Průvodce komerčními systémy skladování energie

Co jsou komerční bateriové úložné systémy?

100kwh bateriea200kwh baterieKomerční bateriové úložné systémy jsou pokročilá řešení pro ukládání energie určená k ukládání a uvolňování elektřiny z různých zdrojů. Fungují jako velké powerbanky, využívající bateriové sady umístěné v kontejnerech k efektivnímu řízení toku energie. Tyto systémy se dodávají v různých velikostech a konfiguracích, aby vyhovovaly specifickým potřebám různých aplikací a zákazníků.

Modulární designkomerční bateriové úložné systémyumožňuje škálovatelnost s úložnými kapacitami typicky v rozsahu od 50 kWh do 1 MWh. Díky této flexibilitě jsou vhodné pro širokou škálu podniků, včetně malých a středních podniků, škol, nemocnic, čerpacích stanic, maloobchodních prodejen a průmyslových zařízení. Tyto systémy pomáhají řídit požadavky na energii, poskytují záložní napájení během výpadků a podporují integraci obnovitelných zdrojů energie, jako je solární a větrná energie.

Flexibilita modulárních konstrukcí zajišťuje, že tyto systémy lze přizpůsobit tak, aby vyhovovaly konkrétním energetickým požadavkům, a poskytují tak cenově výhodné řešení pro zvýšení energetické účinnosti a spolehlivosti v různých odvětvích.

Komponenty komerčních systémů skladování energie a jejich aplikace

Komerční systémy skladování energiesestávají z několika klíčových komponent, z nichž každá hraje specifickou roli, aby vyhovovala různým potřebám aplikací. Zde je podrobný popis těchto komponent a jejich konkrétních aplikací v reálných scénářích:

1. Bateriový systém:
   • Základní komponenta: Bateriový systém se skládá z jednotlivých bateriových článků, které ukládají elektrickou energii. Lithium-iontové baterie se běžně používají kvůli jejich vysoké hustotě energie a dlouhé životnosti.
   • Aplikace: Při špičce a přesouvání zátěže se bateriový systém nabíjí během období nízké spotřeby elektřiny a vybíjí uloženou energii během špičky, čímž účinně snižuje náklady na energii.
2. Battery Management System (BMS):
   • Funkce: BMS monitoruje stav a výkonnostní parametry baterie, jako je napětí, teplota a stav nabití, čímž zajišťuje bezpečný a efektivní provoz.
   • Aplikace: V záložních napájecích a mikrosíťových aplikacích BMS zajišťuje, že bateriový systém může poskytovat stabilní nouzové napájení během výpadků sítě, což zajišťuje kontinuitu provozu.
3. Invertor nebo Power Conversion System (PCS):
   • Funkce: PCS převádí stejnosměrný proud uložený v bateriovém systému na střídavý proud požadovaný sítí nebo zátěží, přičemž udržuje stabilní výstupní napětí a kvalitu napájení.
   • Aplikace: V systémech připojených k síti umožňuje PCS obousměrný tok energie, podporuje vyrovnávání zátěže a řízení frekvence sítě pro zvýšení spolehlivosti a stability sítě.
4. Systém energetického managementu (EMS):
   • Funkce: EMS optimalizuje a řídí tok energie v rámci úložného systému, koordinuje se se sítí, zátěží a dalšími zdroji energie. Provádí úkoly, jako je špička holení, přesouvání zátěže a arbitráž energie.
   • Aplikace: Při integraci obnovitelné energie zlepšuje EMS předvídatelnost a stabilitu solární a větrné energie optimalizací využití a skladování energie.
5. Obousměrný invertor:
   • Funkce: Obousměrné invertory umožňují výměnu energie mezi bateriovým systémem a sítí podle potřeby a podporují flexibilní řízení energie a autonomní provoz při výpadcích sítě.
   • Aplikace: V mikrosíťových a vzdálených napájecích zdrojích zajišťují obousměrné invertory autonomii systému a spolupracují s hlavní sítí za účelem zvýšení spolehlivosti a udržitelnosti napájení.
6. Transformátor:
   • Funkce: Transformátory upravují úroveň výstupního napětí bateriového systému tak, aby odpovídala požadavkům sítě nebo zátěže, což zajišťuje efektivní přenos energie a stabilitu systému.
   • Aplikace: Ve velkých průmyslových a komerčních energetických aplikacích optimalizují transformátory účinnost přenosu energie a provozní stabilitu systému tím, že poskytují vhodné přizpůsobení napětí.
7. Ochranná zařízení:
   • Funkce: Ochranná zařízení monitorují a reagují na napěťové rázy, zkraty a další anomálie sítě v rámci systému, zajišťují bezpečný provoz a minimalizují poškození zařízení.
   • Aplikace: V integraci do sítě a v prostředích s rychlými změnami zátěže chrání ochranná zařízení bateriový systém a síť a snižují náklady na údržbu a provozní rizika.
8. Chladicí systémy:
   • Funkce: Chladicí systémy udržují optimální provozní teploty pro baterie a invertory, zabraňují přehřátí a snížení výkonu a zajišťují dlouhodobou stabilitu systému.
   • Aplikace: Ve vysokoteplotních prostředích a vysokovýkonových výbojových zátěžích poskytují chladicí systémy potřebnou kapacitu pro odvod tepla, prodlužují životnost zařízení a optimalizují energetickou účinnost.
9. Pokročilé řídicí systémy:
   • Funkce: Pokročilé řídicí systémy se integrují s EMS a BMS pro monitorování a optimalizaci provozu a výkonu celého systému skladování energie.
   • Aplikace: Ve velkých komerčních a průmyslových aplikacích vylepšují pokročilé řídicí systémy odezvu systému a provozní efektivitu prostřednictvím analýzy dat a podpory rozhodování v reálném čase.

