Wprowadzenie do akumulatorowych systemów magazynowania energii


Zasilanie rezerwowe, po katastrofalnej awarii sieci, akumulatory zapewniają aktywną rezerwę mocy i energii, która może zasilać linie przesyłowe i dystrybucyjne, zapewniać moc rozruchową dla generatorów lub zapewniać częstotliwość odniesienia.


Dekarbonizacja to redukcja emisji dwutlenku węgla i gazów cieplarnianych do atmosfery poprzez wykorzystanie niskoemisyjnych źródeł energii.


Równoważenie/zarządzanie obciążeniem zapewnia obsługę klienta po stronie popytu. Usługi zarządzania obciążeniem obejmują zarządzanie jakością zasilania, niezawodnością zasilania (praca przy podłączeniu do sieci lub mikrosieci), przesunięcie czasowe detalicznej energii elektrycznej, zarządzanie opłatami za popyt oraz maksymalizację zużycia energii odnawialnej, co odnosi się do ładowania systemu magazynowania energii w okresach, gdy energia odnawialna jest największe zużycie energii odnawialnej z systemu akumulatorów, czyli innymi słowy ładowanie energią słoneczną w ciągu dnia i ładowanie wiatrem w okresach silnego wiatru lub w nocy.


Szczytowa pojemność to pojemność baterii dostępna do obsługi największej ilości energii, którą użytkownik końcowy pobiera z sieci w ustalonym okresie czasu.


Ograniczanie szczytów to wyrównywanie szczytów zużycia energii elektrycznej poprzez ładowanie akumulatorów, gdy stawki są niskie i rozładowywanie ich, gdy stawki energii elektrycznej są wysokie.

Napięcia podtransmisyjne to napięcia linii dystrybucyjnej sieci od 4kV do 69kV.


Superkondensator/ultrakondensator to kondensator o dużej pojemności, o wartości pojemności znacznie większej niż inne kondensatory, ale o niższych granicach napięcia, który wypełnia lukę między kondensatorami elektrolitycznymi a akumulatorami. (1


Napięcia transmisyjne to napięcia linii przesyłowych sieci od 138kV do 765kV.


1) https://en.wikipedia.org/wiki/Superkondensator

Przegląd


Aby mieć jasny obraz produktów i usług w zakresie magazynowania energii akumulatorów dostarczanych przez dostawców branżowych, należy mieć podstawową wiedzę na temat roli akumulatorów w systemie magazynowania energii akumulatorów. Służą do magazynowania energii, która zasila inne elementy elektroniczne i/lub elektromechaniczne w celu wytwarzania energii elektrycznej. Komponenty te są używane z akumulatorami w celu stworzenia kompletnego systemu magazynowania energii, który można wdrożyć w całym łańcuchu wartości energii elektrycznej.


Bramka


Sol Donum™ projektuje i produkuje systemy magazynowania energii pod klucz. Niniejszy dokument zawiera wstępne podsumowanie systemów magazynowania energii w akumulatorach oraz sposobu, w jaki wspierają one łańcuch wartości energii elektrycznej („sieć”), od wytwarzania energii elektrycznej do końcowych odbiorców energii elektrycznej. W ten sposób zapewniamy czytelnikowi lepsze zrozumienie tego, co robią nasze produkty i jak główne zastosowania akumulatorów są wykorzystywane do wspierania stabilności operacyjnej sieci.


Co to jest akumulator systemu magazynowania energii Akumulator


System magazynowania energii (BESS) to branżowa ogólna nazwa referencyjna dla zbioru urządzeń, które przechowują energię w akumulatorach, która jest później wykorzystywana, gdy jest to korzystne, i łączy akumulatory z siecią elektryczną. Typowy BESS składa się z następujących elementów:


    Baterie i system zarządzania bateriami; Inwerter lub konwerter mocy dla napięcia prądu przemiennego; rozdzielnice i obwody zabezpieczające; Transformator oraz System Sterowania i Zarządzania.


