Посібник із комерційних систем зберігання енергії

Що таке комерційні системи зберігання акумуляторів?

батарея 100 кВт/годіАкумулятор 200 кВт/годКомерційні акумуляторні системи зберігання – це передові рішення для накопичення енергії, призначені для зберігання та вивільнення електроенергії з різних джерел. Вони функціонують як великі банки живлення, використовуючи акумуляторні блоки, розміщені в контейнерах, для ефективного керування потоком енергії. Ці системи випускаються в різних розмірах і конфігураціях, щоб задовольнити конкретні потреби різних програм і клієнтів.

Модульна конструкціякомерційні системи зберігання акумуляторівзабезпечує масштабованість, ємність накопичувачів зазвичай коливається від 50 кВт-год до 1 МВт-год. Така гнучкість робить їх придатними для широкого кола підприємств, включаючи малі та середні підприємства, школи, лікарні, автозаправні станції, роздрібні магазини та промислові об’єкти. Ці системи допомагають керувати потребами в енергії, забезпечують резервне живлення під час відключень і підтримують інтеграцію відновлюваних джерел енергії, таких як сонячна та вітрова.

Гнучкість модульних конструкцій гарантує, що ці системи можна налаштувати відповідно до конкретних енергетичних вимог, забезпечуючи економічно ефективне рішення для підвищення енергоефективності та надійності в різних секторах.

Компоненти комерційних систем зберігання енергії та їх застосування

Комерційні системи зберігання енергіїскладаються з кількох ключових компонентів, кожен з яких відіграє певну роль для задоволення потреб різних програм. Ось детальний опис цих компонентів і їх конкретних застосувань у реальних сценаріях:

1. Акумуляторна система:
   • Основний компонент: Акумуляторна система складається з окремих акумуляторних елементів, які накопичують електричну енергію. Літій-іонні акумулятори широко використовуються через їх високу щільність енергії та тривалий термін служби.
   • Додатки: У режимі пікового навантаження та перемикання навантаження акумуляторна система заряджається в періоди низького споживання електроенергії та розряджає накопичену енергію під час пікового навантаження, ефективно знижуючи витрати на електроенергію.
2. Система керування акумулятором (BMS):
   • функція: BMS контролює стан і робочі параметри акумулятора, такі як напруга, температура та стан заряду, забезпечуючи безпечну та ефективну роботу.
   • Додатки: У додатках резервного живлення та мікромережі BMS гарантує, що система акумуляторів може забезпечувати стабільне аварійне живлення під час відключень мережі, забезпечуючи безперервність роботи.
3. Інвертор або система перетворення енергії (PCS):
   • функція: PCS перетворює енергію постійного струму, що зберігається в системі батареї, в енергію змінного струму, необхідну для мережі або навантажень, зберігаючи стабільну вихідну напругу та якість живлення.
   • Додатки: У підключених до мережі системах PCS забезпечує двонаправлений потік енергії, підтримуючи балансування навантаження та контроль частоти мережі для підвищення надійності та стабільності мережі.
4. Система управління енергією (EMS):
   • функція: EMS оптимізує та керує потоками енергії в системі зберігання, координуючи роботу з мережею, навантаженнями та іншими джерелами енергії. Він виконує такі завдання, як зниження пікових навантажень, перенесення навантаження та енергетичний арбітраж.
   • Додатки: В інтеграції відновлюваних джерел енергії EMS покращує передбачуваність і стабільність сонячної та вітрової енергії шляхом оптимізації використання та зберігання енергії.
5. Двонаправлений інвертор:
   • функція: Двонаправлені інвертори забезпечують обмін енергією між акумуляторною системою та мережею за потреби, підтримуючи гнучке керування енергією та автономну роботу під час збоїв у мережі.
   • Додатки: У мікромережі та електромережі віддалених зон двонаправлені інвертори забезпечують автономність системи та взаємодіють з основною мережею для підвищення надійності та сталості електропостачання.
6. трансформатор:
   • функціяТрансформатори регулюють рівень вихідної напруги акумуляторної системи відповідно до вимог мережі або навантажень, забезпечуючи ефективну передачу енергії та стабільність системи.
   • Додатки: У великомасштабних промислових і комерційних енергетичних застосуваннях трансформатори оптимізують ефективність передачі енергії та стабільність роботи системи, забезпечуючи відповідне узгодження напруги.
7. Пристрої захисту:
   • функція: Захисні пристрої контролюють і реагують на стрибки напруги, короткі замикання та інші аномалії мережі в системі, забезпечуючи безпечну роботу та мінімізуючи пошкодження обладнання.
   • Додатки: У мережевій інтеграції та середовищах із швидкими змінами навантаження захисні пристрої захищають акумуляторну систему та мережу, знижуючи витрати на обслуговування та експлуатаційні ризики.
8. Системи охолодження:
   • функція: Системи охолодження підтримують оптимальну робочу температуру для акумуляторів та інверторів, запобігаючи перегріву та погіршенню продуктивності, забезпечуючи тривалу стабільність системи.
   • Додатки: У високотемпературному середовищі та потужних розрядних навантаженнях системи охолодження забезпечують необхідну тепловіддачу, подовжуючи термін служби обладнання та оптимізуючи енергоефективність.
9. Розширені системи управління:
   • функція: Розширені системи управління інтегруються з EMS і BMS для моніторингу та оптимізації роботи та продуктивності всієї системи зберігання енергії.
   • Додатки: У великомасштабних комерційних і промислових застосуваннях розширені системи управління підвищують швидкість реагування системи та ефективність роботи завдяки аналізу даних у реальному часі та підтримці прийняття рішень.