Tyto komponenty a jejich aplikace demonstrují kritickou roli a praktické využití komerčních systémů skladování energie v moderním energetickém managementu. Efektivním využitím těchto technologií a strategií mohou podniky dosáhnout úspor energie, snížit emise uhlíku a zvýšit spolehlivost a udržitelnost svého napájení.

Typy komerčních systémů skladování energie

1. Mechanické skladování: Využívá fyzické pohyby nebo síly k ukládání energie. Příklady zahrnují přečerpávací vodní energii (PSH), skladování energie stlačeného vzduchu (CAES) a skladování energie setrvačníku (FES).
2. Elektromagnetické úložiště: Používá elektrická nebo magnetická pole k ukládání energie. Příklady zahrnují kondenzátory, superkondenzátory a zásobníky supravodivé magnetické energie (SMES).
3. Tepelné úložiště: Ukládá energii jako teplo nebo chlad. Příklady zahrnují roztavenou sůl, kapalný vzduch, skladování kryogenní energie (CES) a systémy led/voda.
4. Skladování chemikálií: Přeměňuje a ukládá energii prostřednictvím chemických procesů, jako je skladování vodíku.
5. Elektrochemické skladování: Zahrnuje baterie, které ukládají a uvolňují energii prostřednictvím elektrochemických reakcí. Lithium-iontové baterie jsou nejběžnějším typem používaným v komerčním prostředí kvůli jejich vysoké účinnosti a hustotě energie.

Každý typ úložného systému má své jedinečné výhody a omezení, díky čemuž je vhodný pro různé aplikace a provozní požadavky.

Aplikace komerčních systémů skladování energie

Komerční systémy skladování energie mají různé aplikace, které poskytují ekonomické výhody a přispívají k širším energetickým a ekologickým cílům. Tyto aplikace zajišťují jak úsporu nákladů, tak zvýšení provozní efektivity. Zde je podrobný přehled:

1. Špičkové holení:

   Snižuje poplatky za spotřebu tím, že vybíjí nahromaděnou energii během období vysoké poptávky po energii. Komerční systémy skladování energie uvolňují uloženou energii během období špičkové poptávky po elektřině, čímž snižují poplatky za poptávku pro podniky. To je výhodné zejména pro zařízení s vysokým poměrem špičky k průměru nebo pro zařízení s vysokými poplatky za poptávku, jako jsou školy, nemocnice, čerpací stanice, obchody a průmyslová odvětví.

2. Přesouvání zátěže:

   Uchovává energii v období nízkých cen elektřiny a vybíjí ji, když jsou ceny vysoké, čímž šetří náklady zákazníkům, kteří ji využívají. Tyto systémy ukládají přebytečnou energii v období nízkých cen elektřiny a vybíjejí ji během období cenové špičky. To přináší výhody zákazníkům na základě cen za dobu používání nebo cen v reálném čase. Například hotel na Havaji používal lithium-iontový bateriový systém o výkonu 500 kW/3 MWh k přesunu elektrické zátěže ze dne na noc, čímž ušetřil 275 000 USD ročně.

3. Integrace obnovitelných zdrojů:

   Zvyšuje využití obnovitelných zdrojů energie tím, že ukládá přebytečnou výrobu a v případě potřeby ji uvolňuje. Komerční systémy skladování energie ukládají přebytečnou solární nebo větrnou energii a uvolňují ji během špičky poptávky po energii nebo když je výroba obnovitelné energie nízká. To snižuje závislost na fosilních palivech a snižuje emise skleníkových plynů. Navíc stabilizuje síť, zlepšuje její spolehlivost a bezpečnost.

4. Záložní napájení:

   Poskytuje nouzové napájení během výpadků sítě, zajišťuje kontinuitu podnikání a provozní odolnost. Tyto systémy poskytují záložní napájení během výpadků sítě nebo nouzových situací a zajišťují, že kritická zařízení, jako jsou nemocnice, datová centra a průmyslová zařízení, zůstanou v provozu. Tato schopnost je klíčová pro zařízení, která si nemohou dovolit výpadky proudu.

5. Mikrosíťka:

   Funguje jako nezávislý energetický systém nebo ve spojení s hlavní sítí, zvyšuje spolehlivost a snižuje emise. Komerční systémy skladování energie jsou nedílnou součástí mikrosítí, fungují buď samostatně, nebo jsou připojeny k hlavní síti. Mikrosítě zvyšují spolehlivost místní sítě, snižují emise a zvyšují energetickou nezávislost a flexibilitu komunity.

Tyto aplikace nejenže přinášejí přímé ekonomické výhody, ale také přispívají k širším energetickým a environmentálním cílům, jako je snížení emisí uhlíku a zlepšení stability sítě. Komerční systémy skladování energie tím, že zvyšují energetickou účinnost a snižují provozní rizika, vytvářejí konkurenční výhody a příležitosti pro udržitelný rozvoj v komerčních podnicích i komunitách.

Kapacita komerčních systémů skladování energie

Komerční systémy skladování energie se obvykle pohybují od 50 kWh do 1 MWh a uspokojují různé komerční a komunální potřeby. Volba kapacity závisí na konkrétní aplikaci a požadovaných metrikách výkonu.

Přesné posouzení energetických potřeb a pečlivé plánování jsou zásadní pro stanovení optimální skladovací kapacity pro danou aplikaci, což zajišťuje jak nákladovou efektivitu, tak provozní efektivitu.

Výhody komerčních systémů skladování energie

1. Pružnost
   Komerční systémy pro ukládání energie nabízejí kritické záložní napájení během výpadků a zajišťují, že provoz může pokračovat bez přerušení. To je zvláště důležité pro zařízení, jako jsou nemocnice, datová centra a výrobní závody, kde výpadky proudu mohou vést k významným finančním ztrátám nebo ohrozit bezpečnost. Poskytováním spolehlivého zdroje energie během výpadků sítě pomáhají tyto systémy udržovat kontinuitu provozu a chrání citlivá zařízení před kolísáním napájení.
2. Úspory nákladů
   Jednou z hlavních finančních výhod komerčních systémů skladování energie je schopnost přesunout spotřebu energie z období špičky do období mimo špičku. Náklady na elektřinu jsou často vyšší v době špičky, takže skladování energie v době mimo špičku, kdy jsou sazby nižší, a její používání ve špičce může vést k podstatným úsporám nákladů. Kromě toho se podniky mohou účastnit programů reakce na poptávku, které nabízejí finanční pobídky pro snížení spotřeby energie v obdobích vysoké poptávky. Tyto strategie nejen snižují účty za energii, ale také optimalizují vzorce spotřeby energie.
3. Integrace obnovitelných zdrojů
   Integrace komerčních systémů skladování energie s obnovitelnými zdroji energie, jako je solární a větrná energie, zvyšuje jejich účinnost a spolehlivost. Tyto skladovací systémy mohou zachytit přebytečnou energii generovanou během období vysokého obnovitelného výkonu a uložit ji pro použití, když je produkce nízká. To nejen maximalizuje využití obnovitelné energie, ale také snižuje závislost na fosilních palivech, což vede ke snížení emisí skleníkových plynů. Stabilizací přerušované povahy obnovitelné energie usnadňují skladovací systémy hladší a udržitelnější energetický přechod.
4. Výhody sítě
   Komerční systémy skladování energie přispívají ke stabilitě sítě tím, že vyvažují výkyvy nabídky a poptávky. Poskytují doplňkové služby, jako je regulace frekvence a podpora napětí, které jsou klíčové pro zachování provozní integrity sítě. Tyto systémy navíc zvyšují zabezpečení sítě tím, že poskytují další vrstvy odolnosti proti kybernetickým útokům a přírodním katastrofám. Zavádění systémů skladování energie také podporuje ekonomický růst vytvářením pracovních míst ve výrobě, instalaci a údržbě a zároveň podporuje udržitelnost životního prostředí prostřednictvím snížení emisí a spotřeby zdrojů.
5. Strategické výhody

   Energetická účinnost: Optimalizací využití energie a snížením odpadu pomáhají úložné systémy podnikům dosáhnout vyšší energetické účinnosti, což může vést ke snížení provozních nákladů a snížení uhlíkové stopy.

   Snížení provozního rizika: Spolehlivý záložní zdroj energie snižuje riziko provozních výpadků v důsledku výpadků napájení, čímž minimalizuje potenciální finanční ztráty a zvyšuje celkovou stabilitu podniku.