Korzyści z akumulatorowego magazynowania energii


Ponieważ sieć staje się coraz bardziej zdecentralizowana, użytkownicy mogą korzystać z wielu zastosowań zmagazynowanej energii, co skutkuje dodatnimi zwrotami z inwestycji w obszarach takich jak redukcja emisji dwutlenku węgla, optymalizacja i utrzymanie ciągłości działania (COOP) w przypadku wahań jakości energii lub awarii zasilania. Konkretne korzyści:


    Użytkownicy mieszkaniowi i komercyjni łączący magazynowanie energii z energią słoneczną w celu zarządzania obciążeniem mogą również skorzystać z dostępności zasilania rezerwowego, oszczędności na rachunkach za energię lub zasilania poza siecią. Regulacja częstotliwości, zasilanie rezerwowe lub inne usługi pomocnicze dla mediów. Pojemność zmagazynowana dla OZE może być wykorzystana jako zasilanie rezerwowe, gdy nie ma słońca. Zmniejszenie zmienności produkcji energii odnawialnej poprzez zapewnienie bufora. Zapewnienie wsparcia infrastrukturalnego dla ulotnego ładowania pojazdów elektrycznych. Zmniejszenie lub wyeliminowanie opłat za moc związanych z krótkotrwałym obciążeniem szczytowym.


Łańcuch wartości energii elektrycznej i przechowywanie baterii


Łańcuch wartości energii elektrycznej (znany również jako łańcuch wartości energii elektrycznej) to coś, co jest powszechnie określane jako „sieć”. Składa się z różnych segmentów (wytwarzanie, przesył i dystrybucja energii elektrycznej) w celu zasilenia odbiorców końcowych energii elektrycznej. Rysunek 1 przedstawia różne segmenty łańcucha wartości energii elektrycznej, zastosowania baterii i zastosowanie baterii w każdym segmencie.



Rysunek 1, Łańcuch wartości energii elektrycznej. Zastosowanie i przeznaczenie baterii w każdym segmencie.

Łączenie baterii w łańcuchu wartości energii elektrycznej


Większość akumulatorów to urządzenia wytwarzające energię w postaci prądu stałego (DC), w którym prąd płynie w jednym kierunku. Sieć to przede wszystkim prąd przemienny (AC), w którym prąd płynie w jednym kierunku, a następnie w drugim (główne punkty tranzytowe sieci wykorzystują meganapięcie prądu stałego). Kierunek prądu przemiennego zmienia się 2 razy około 60 razy na sekundę w amerykańskiej sieci energetycznej i 50 razy na sekundę w innych częściach świata, takich jak Europa. Dlatego do konwersji energii z akumulatorów prądu stałego na energię prądu przemiennego z sieci stosuje się wyspecjalizowany sprzęt do konwersji energii


2) https://engineering.mit.edu/engage/ask-an-engineer/whats-the-difference-between-ac-and-dc/

Typy akumulatorów do przechowywania energii


Baterie są najważniejszym, ale nie jedynym elementem systemu magazynowania energii. Baterie przechowują energię, która jest później wykorzystywana do zasilania obciążeń bezpośrednio lub za pośrednictwem urządzeń do konwersji energii, takich jak falowniki DC-AC i DC-DC, AC-to-DC lub AC-to-AC. Akumulatory mogą być mechaniczne (koło zamachowe, magazynowanie wody, system grawitacyjny itp.), Elektrochemiczne (litowo-jonowe, szczelnie kwasowo-ołowiowe itp.)


    Systemy przechowywania baterii litowo-jonowych 3,7 VDC w telefonach komórkowych; Baterie generatorów słonecznych, które wytwarzają kilka kilowatów do zasilania małych urządzeń; Akumulatory litowe i kwasowo-ołowiowe w całym domu, baterie instalacyjne PV; akumulatory 800VDC, 70kWh stosowane w pojazdach elektrycznych, akumulatory centrów danych od kilkuset watów do 10MW, do; Akumulatory obsługujące sieć o napięciu tysięcy woltów o pojemnościach do zakresu gigawatów.


Niezależnie od rozmiaru i typu, koncepcja jest taka sama: akumulatory przechowują energię, która jest później wykorzystywana do zapewnienia zasilania w ciągu sekund, minut, godzin, dni lub dłużej. Rysunek 2 ilustruje typy akumulatorów używane głównie do magazynowania energii w sieci według czasu rozładowania (ilość czasu, przez jaki akumulator może zasilać obciążenie), pojemności magazynowania (ile energii może zmagazynować akumulator) oraz przypadków użycia. Pod względem zastosowania akumulatory litowo-jonowe dominują w zakresie mocy od 1 kW do 10 MW, podczas gdy akumulatory mechaniczne dominują w zakresie mocy od 10 MW do 1 GW.