Ці компоненти та їх застосування демонструють критичну роль і практичне використання комерційних систем зберігання енергії в сучасному енергоменеджменті. Ефективно використовуючи ці технології та стратегії, підприємства можуть досягти економії енергії, скоротити викиди вуглекислого газу та підвищити надійність і сталість свого електропостачання.

Типи комерційних систем зберігання енергії

1. Механічне зберігання: використовує фізичні рухи або сили для накопичення енергії. Приклади включають насосно-акумулюючу гідроелектростанцію (PSH), накопичувач енергії на стисненому повітрі (CAES) і накопичувач енергії на маховику (FES).
2. Електромагнітне зберігання: використовує електричні або магнітні поля для зберігання енергії. Приклади включають конденсатори, суперконденсатори та надпровідні накопичувачі магнітної енергії (SMES).
3. Термоакумуляція: Зберігає енергію як тепло або холод. Приклади включають розплавлену сіль, рідке повітря, криогенне накопичення енергії (CES) і системи лід/вода.
4. Зберігання хімікатів: перетворює та зберігає енергію за допомогою хімічних процесів, наприклад зберігання водню.
5. Електрохімічне зберігання: включає батареї, які накопичують і вивільняють енергію за допомогою електрохімічних реакцій. Літій-іонні батареї є найпоширенішим типом, який використовується в комерційних умовах через їх високу ефективність і щільність енергії.

Кожен тип системи зберігання даних має свої унікальні переваги та обмеження, що робить їх придатними для різних застосувань і операційних вимог.

Застосування комерційних систем зберігання енергії

Комерційні системи зберігання енергії мають різноманітні застосування, які забезпечують економічну вигоду та сприяють досягненню ширших енергетичних та екологічних цілей. Ці програми сприяють як економії коштів, так і підвищенню ефективності роботи. Ось детальний огляд:

1. Пікове гоління:

   Зменшує плату за попит, розряджаючи накопичену енергію в періоди високого попиту на електроенергію. Комерційні системи накопичення енергії вивільняють накопичену енергію в періоди пікового попиту на електроенергію, тим самим зменшуючи витрати на попит для підприємств. Це особливо вигідно для об’єктів із високим співвідношенням пікового до середнього або для тих, які підлягають високому попиту, таких як школи, лікарні, автозаправні станції, магазини та промислові підприємства.

2. Перенесення навантаження:

   Зберігає енергію в періоди низьких цін на електроенергію та розряджає її, коли ціни високі, заощаджуючи кошти для клієнтів, які постійно користуються електроенергією. Ці системи накопичують надлишкову енергію в періоди низьких цін на електроенергію та розряджають її в періоди пікових цін. Це вигідно клієнтам за тарифами за час використання або ціноутворення в реальному часі. Наприклад, готель на Гаваях використовував систему літій-іонних акумуляторів потужністю 500 кВт/3 МВт-год, щоб перенести навантаження електроенергії з денного на нічний, заощаджуючи 275 000 доларів США на рік.

3. Відновлювана інтеграція:

   Покращує використання відновлюваних джерел енергії, накопичуючи надлишкову енергію та вивільняючи її за потреби. Комерційні системи зберігання енергії зберігають надлишок сонячної або вітрової енергії та вивільняють її під час пікового попиту на енергію або коли виробництво відновлюваної енергії є низьким. Це зменшує залежність від викопного палива та знижує викиди парникових газів. Крім того, він стабілізує мережу, підвищуючи її надійність і безпеку.

