svojho napájania.

Typy komerčných systémov skladovania energie

1. Mechanické skladovanie: Využíva fyzické pohyby alebo sily na ukladanie energie. Príklady zahŕňajú prečerpávaciu hydroelektrickú energiu (PSH), skladovanie energie stlačeného vzduchu (CAES) a skladovanie energie zotrvačníka (FES).
2. Elektromagnetické úložisko: Používa elektrické alebo magnetické polia na ukladanie energie. Príklady zahŕňajú kondenzátory, superkondenzátory a supravodivé magnetické zásobníky energie (SMES).
3. Tepelné skladovanie: Ukladá energiu ako teplo alebo chlad. Príklady zahŕňajú roztavenú soľ, kvapalný vzduch, skladovanie kryogénnej energie (CES) a systémy ľad/voda.
4. Skladovanie chemikálií: Premieňa a ukladá energiu prostredníctvom chemických procesov, ako je skladovanie vodíka.
5. Elektrochemické skladovanie: Zahŕňa batérie, ktoré uchovávajú a uvoľňujú energiu prostredníctvom elektrochemických reakcií. Lítium-iónové batérie sú najbežnejším typom používaným v komerčnom prostredí kvôli ich vysokej účinnosti a hustote energie.

Každý typ úložného systému má svoje jedinečné výhody a obmedzenia, vďaka čomu je vhodný pre rôzne aplikácie a prevádzkové požiadavky.

Aplikácie komerčných systémov skladovania energie

Komerčné systémy skladovania energie majú rôzne aplikácie, ktoré poskytujú ekonomické výhody a prispievajú k širším energetickým a environmentálnym cieľom. Tieto aplikácie sa starajú o úsporu nákladov a zvýšenie prevádzkovej efektívnosti. Tu je podrobný prehľad:

1. Špičkové holenie:

   Znižuje poplatky za odber tým, že vybíja uloženú energiu počas období vysokého dopytu po energii. Komerčné systémy skladovania energie uvoľňujú uloženú energiu počas období špičky dopytu po elektrine, čím sa znižujú poplatky za dopyt pre podniky. To je výhodné najmä pre zariadenia s vysokým pomerom špičky k priemeru alebo tie, ktoré podliehajú vysokým poplatkom za dopyt, ako sú školy, nemocnice, čerpacie stanice, obchody a priemysel.

2. Presun zaťaženia:

   Uchováva energiu v období nízkych cien elektriny a vybíja ju, keď sú ceny vysoké, čím šetrí náklady pre zákazníkov v čase používania. Tieto systémy uchovávajú prebytočnú energiu v obdobiach nízkych cien elektriny a vybíjajú ju v období špičky. Zákazníkom to prináša výhody na základe cien podľa času používania alebo cien v reálnom čase. Napríklad hotel na Havaji použil lítium-iónový batériový systém s výkonom 500 kW/3 MWh na presun elektrickej energie z dňa na noc, čím ušetril 275 000 USD ročne.

3. Obnoviteľná integrácia:

   Zvyšuje využitie obnoviteľných zdrojov energie ukladaním prebytočnej výroby a jej uvoľnením v prípade potreby. Komerčné systémy skladovania energie uchovávajú prebytočnú slnečnú alebo veternú energiu a uvoľňujú ju počas špičky dopytu po energii alebo keď je výroba obnoviteľnej energie nízka. To znižuje závislosť od fosílnych palív a znižuje emisie skleníkových plynov. Okrem toho stabilizuje sieť, zlepšuje jej spoľahlivosť a bezpečnosť.

4. Záložné napájanie:

   Poskytuje núdzové napájanie počas výpadkov siete, čím zaisťuje kontinuitu podnikania a prevádzkovú odolnosť. Tieto systémy poskytujú záložné napájanie počas zlyhania siete alebo núdzových situácií, čím zaisťujú, že kritické zariadenia, ako sú nemocnice, dátové centrá a priemyselné zariadenia, zostanú v prevádzke. Táto schopnosť je rozhodujúca pre zariadenia, ktoré si nemôžu dovoliť prerušenie napájania.

5. Mikromriežka:

   Funguje ako nezávislý energetický systém alebo v spojení s hlavnou sieťou, čím zvyšuje spoľahlivosť a znižuje emisie. Komerčné systémy skladovania energie sú neoddeliteľnou súčasťou mikrosietí, fungujú buď samostatne, alebo sú pripojené k hlavnej sieti. Mikrosiete zvyšujú spoľahlivosť miestnej siete, znižujú emisie a zvyšujú energetickú nezávislosť a flexibilitu komunity.

Tieto aplikácie prinášajú nielen priame ekonomické výhody, ale prispievajú aj k širším energetickým a environmentálnym cieľom, ako je zníženie emisií uhlíka a zlepšenie stability siete. Komerčné systémy skladovania energie zvyšovaním energetickej účinnosti a znižovaním prevádzkových rizík vytvárajú konkurenčné výhody a príležitosti pre trvalo udržateľný rozvoj v komerčných podnikoch a komunitách.

