Sistem za skladištenje energije - Novo središte energije
Usred globalnog trenda prema tranziciji energije, sustavi za skladištenje energije postali su ključna sila u ovoj transformaciji, igrajući nezamjenjivu ulogu. Obnovljivi izvori energije kao što su vjetar i solarna snaga, iako čisti i neiscrpni, imaju prirodnu slabost - nestabilnu proizvodnju električne energije. Povedite solarna energija kao primjer, kada noću nema svjetlosti, bit će prekinuta stvaranje električne energije; Energija vjetra se također može varirati od vremena do vremena zbog promjena u veličini vjetra. U ovom su trenutku sistem za pohranu energije poput "Super Power Bank", skladištenje energije kada postoji višak i oslobađajući ga kada nema dovoljno, učinkovito rješavanja povremenih i fluktualnih problema obnovljivih izvora energije i uvelike poboljšavajući efikasnost iskorištavanja energije.
Prema relevantnim podacima, nakon uvođenja sistema za pohranu energije, stopa korišćenja obnovljive energije u nekim površinama povećala se za više od 15%, a pojavu za smanjenje vjetra i solarnog moći značajno se smanjio. Zauzimanje vjetroelektrane na sjeverozapadnoj Kini kao primjer, prije nego što je opremljen sistemima za skladištenje energije, izgubljena je velika količina električne energije zbog nestabilnosti energije vjetra, sa stopom napuštanja vjetra čak 15%. Nakon instaliranja sistema za pohranu energije, stopa za odvlačenje vjetra smanjena je na 5%, značajno poboljšavajući efikasnost iskorištavanja energije. Sistemi za pohranu energije također su prikazali izvanredne performanse u balansiranju napajanja i potražnje i ublažavanje pritiska mreže. Tokom vršne potrošne potrošnje električne energije, sustav za pohranu energije oslobađa pohranjenu električnu energiju kako bi nadopunio nedovoljnu snagu električne energije; Tokom perioda male potrošnje električne energije može pohraniti i višak električne energije za izbjegavanje energiju. Istraživanje je pokazalo da tehnologija skladištenja energije može smanjiti vrhunsko opterećenje snage snage za 10% -15%, učinkovito poboljšanje stabilnosti električne mreže.
Iz tih podataka i primjera nije teško vidjeti da efikasnost sistema za skladištenje energije direktno utječe na to mogu li u potpunosti igrati svoju ulogu i imati dubok utjecaj na proces transformacije energije. Stoga se uvrštava u faktore koji utječu na efikasnost sistema za pohranu energije i pronalaženjem učinkovitih metoda optimizacije postali su hitan zadatak u energetskom polju.
Višedimenzionalna analiza efikasnosti sistema za pohranu energije
Učinkovitost sistema za pohranu energije u jednostavnim pojmovima odnosi se na omjer izlazne energije za unos energije tokom procesa skladištenja i oslobađanja energije. Ovaj omjer može izgledati jednostavno, ali sadrži ogromnu energetsku misteriju i je osnovni pokazatelj za mjerenje performansi sistema za pohranu energije. Igra ključnu ulogu u području skladištenja i korištenja energije.
Iz perspektive poboljšanja efikasnosti korištenja energije, efikasnost sistema za skladištenje energije direktno određuje stupanj gubitka energije tokom procesa skladištenja i konverzije. Što je veća efikasnost, što je manji gubitak energije tokom skladištenja i puštanja i više energije mogu se efikasno iskoristiti, poboljšati efikasnost korištenja cjelokupnog energetskog sustava. U nekim vjetroelektranama i fotonaponskim elektranama opremljene efikasnim sistemima za pohranu energije, efikasnost korišćenja energije povećala se za 20% -30%, što znači više vjetra i solarne energije pretvarati u korisnu potrošnju električne energije, smanjujući energetski otpad.
Učinkovitost sistema za pohranu energije također je presudna za osiguranje stabilne opskrbe energijom. U sustavu elektroenergetskog sustava stalno se mijenja potražnja opterećenja, a sistem za pohranu energije je poput "stabilizatora". Kroz efikasne procese punjenja i pražnjenja pohranjuje električnu energiju tokom male potražnje i oslobađa električnu energiju tokom visoke potrošnje, efikasno uravnoteženje napajanja i potražnje i osiguravanje stabilnosti napajanja. Prema relevantnim podacima, kada se efikasnost sistema za pohranu energije poveća za 10%, indeks stabilnosti električne mreže može se poboljšati za 15% -20%, uvelike smanjujući vjerojatnost napajanja i neravnotežama energije.
Ključni faktori koji utječu na efikasnost
Na efikasnost sistema za pohranu energije utječe mnoštvo isprepletenih faktora, koji djeluju zajedno poput preciznih zupčanika o radu sistema za pohranu energije. Dozvolite nam da se u ove ključne faktore dubine.
(1) Faktor baterije
Kao osnovna komponenta sistema za pohranu energije, performanse baterija ima odlučujući utjecaj na efikasnost sistema za pohranu energije. Različite vrste baterija imaju značajne razlike u učinkovitosti zbog svojih hemijskih karakteristika i strukturalnog dizajna. Litijum jonske baterije su visoko favorizirane u mnogim aplikacijama za pohranu energije zbog visoke gustoće energije i visokog punjenja i izvršavanja efikasnosti, sa punjenjem i efikasnošću pražnjenja obično dosežu 90% {{1}%. Iako su olovne kiseline baterije sazlim tehnologijom i niskim troškovima, njihova gustina energije je mala i njihova efikasnost punjenja i ispuštanje je relativno niska, obično između 75% i 85%.
Pored vrste baterije, faktori kao što su starenje baterije, temperature i punjenja punjenja mogu imati značajan utjecaj na efikasnost baterije. Kako se vrijeme upotrebe povećava, hemijske reakcije unutar baterije dovest će do gubitka elektroda i smanjenje performansi, na taj način umanjem punjenja i ispuštanje efikasnosti baterije. Studije su pokazale da kada se baterija ciklusi do 1 0 00 puta, njeno punjenje i izvršavanje efikasnosti mogu se smanjiti za 5% {2}}%. Performanse baterija je takođe vrlo osjetljiva na promjene temperature. U visokim ili niskim temperaturnim okruženjima, unutarnji otpor baterija povećat će se, što dovodi do povećanog gubitka energije i smanjenu efikasnost. Kada je temperatura ispod 0 stepeni, efikasnost punjenja i pražnjenja litijum-jonskih baterija mogu se smanjiti za 20% {6}}%. Prekomjerna stopa ispuštanja punjenja može pogoršati grijanje na bateriju, utječući na vijek trajanja baterije i efikasnost. Kada stopa ispuštanja punjenja dostigne 2c, efikasnost baterije može se smanjiti za 10% {9}}%.
(2) Faktori pretvorbe snage
Pretvarač skladištenja energije (PCS) je ključna oprema za postizanje izmjeničnog pretvorbe električne energije. Tokom procesa pretvorbe električne energije, računari neizbježno stvaraju određene gubitke energije, što direktno utječe na ukupnu efikasnost sistema za pohranu energije. Trenutno je efikasnost računara na tržištu uglavnom između 95% i 98%. Iako se efikasnost računara postepeno poboljšava sa kontinuiranim napredovanjem tehnologije, još uvijek postoji neka soba za poboljšanje. Optimiziranjem dizajna kruga i usvajanja novih električnih uređaja, gubitak energije računara može se dalje smanjiti i njegova efikasnost konverzije može se poboljšati. Istraživački tim poboljšao je topološku strukturu računara, povećavajući svoju efikasnost pretvorbe za 2% -3%, efikasno poboljšavajući ukupne performanse sistema za pohranu energije.
(3) električni priključci i faktori kruga
U sistemima za skladištenje energije, gubitak energije događa se kada struja prođe kroz kablove i sklopke zbog prisutnosti otpora. Prema Jouleovom zakonu, toplina nastala strujom prolaska kroz dirigent proporcionalna je kvadratu trenutne, otpornosti dirigenta i trajanje struje. U velikim sistemima za skladištenje energije, zbog velike struje, čak i ako je gubitak otpora relativno mali, ne može se zanemariti kada se akumulira. U 1 0 MW Spremnik energije, ako je linijski otpor 0,1 ω, a struja je 1000A, gubitak energije na sat doseže 100kWh, što je značajan utjecaj na efikasnost sistema za pohranu energije.