Životnost komerčních systémů skladování energie

Životnost komerčních systémů skladování energie se liší podle technologie a použití. Obecné rozsahy zahrnují:

• Lithium-iontové baterie: 8 až 15 let
• Redoxní průtokové baterie: 5 až 15 let
• Systémy skladování vodíku: 8 až 15 let

Implementace pokročilých monitorovacích a diagnostických nástrojů může pomoci předvídat a předcházet potenciálním problémům a dále prodloužit provozní životnost systémů pro skladování energie.

Jak navrhnout komerční systém skladování energie podle požadavků aplikace

Návrh komerčního systému skladování energie je složitý proces zahrnující několik klíčových kroků a technologických voleb, aby bylo zajištěno, že systém efektivně splní požadavky aplikace a výkonnostní kritéria.

1. Identifikace scénářů aplikace:

   Definování primárních služeb: První krok zahrnuje specifikaci hlavních služeb, které bude systém poskytovat, jako je špičková ochrana, přesun zátěže a záložní napájení. Různé aplikace mohou vyžadovat přizpůsobená řešení skladování energie.

2. Definování metrik výkonu:

   Výkon a energetické hodnocení: Určete maximální výkon a kapacitu skladování energie požadovanou systémem.

   Účinnost: Zvažte účinnost přeměny energie systému, abyste minimalizovali ztráty během přenosu energie.

   Cyklický život: Vyhodnoťte očekávanou životnost cyklů nabíjení a vybíjení za den, týden nebo rok, což je zásadní pro hospodárnost.

3. Výběr technologie:

   Technologie úložiště: Na základě výkonnostních metrik vyberte vhodné technologie úložiště, jako jsou lithium-iontové baterie, olověné baterie, průtokové baterie nebo úložiště energie stlačeného vzduchu. Každá technologie nabízí jedinečné výhody a je vhodná pro různé provozní potřeby. Například lithium-iontové baterie poskytují vysokou hustotu energie a dlouhou životnost, takže jsou ideální pro požadavky na dlouhodobé skladování energie.

4. Návrh systému:

   Konfigurace a integrace: Navrhněte fyzické uspořádání a elektrické připojení systému, abyste zajistili efektivní interakci se sítí, jinými zdroji energie a zátěží.

   Kontrola a řízení: Začlenění systémů jako Battery Management System (BMS), Energy Management Systems (EMS) a invertory pro udržení optimálního výkonu systému. Tyto systémy vyrovnávají napětí, teplotu, proud, stav nabití a celkové zdraví systému.

5. Hodnocení systému:

   Testování výkonu: Proveďte komplexní testování pro ověření výkonu systému za různých podmínek zatížení a sítě.

   Zajištění spolehlivosti: Posuďte dlouhodobou spolehlivost a stabilitu systému, včetně řízení teploty, předpovědí životnosti baterie a možností reakce na nouzové situace.

   Analýza ekonomického přínosu: Analyzujte celkové ekonomické přínosy systému, včetně úspor energie, snížení nákladů na elektřinu, účasti na službách sítě (např. reakce na poptávku) a prodloužené životnosti infrastruktury sítě.

Navrhování komerčních systémů pro ukládání energie vyžaduje holistické zvážení technologických, ekonomických a environmentálních faktorů, aby bylo zajištěno, že systém bude během provozu poskytovat očekávaný výkon a návratnost.

Výpočet nákladů a přínosů

Levelized Cost of Storage (LCOS) je běžná metrika používaná k hodnocení nákladů a hodnoty systémů skladování energie. Započítává celkové náklady během životnosti dělené celkovým energetickým výstupem za celou dobu životnosti. Porovnání LCOS s potenciálními toky příjmů nebo úsporami nákladů pomáhá určit ekonomickou proveditelnost projektu úložiště.

Integrace s fotovoltaikou

Komerční bateriové úložné systémy lze integrovat s fotovoltaickými (PV) systémy a vytvořit tak solární a úložná řešení. Tyto systémy ukládají přebytečnou solární energii pro pozdější použití, čímž zvyšují vlastní spotřebu energie, snižují poplatky za spotřebu a poskytují spolehlivou záložní energii. Podporují také síťové služby, jako je regulace frekvence a energetická arbitráž, což z nich činí nákladově efektivní a ekologicky šetrnou volbu pro podniky.

Závěr

Komerční systémy pro skladování energie se stávají stále životaschopnějšími a atraktivnějšími s pokrokem technologií a implementací podpůrných politik. Tyto systémy nabízejí významné výhody, včetně úspor nákladů, zvýšené odolnosti a lepší integrace obnovitelných zdrojů energie. Díky porozumění komponentám, aplikacím a výhodám mohou podniky činit informovaná rozhodnutí, jak využít plný potenciál komerčních systémů skladování energie.

Vlastní komerční systémy skladování energie Kamada Power OEM ODM, Kontaktujte Kamada Powerpro Získejte cenovou nabídku