Kapacita komerčných systémov skladovania energie

Komerčné systémy skladovania energie sa zvyčajne pohybujú v rozmedzí od 50 kWh do 1 MWh a pokrývajú rôzne komerčné a komunálne potreby. Výber kapacity závisí od konkrétnej aplikácie a požadovaných ukazovateľov výkonu.

Presné posúdenie energetických potrieb a starostlivé plánovanie sú nevyhnutné na určenie optimálnej skladovacej kapacity pre danú aplikáciu, čím sa zabezpečí hospodárnosť a prevádzková efektívnosť.

Výhody komerčných systémov skladovania energie

1. Odolnosť
   Komerčné systémy na ukladanie energie ponúkajú kritické záložné napájanie počas výpadkov, čím zaisťujú, že prevádzka môže pokračovať bez prerušenia. Toto je obzvlášť dôležité pre zariadenia, ako sú nemocnice, dátové centrá a výrobné závody, kde výpadky napájania môžu viesť k významným finančným stratám alebo k ohrozeniu bezpečnosti. Poskytnutím spoľahlivého zdroja energie počas výpadkov siete tieto systémy pomáhajú udržiavať kontinuitu podnikania a chránia citlivé zariadenia pred kolísaním výkonu.
2. Úspora nákladov
   Jednou z primárnych finančných výhod komerčných systémov skladovania energie je schopnosť presunúť spotrebu energie z obdobia špičky do obdobia mimo špičky. Náklady na elektrickú energiu sú často vyššie počas špičiek, takže skladovanie energie v čase mimo špičky, keď sú sadzby nižšie, a jej používanie počas špičky môže viesť k podstatným úsporám nákladov. Okrem toho sa podniky môžu zúčastniť programov reakcie na dopyt, ktoré ponúkajú finančné stimuly na zníženie spotreby energie počas období vysokého dopytu. Tieto stratégie nielen znižujú účty za energiu, ale tiež optimalizujú vzorce spotreby energie.
3. Obnoviteľná integrácia
   Integrácia komerčných systémov skladovania energie s obnoviteľnými zdrojmi energie, ako je solárna a veterná energia, zvyšuje ich účinnosť a spoľahlivosť. Tieto skladovacie systémy dokážu zachytiť prebytočnú energiu generovanú počas obdobia vysokého obnoviteľného výkonu a uložiť ju na použitie, keď je jej výroba nízka. To nielen maximalizuje využitie obnoviteľnej energie, ale tiež znižuje závislosť od fosílnych palív, čo vedie k nižším emisiám skleníkových plynov. Stabilizáciou prerušovanej povahy obnoviteľnej energie uľahčujú skladovacie systémy plynulejší a udržateľnejší energetický prechod.
4. Výhody siete
   Komerčné systémy skladovania energie prispievajú k stabilite siete vyrovnávaním výkyvov ponuky a dopytu. Poskytujú doplnkové služby, ako je regulácia frekvencie a podpora napätia, ktoré sú kľúčové pre zachovanie prevádzkovej integrity siete. Okrem toho tieto systémy zvyšujú bezpečnosť siete poskytovaním ďalších vrstiev odolnosti proti kybernetickým útokom a prírodným katastrofám. Rozmiestnenie systémov skladovania energie tiež podporuje hospodársky rast vytváraním pracovných miest vo výrobe, inštalácii a údržbe a zároveň podporuje udržateľnosť životného prostredia prostredníctvom zníženia emisií a spotreby zdrojov.
5. Strategické výhody

   Energetická efektívnosť: Optimalizáciou využitia energie a znížením odpadu pomáhajú skladovacie systémy podnikom dosiahnuť vyššiu energetickú účinnosť, čo môže viesť k nižším prevádzkovým nákladom a zníženiu uhlíkovej stopy.

   Zníženie operačného rizika: Spoľahlivý záložný zdroj energie znižuje riziko prerušenia prevádzky v dôsledku výpadkov napájania, čím sa minimalizujú potenciálne finančné straty a zvyšuje sa celková stabilita podniku.

Životnosť komerčných systémov skladovania energie

Životnosť komerčných systémov na skladovanie energie sa líši podľa technológie a použitia. Všeobecné rozsahy zahŕňajú:

• Lítium-iónové batérie: 8 až 15 rokov
• Redox prietokové batérie: 5 až 15 rokov
• Systémy skladovania vodíka: 8 až 15 rokov

Implementácia pokročilých monitorovacích a diagnostických nástrojov môže pomôcť predvídať potenciálne problémy a predchádzať im, čím sa ďalej predlžuje prevádzková životnosť systémov skladovania energie.