(4) Čimbenici potrošnje energije pomoćne opreme
Sistemi za skladištenje energije oslanjaju se na pomoćnu opremu kao što su klimatizacijski i rashladni sustavi za održavanje stabilnog rada tokom rada. Ovi pomoćni uređaji troše određenu količinu električne energije tijekom rada, na taj način imituje ukupnu efikasnost sistema za pohranu energije. Pogotovo u visokotemperaturnim okruženjima, kako bi se osiguralo normalan rad baterija i drugih uređaja, potrošnja energije klimatizacijskih sustava značajno će se povećati. Tokom visokotemperaturnog razdoblja ljeti, potrošnja energije klima uređaja u određenoj elektrani za skladištenje energije može činiti 30% -40% ukupne potrošnje energije, što ima značajan negativan utjecaj na efikasnost sistema za pohranu energije.
(5) Dizajn i faktori strategije dizajna sistema i kontrole
Razumni dizajn sistema i optimizirani strategije kontrole mogu minimizirati gubitak energije i poboljšati efikasnost sistema za pohranu energije. Precizno predviđajući cijene električne energije i promjene opterećenja, optimiziranje strategija punjenja i pražnjenja, sustavi za skladištenje energije mogu se naplaćivati tijekom niskih cijena električne energije i pražnjenim tijekom visokih cijena električne energije, čime se maksimiziraju ekonomske koristi. U međuvremenu, razumni dizajn disipacije topline i optimizacija sistema upravljanja baterijama može učinkovito smanjiti temperaturu baterije i poboljšati efikasnost baterije. Određeno poduzeće usvojilo je inteligentni kontrolni sustav za dinamički prilagodbu punjenja i pražnjenja sistema za pohranu energije na temelju cijena u stvarnom vremenu i opterećenje podataka, što je poboljšalo efikasnost sistema za pohranu energije za 8% -10%, uz smanjenje operativnih troškova.
Strategije optimizacije za poboljšanje efikasnosti
(1) Smjer tehnološke inovacije
Na putu tehnološke inovacije poboljšanje tehnologije baterije nesumnjivo je ključni proboj u povećanju efikasnosti sistema za pohranu energije. Posljednjih godina baterije solidne države privukle su mnogo pažnje kao visoko obećavajuću novu tehnologiju baterije. U usporedbi s tradicionalnim tečnim baterijama, čvrste baterije koriste čvrste elektrolite, koje imaju veću gustoću energije, brže punjenje i brzinu pražnjenja i bolju sigurnost. Istraživanje je pokazalo da se gustoća energije čvrstih državnih baterija može povećati za 30% -50% u odnosu na tradicionalne litijum-jonske baterije, što znači da baterije sa čvrstim državom mogu pohraniti više energije i imaju manje gubitka energije i veću efikasnost tokom punjenja i pražnjenja. Trenutno mnoge istraživačke institucije i preduzeća povećavaju svoje ulaganje u istraživanje i razvoj čvrstih državnih baterija. Neki proizvodi sa čvrstim državnim baterijama ušli su u eksperimentalnu fazu i očekuje se da će postići komercijalnu prijavu u narednih nekoliko godina, dovodeći kvalitativni skok u poboljšanje efikasnosti sistema za pohranu energije.
Nadogradnja pretvorbe za pohranu energije (PCS) je važan smjer za poboljšanje efikasnosti sistema za pohranu energije. Uz kontinuirani razvoj tehnologije elektronike električne energije, nove vrste električnih uređaja i kontrolnih algoritmi i dalje se pojavljuju. Električni uređaji za električni uređaji Silicon Carbide (Sic) imaju prednosti poput visokog napona, niskog otpora i karakteristike visokog frekvencije. U usporedbi s tradicionalnim električnim uređajima na bazi silikona, oni mogu značajno smanjiti gubitak energije PC-a u procesu pretvorbe električne energije i poboljšanju efikasnosti konverzije. Neki računari koristeći silicijumske karbidne uređaje postigli su efikasnost pretvorbe od preko 98%, što je 2-3 postotni bodovi veći od tradicionalnih računara. Optimiziranje algoritma kontrole PC-a, kao što su korištenje algoritma za kontrolu inteligentnog MPPT-a (maksimalno praćenje napajanja) može preciznije pratiti maksimalnu točku napajanja fotonaponske matrice, poboljšati brzinu korištenja i indirektno poboljšati efikasnost sistema za pohranu energije.