4. Резервне живлення:

   Забезпечує аварійне живлення під час збоїв у мережі, забезпечуючи безперервність роботи та експлуатаційну стійкість. Ці системи забезпечують резервне живлення під час збоїв у мережі або надзвичайних ситуацій, забезпечуючи роботу таких критичних об’єктів, як лікарні, центри обробки даних і промислові об’єкти. Ця можливість має вирішальне значення для об’єктів, які не можуть дозволити собі перебої в електропостачанні.

5. Мікросітка:

   Працює як незалежна енергосистема або в поєднанні з основною мережею, підвищуючи надійність і зменшуючи викиди. Комерційні системи накопичення енергії є невід’ємною частиною мікромереж, працюючи незалежно або підключеними до основної мережі. Мікромережі підвищують надійність місцевої мережі, зменшують викиди та підвищують енергетичну незалежність і гнучкість громади.

Ці програми не тільки приносять пряму економічну вигоду, але й сприяють досягненню ширших енергетичних і екологічних цілей, таких як скорочення викидів вуглецю та підвищення стабільності мережі. Комерційні системи зберігання енергії, підвищуючи енергоефективність і знижуючи операційні ризики, створюють конкурентні переваги та можливості для сталого розвитку як комерційних підприємств, так і громад.

Ємність комерційних систем зберігання енергії

Комерційні системи накопичення енергії зазвичай коливаються від 50 кВт-год до 1 МВт-год, задовольняючи різні комерційні та муніципальні потреби. Вибір потужності залежить від конкретного застосування та необхідних показників продуктивності.

Точна оцінка енергетичних потреб і ретельне планування мають важливе значення для визначення оптимальної ємності накопичувача для певного застосування, забезпечуючи як економічну ефективність, так і ефективність роботи.

Переваги комерційних систем зберігання енергії

1. Стійкість
   Комерційні системи зберігання енергії забезпечують важливе резервне живлення під час відключень, забезпечуючи безперебійну роботу. Це особливо важливо для таких об’єктів, як лікарні, центри обробки даних і виробничі підприємства, де збої в електропостачанні можуть призвести до значних фінансових втрат або поставити під загрозу безпеку. Забезпечуючи надійне джерело живлення під час збоїв у мережі, ці системи допомагають підтримувати безперервність роботи та захищають чутливе обладнання від коливань напруги.
2. Економія коштів
   Однією з головних фінансових переваг комерційних систем накопичення енергії є можливість переносити споживання енергії з періодів пік на періоди, що не є піковими. Витрати на електроенергію часто вищі під час пікового попиту, тому накопичення енергії в непікові години, коли тарифи нижчі, і використання її в години пік може призвести до значної економії коштів. Крім того, підприємства можуть брати участь у програмах реагування на попит, які пропонують фінансові стимули для зменшення споживання енергії в періоди високого попиту. Ці стратегії не тільки знижують рахунки за електроенергію, але й оптимізують схеми споживання енергії.
3. Відновлювана інтеграція
   Інтеграція комерційних систем накопичення енергії з відновлюваними джерелами енергії, такими як сонце та вітер, підвищує їх ефективність і надійність. Ці системи зберігання можуть вловлювати надлишок енергії, що виробляється в періоди високого виробництва відновлюваної енергії, і зберігати її для використання, коли вироблення є низьким. Це не тільки максимізує використання відновлюваної енергії, але й зменшує залежність від викопного палива, що призводить до зниження викидів парникових газів. Стабілізуючи переривчастий характер відновлюваної енергії, системи зберігання сприяють більш плавному та стійкому переходу на енергію.
4. Переваги мережі
   Комерційні системи зберігання енергії сприяють стабільності мережі, врівноважуючи коливання попиту та пропозиції. Вони надають допоміжні послуги, такі як регулювання частоти та підтримка напруги, які мають вирішальне значення для підтримки робочої цілісності мережі. Крім того, ці системи підвищують безпеку мережі, надаючи додаткові рівні стійкості проти кібератак і стихійних лих. Розгортання систем накопичення енергії також сприяє економічному зростанню, створюючи робочі місця у виробництві, монтажі та обслуговуванні, одночасно сприяючи екологічній стійкості через зменшення викидів і споживання ресурсів.
5. Стратегічні переваги

   Енергоефективність: завдяки оптимізації використання енергії та зменшенню відходів системи зберігання допомагають підприємствам досягти вищої енергоефективності, що може призвести до зниження експлуатаційних витрат і скорочення викидів вуглецю.

   Зниження операційного ризику: Наявність надійного резервного джерела живлення зменшує ризик збоїв у роботі через відключення електроенергії, тим самим мінімізуючи потенційні фінансові втрати та підвищуючи загальну стабільність бізнесу.

Термін служби комерційних систем зберігання енергії

Термін служби комерційних систем зберігання енергії залежить від технології та використання. Загальні діапазони включають:

• Літій-іонні акумулятори: від 8 до 15 років
• Redox flow батареї: від 5 до 15 років
• Системи зберігання водню: від 8 до 15 років

Впровадження розширених інструментів моніторингу та діагностики може допомогти передбачити й запобігти потенційним проблемам, ще більше продовживши термін експлуатації систем зберігання енергії.

Як спроектувати комерційну систему зберігання енергії відповідно до вимог застосування

Розробка комерційної системи накопичення енергії – це складний процес, який включає кілька ключових кроків і технологічних рішень, які забезпечують ефективну відповідність системи вимогам застосування та критеріям ефективності.

1. Виявлення сценаріїв застосування:

   Визначення первинних послуг: Перший крок включає в себе визначення основних послуг, які надаватиме система, наприклад зменшення пікових навантажень, перенесення навантаження та резервне живлення. Для різних програм можуть знадобитися індивідуальні рішення для зберігання енергії.

2. Визначення показників ефективності:

   Потужність та енергоспоживання: Визначте максимальну потужність і ємність зберігання енергії, необхідні системі.

   Ефективність: Розгляньте ефективність перетворення енергії системи, щоб мінімізувати втрати під час передачі енергії.

   Цикл життя: Оцініть очікувану тривалість циклів заряду-розряду на день, тиждень або рік, що має вирішальне значення для економічної ефективності.

3. Вибір технології:

   Технології зберігання: Виходячи з показників продуктивності, виберіть відповідні технології накопичення, наприклад літій-іонні батареї, свинцево-кислотні батареї, проточні батареї або стиснене повітря. Кожна технологія пропонує унікальні переваги та підходить для різних операційних потреб. Наприклад, літій-іонні батареї забезпечують високу щільність енергії та тривалий термін служби, що робить їх ідеальними для потреб тривалого зберігання енергії.

4. Проектування системи:

   Конфігурація та інтеграція: Розробіть фізичне розташування та електричні з’єднання системи для забезпечення ефективної взаємодії з мережею, іншими джерелами енергії та навантаженнями.

   Контроль і управління: Включайте такі системи, як системи керування батареями (BMS), системи управління енергією (EMS) та інвертори для підтримки оптимальної продуктивності системи. Ці системи балансують напругу, температуру, струм, стан заряду та загальний стан системи.

5. Оцінка системи:

   Тестування продуктивності: Проведіть комплексне тестування, щоб перевірити продуктивність системи за різних умов навантаження та мережі.

   Гарантія надійності: Оцініть довгострокову надійність і стабільність системи, включно з керуванням температурою, прогнозуванням часу роботи акумулятора та можливостями реагування на надзвичайні ситуації.

   Аналіз економічної вигоди: Аналіз загальних економічних переваг системи, включаючи енергозбереження, зниження витрат на електроенергію, участь у мережевих послугах (наприклад, реагування на попит) і подовжений термін служби мережевої інфраструктури.

Розробка комерційних систем накопичення енергії вимагає цілісного розгляду технологічних, економічних і екологічних факторів, щоб гарантувати, що система забезпечує очікувану продуктивність і віддачу під час експлуатації.

Розрахунок витрат і вигод

Вирівняна вартість зберігання (LCOS) — це загальний показник, який використовується для оцінки вартості та цінності систем зберігання енергії. Він враховує загальні витрати протягом усього терміну служби, поділені на загальний обсяг виробленої енергії протягом усього терміну експлуатації. Порівняння LCOS з потенційними потоками доходів або економією коштів допомагає визначити економічну доцільність проекту зберігання.

Інтеграція з фотовольтаїкою

Комерційні системи зберігання акумуляторів можуть бути інтегровані з фотоелектричними (PV) системами для створення сонячних і накопичувальних рішень. Ці системи зберігають надлишок сонячної енергії для подальшого використання, збільшуючи енергоспоживання власними силами, знижуючи витрати та забезпечуючи надійне резервне живлення. Вони також підтримують мережеві послуги, такі як регулювання частоти та енергетичний арбітраж, що робить їх економічно ефективним і екологічним варіантом для бізнесу.

Висновок

Комерційні системи накопичення енергії стають дедалі життєздатнішими та привабливішими в міру впровадження технологічних досягнень і політики підтримки. Ці системи пропонують значні переваги, включаючи економію коштів, підвищену стійкість і покращену інтеграцію відновлюваних джерел енергії. Розуміючи компоненти, застосування та переваги, підприємства можуть приймати обґрунтовані рішення, щоб використовувати весь потенціал комерційних систем зберігання енергії.

Спеціальні комерційні системи зберігання енергії Kamada Power OEM ODM, Зверніться до Kamada Powerдля отримання пропозиції