Ako navrhnúť komerčný systém skladovania energie podľa požiadaviek aplikácie

Navrhovanie komerčného systému skladovania energie je zložitý proces zahŕňajúci niekoľko kľúčových krokov a technologických možností, aby sa zabezpečilo, že systém efektívne spĺňa požiadavky aplikácie a výkonnostné kritériá.

1. Identifikácia aplikačných scenárov:

   Definovanie primárnych služieb: Prvý krok zahŕňa špecifikáciu hlavných služieb, ktoré bude systém poskytovať, ako napríklad odstraňovanie špičiek, presúvanie záťaže a záložné napájanie. Rôzne aplikácie môžu vyžadovať prispôsobené riešenia skladovania energie.

2. Definovanie metrík výkonnosti:

   Výkon a energetické hodnotenie: Určenie maximálneho výkonu a kapacity skladovania energie, ktorú systém vyžaduje.

   Efektívnosť: Zvážte účinnosť premeny energie systému, aby ste minimalizovali straty počas prenosu energie.

   Život cyklu: Vyhodnoťte očakávanú životnosť cyklov nabíjania a vybíjania za deň, týždeň alebo rok, čo je rozhodujúce pre efektívnosť nákladov.

3. Výber technológie:

   Skladovacie technológie: Na základe ukazovateľov výkonu vyberte vhodné technológie ukladania, ako sú lítium-iónové batérie, olovené batérie, prietokové batérie alebo ukladanie energie stlačeným vzduchom. Každá technológia ponúka jedinečné výhody a je vhodná pre rôzne prevádzkové potreby. Napríklad lítium-iónové batérie poskytujú vysokú hustotu energie a dlhú životnosť, vďaka čomu sú ideálne pre požiadavky na dlhodobé skladovanie energie.

4. Návrh systému:

   Konfigurácia a integrácia: Navrhnite fyzické usporiadanie a elektrické pripojenia systému, aby ste zabezpečili efektívnu interakciu so sieťou, inými zdrojmi energie a záťažami.

   Kontrola a riadenie: Začlenenie systémov ako Battery Management System (BMS), Energy Management Systems (EMS) a invertory na udržanie optimálneho výkonu systému. Tieto systémy vyrovnávajú napätie, teplotu, prúd, stav nabitia a celkové zdravie systému.

5. Hodnotenie systému:

   Výkonnostné testovanie: Vykonajte komplexné testovanie na overenie výkonu systému pri rôznych podmienkach zaťaženia a siete.

   Zabezpečenie spoľahlivosti: Posúďte dlhodobú spoľahlivosť a stabilitu systému vrátane riadenia teploty, predpovedí životnosti batérie a možností reakcie na núdzové situácie.

   Analýza ekonomického prínosu: Analyzujte celkové ekonomické výhody systému vrátane úspor energie, znížených nákladov na elektrickú energiu, účasti na službách siete (napr. odozva na dopyt) a predĺženej životnosti infraštruktúry siete.

Navrhovanie komerčných systémov na uskladnenie energie si vyžaduje holistické zváženie technologických, ekonomických a environmentálnych faktorov, aby sa zabezpečilo, že systém bude počas prevádzky poskytovať očakávaný výkon a návratnosť.

Výpočet nákladov a výnosov

Levelized Cost of Storage (LCOS) je bežná metrika používaná na hodnotenie nákladov a hodnoty systémov na skladovanie energie. Zohľadňuje celkové náklady počas životnosti vydelené celkovým energetickým výstupom počas životnosti. Porovnanie LCOS s potenciálnymi tokmi príjmov alebo úsporami nákladov pomáha určiť ekonomickú realizovateľnosť projektu úložiska.

Integrácia s fotovoltaikou

Komerčné batériové skladovacie systémy môžu byť integrované s fotovoltaickými (PV) systémami, aby sa vytvorili solárne a úložné riešenia. Tieto systémy uchovávajú prebytočnú slnečnú energiu na neskoršie použitie, čím zvyšujú vlastnú spotrebu energie, znižujú poplatky za spotrebu energie a poskytujú spoľahlivú záložnú energiu. Podporujú tiež sieťové služby, ako je regulácia frekvencie a energetická arbitráž, vďaka čomu sú pre podniky cenovo výhodnou a ekologickou možnosťou.

Záver

Komerčné systémy skladovania energie sa stávajú čoraz životaschopnejšími a atraktívnejšími, keďže sa zavádza technologický pokrok a zavádzajú sa podporné politiky. Tieto systémy ponúkajú významné výhody vrátane úspory nákladov, zvýšenej odolnosti a lepšej integrácie obnoviteľných zdrojov energie. Pochopením komponentov, aplikácií a výhod môžu podniky prijímať informované rozhodnutia, aby využili plný potenciál komerčných systémov na skladovanie energie.

Vlastné komerčné systémy skladovania energie Kamada Power OEM ODM, Kontaktujte Kamada Powerpre získanie cenovej ponuky