(2) Optimizacija dizajna sistema
Iz perspektive dizajna sustava, razumna selekcija i izgled opreme važne su veze u smanjenju gubitka energije i poboljšanju efikasnosti sistema za pohranu energije. U pogledu odabira baterije potrebno je sveobuhvatno razmotriti faktore kao što su vrsta baterije, kapaciteta, punjenja i pražnjenja karakteristika, vijek trajanja i troškova. Za neke scenarije aplikacija koji zahtijevaju visoku gustoću energije, poput električnih vozila i prijenosnih elektroničkih uređaja, litijum-jonske baterije idealan su izbor; Za neke scenarije skladištenja energije u velikoj mjeri, kao što su rešetka, poput skladištenja i distribuiranog skladištenja energije, jeftine baterije poput olovnih baterija i protočnih baterija imaju određene prednosti. U pogledu rasporeda opreme, potrebno je skratiti dužinu kablova što je više moguće kako bi se smanjio gubitak energije uzrokovanog otpornošću na liniju. Postavite bateriju i računare u blizini tereta da biste smanjili gubitak energije tokom trenutnog mjenjača. Razumni dizajn disipacije topline je takođe presudan. Dobra disipacija topline može smanjiti radnu temperaturu baterija i uređaja i poboljšati njihovu performansu i efikasnost. Koristeći tehnologiju tečnosti tečnosti, u odnosu na tradicionalno hlađenje zraka, može efikasnije smanjiti temperaturu baterije i poboljšati punjenje baterije i efikasnost pražnjenja.
Optimiziranje strategija kontrole je ključ za postizanje efikasnog rada sistema za pohranu energije. Uvođenjem inteligentnog sistema kontrole, strategije punjenja i pražnjenja sistema za pohranu energije mogu se dinamički prilagoditi na temelju informacija u stvarnom vremenu kao što su cijene električne energije, opterećenja i statusa baterije, postizanje maksimalnih ekonomskih koristi i efikasnosti. Tokom perioda niske cijene električne energije, sustavi za pohranu energije naplaćuju se malim napajanjem za smanjenje gubitka energije tokom postupka punjenja; Tokom vršne razdoblja cijena električne energije, pražnjenje na većem snagu za poboljšanje ekonomske efikasnosti. Prema statusu u stvarnom vremenu baterije, kao što je preostala snaga, zdravstvena stanja itd., Dinamički podešavanje parametara punjenja i pražnjenja kako ne bi izbegavalo preplaćivanje i prepuštanje baterije, produžite vijek trajanja baterije i poboljšajte efikasnost sistema za pohranu energije.
(3) Jačanje operativnog upravljanja
Jačanje operativnog upravljanja važno je jamstvo za osiguranje efikasnog rada sistema za pohranu energije. Praćenje u stvarnom vremenu Operativni status sistema za pohranu energije može pravovremeno otkriti potencijalne probleme i greške, poduzmiti odgovarajuće mjere za rješavanje njih, izbjegavanje problema od eskaliranja i na taj način poboljšati pouzdanost i efikasnost sistema za pohranu energije. Instaliranjem inteligentnih uređaja za nadgledanje, praćenje parametara baterije kao što su napon, struje, temperaturu, soc (stanje nakupljenosti) i korištenje tehnologije za analizu i predviđanje podataka o praćenju, a nemojte se unaprijed prepoznati problemi poput starenja baterije i neuspjeh.
Redovno održavanje i održavanje su također ključni za osiguranje efikasnog rada sistema za pohranu energije. Redovno testiranje, balansiranje i održavanje baterija mogu proširiti svoj životni vijek i poboljšati njihovu performansu i efikasnost. Redovito pregledajte, čistite i održavajte računare i drugu opremu kako biste osigurali njihov normalan rad i smanjili gubitak energije uzrokovane neuspjehom opreme.
Jačanje obuke osoblja, poboljšanje profesionalnih vještina i nivoa upravljanja operatera, takođe je od velikog značaja za povećanje efikasnosti sistema za skladištenje energije. Operatori moraju biti upoznati sa principom radom, operativnim procedurama i tačkima održavanja sistema za pohranu energije i moći pravilno upravljati i održavati sistem za skladištenje energije kako bi se izbjegao gubitak energije i kvar na opremu uzrokovane nepravilnom radom. Ojačati sigurnosnu obuku za operatere, poboljšati njihovu sigurnost svijesti i osigurati siguran rad sistema za pohranu energije.