Rysunek 2, Typy i pojemności baterii. Ilustruje sposób ich wykorzystania oraz ich możliwości zasilania.

Pojemność baterii według aplikacji


Baterie są używane w różnych zastosowaniach w oparciu o metrykę znaną jako rozmiar, waga i moc (SWAP) wraz z napięciem, szybkością rozładowania i ładowania, kosztem, bezpieczeństwem i środowiskiem pracy. Razem te czynniki wpływają na projekt inżyniera przy wyborze akumulatora do zasilania danego obciążenia. Odnosząc się do osi pojemności magazynowania baterii na rysunku 2, począwszy od 1 kW (1000 watów) do 1 GW (1 000 000 000 watów), Tabela 1 przedstawia przykładowe przypadki użycia baterii według pojemności:

Zakres 1 kWh - 5 kWh 5kWh - 10kWh 10kWh - 100kWh 100kWh - 10MWh 10 MWh i więcej
Przypadków użycia generatory słoneczne poza siecią; Moc kampera; Moc pojazdu użytkowego oraz; Moc morska Ograniczanie szczytów domowych systemów fotowoltaicznych, wyrównywanie obciążenia i zasilanie poza siecią. Komercyjne i mieszkaniowe kopie zapasowe, wyrównywanie obciążenia i zasilanie poza siecią. UPS centrum danych; podprzesłanie wsparcia oraz; Kopia zapasowa telekomunikacji Wsparcie podprzesyłania narzędzi i transmisji

Tabela 1, Zastosowania baterii i wykorzystanie w różnych segmentach pojemności pamięci masowej, 1 kWh - 1 GWh.

Wniosek


Baterie stają się coraz bardziej integralną częścią utrzymania jakości, wydajności, zdrowia, skuteczności i stabilności całego łańcucha wartości energii elektrycznej oraz zapewniania magazynowania energii dla mniejszych obciążeń elektrycznych i systemów poza siecią. Import baterii w celu utrzymania stabilności sieci, wspierania dekarbonizacji, decentralizacji sieci i rosnących potrzeb energetycznych oraz obniżenia kosztów energii będzie nadal rósł wraz z zapotrzebowaniem użytkowników końcowych na energię, co sprawi, że technologia ta będzie niezbędna do produkcji i dostarczania energii na całym świecie.


O Sol Donum™


Sol Donum™ (www.soldonum.com) jest założoną w 2019 r. firmą zajmującą się opracowywaniem i integracją technologii energetycznych z siedzibą w USA. Nasze produkty są budowane do pracy w najtrudniejszych warunkach, a nasz dział usług profesjonalnych zapewnia wsparcie inżynieryjne i techniczne w zakresie rozwiązań do przechowywania akumulatorów i zasilania na całym nasza technologia. Wykorzystując nasze unikalne doświadczenie w zakresie systemów IT i systemów energetycznych, nasz wkład w zdecentralizowaną i pozbawioną emisyjności przyszłość energii polega na naszych produktach do magazynowania energii, które zwiększają istniejącą moc elektryczną, działają niezależnie w celu oszczędności kosztów lub zapewniają bezpośrednie zasilanie awaryjne w celu zapewnienia ciągłości operacji. Nasze produkty pasują do przypadków użycia w zakresie od 1,5 kWh do 10 MWh. Czekamy na Twój telefon lub e-mail, aby omówić, w jaki sposób możemy zapewnić przechowywanie baterii dla Twojej organizacji info@soldonum.com.


DUNS: 122232337 | KLATKA: 93ML5 | NAICS: 335911, 335999, 541330 | PSC: 6117, 6130, 6140

Akronimy

A - Ampery

AC - prąd przemienny

BESS - akumulatorowy system magazynowania energii

COOP - Ciągłość operacji

DC - prąd stały

EV - pojazd elektryczny

GW - Gigawaty

GWh - gigawatogodzina

Hz - Hertz KW - Kilowaty

kWh - Kilowatogodziny

LFP - Żelazofosforan litu

LiFePo4 - Fosforan litowo-żelazowy

MW — megawaty MWh — megawatogodziny

ROI — zwrot z inwestycji

SWAP — rozmiar, waga i moc

UPS - zasilacz bezprzerwowy

Share by: