Что такое аккумуляторная система хранения энергии?

A Аккумуляторная система хранения энергии (BESS)представляет собой специализированный типСистема хранения энергии (ESS). Он работает путем объединения нескольких перезаряжаемых батарей для хранения солнечной, ветровой или электрической энергии, которую затем можно высвободить при необходимости. По сути, оно функционирует как зарядное устройство для портативного телефона, за исключением того, что его источник питания предназначен не для мобильных устройств, а для целых домов, магазинов или даже фабрик.

Используется ли в качествеДомашняя солнечная система мощностью 20 кВт.или крупномасштабного проекта-масштаба сети, BESS играет активную роль в интеграции возобновляемой энергии в сеть, а также в сглаживании пиковых нагрузок и заполнении впадин.

Полноценная аккумуляторная система хранения энергии состоит не только из батарей; он также включает в себя несколько других важных компонентов. Этими основными компонентами являются:

• Батарейные модули LFP, которые на самом деле хранят энергию.
• PCS (система преобразования энергии), который преобразует электричество между постоянным и переменным током, позволяя нормально использовать солнечную, ветровую или накопленную электроэнергию в сети или в домашних хозяйствах.
• Система управления батареями, который защищает аккумуляторы от перезарядки, чрезмерной-разрядки, перегрева и других потенциальных проблем.
• Система энергоменеджмента, который определяет, когда заряжать, а когда разряжать, помогая пользователям более эффективно использовать энергию.

Системы хранения энергии на батареях могут сильно различаться по размеру.

• Небольшие системы могут хранить всего несколько киловатт{0}}часов, что подходит для домашнего или жилого использования.
• Крупные системы могут хранить сотни тысяч киловатт{0}}часов, обеспечивая хранение энергии в масштабе-сетевого масштаба для целых регионов.

Эта универсальность делает их пригодными для широкого спектра применений, будь то дома, коммерческие помещения или промышленные зоны.

Самая большая ценность А.БЕССзаключается в хранении электроэнергии, когда предложение превышает спрос, и высвобождении ее, когда спрос высок. Это не только повышает эффективность использования энергии, но также гарантирует бесперебойную работу энергосистемы в периоды пиковой нагрузки или непредвиденных событий, предотвращая региональную нехватку электроэнергии или массовые отключения электроэнергии.

как работает аккумуляторная система хранения энергии?

Аккумуляторная система хранения энергии похожа на гигантский банк супермощности. Он может собирать электроэнергию из сети или возобновляемых источников, таких как солнечная и ветровая энергия, хранить ее, а затем высвобождать, когда энергия необходима.

1. Три основных шага

• Зарядка (накопитель энергии):Когда электроэнергии много или она дешевая, например, в солнечные дневные часы или ночью в не-пиковые часы, система поглощает электроэнергию и сохраняет ее в виде химической энергии в элементах батареи.
• Управление (мониторинг):У системы есть «мозг», называемыйСистема управления батареями(BMS), которая постоянно контролирует состояние аккумулятора, чтобы предотвратить перегрев или чрезмерную зарядку/разрядку.
• Разрядка (высвобождение энергии):Когда электричества не хватает, оно дорогое или во время внезапного отключения электроэнергии, батарея преобразует химическую энергию обратно в электричество и доставляет ее в дома, на заводы или в сеть.

2. Основные компоненты

Для завершения описанного выше процесса аккумуляторная система хранения энергии обычно включает в себя следующие ключевые компоненты:

• Батарейные модули:Сердце хранилища энергии, обычно состоящее из тысяч литий-ионных-элементов.
• Система преобразования мощности (ПК/инвертор):Критическое устройство. Батареи хранят электроэнергию в виде постоянного тока (DC), а освещение и сеть используют переменный ток (AC). Инвертор обеспечивает двунаправленное преобразование постоянного и переменного тока.
• Система управления батареями (BMS):Отвечает за безопасность аккумуляторов, контроль напряжения, тока и температуры.
• Система энергоменеджмента (EMS):Управляет принятием решений-. Он определяет, когда взимать плату, когда продавать электроэнергию и как оптимизировать расходы или получить экологические выгоды.

Как BESS помогает эффективно интегрировать солнечную и ветровую энергию?

Система хранения аккумуляторной энергии (BESS) может сыграть важную вспомогательную роль при интеграции солнечной и ветровой энергии в энергосистему. Если вы подключите солнечную или ветровую энергию напрямую к сети, может возникнуть множество неожиданных проблем, решить которые может быть довольно сложно.

Каковы два основных преимущества BESS?

• Высокая эффективность преобразования энергии: большая часть потребляемой электроэнергии может эффективно храниться и высвобождаться с помощью BESS с минимальными потерями энергии.
• Скорость реакции на уровне миллисекунд-: BESS может реагировать на изменения в сети за очень короткое время (от тысячных долей секунды до нескольких миллисекунд). Если реакция будет недостаточно быстрой, это может привести к колебаниям напряжения, нестабильности сети или даже перебоям в подаче электроэнергии.

Как аккумуляторная система хранения энергии может выполнять сдвиг по времени-энергии?

Сдвиг энергии по времени-означает "перемещение" электроэнергии из одного периода времени в другой для использования. Иногда энергия, вырабатываемая ветром и солнцем, нестабильна, что может привести к избытку электроэнергии.

В таких случаях BESS может хранить избыточную электроэнергию, вырабатываемую солнечной или ветровой энергией, и высвобождать ее, когда электроэнергии недостаточно. Это помогает устранить несоответствие между сроками производства возобновляемой энергии и пиковым спросом на электроэнергию.

Например, в будние дни люди днем ​​работают, но вечером потребление электроэнергии увеличивается. В некоторых регионах это может привести к недостаточному электроснабжению. В это время солнечная энергия, накопленная BESS в течение дня, может быть эффективно использована.

Как BESS может поддерживать стабильность сети в экстремальных погодных условиях?

Скорость ветра и интенсивность солнечного света колеблются в зависимости от погоды, что приводит к изменению выработки электроэнергии. Если это электричество напрямую подается в сеть, это может привести к таким проблемам, как нестабильность напряжения.

BESS может быстро сгладить эти колебания уровня мощности и обеспечить относительно стабильную и равномерную выработку электроэнергии, гарантируя надежность подачи электроэнергии в сеть. Это помогает поддерживать нормальное напряжение и частоту, предотвращая любые негативные воздействия на электрооборудование или безопасность сети.

Как BESS может предоставлять вспомогательные услуги, такие как регулирование частоты и аварийный запуск?

BESS позволяет более легко и безопасно подключать энергию ветра и солнца к сети посредством различных вспомогательных функций, таких как черный запуск, адаптация к микросети и быстрое сглаживание пиковых нагрузок.

• Регулирование частоты. Частота сети может иногда колебаться из-за дисбаланса между спросом и предложением. BESS может быстро выделять или поглощать электричество для поддержания стабильности частоты.
• Черный старт: когда в сети происходит полное обесточивание, BESS может запуститься независимо и обеспечить начальную мощность сети, позволяя ей постепенно возобновить работу.

Другими словами, BESS не только хранит энергию, но и действует как «аварийная батарея», обеспечивая питание во время критических ситуаций или колебаний.

Какими способами BESS может принести вам дополнительный доход?

BESS не только делает выработку ветровой и солнечной энергии более стабильной и сокращает потери электроэнергии, но также может приносить дополнительный доход за счет вспомогательных услуг и-переноса разрядов во времени.

Сокращение потерь электроэнергии и увеличение доходов от генерации

Когда выработка электроэнергии внезапно превышает спрос или становится нестабильной, энергосистема может потребовать от электростанции снизить или временно остановить выработку для обеспечения безопасности и стабильности. Любая электроэнергия, вырабатываемая сверх того, что может принять сеть, остается «неиспользованной» и тратится впустую. BESS может хранить эту избыточную электроэнергию и высвобождать ее при необходимости, сокращая отходы и увеличивая доходы от производства электроэнергии.

Участие на рынке вспомогательных услуг для получения дополнительного дохода

BESS может предоставлять такие услуги, как регулирование частоты и сглаживание пиковых нагрузок, которые обеспечивают экономическую отдачу. Например, при установлении цен на электроэнергию во время--использования BESS может разряжаться в периоды пиковых цен, чтобы получать более высокую прибыль.

Модульная конструкция для масштабируемого расширения

Мощность BESS может быть расширена по мере необходимости в соответствии с размером различных солнечных и ветряных электростанций, что обеспечивает гибкое и масштабируемое развертывание.

Как можно использовать BESS в жилых, коммерческих и промышленных целях для собственного-потребления солнечной энергии и снижения пиковых нагрузок?

Жилые, коммерческие и промышленныеАккумуляторные системы хранения энергиивсе они работают по принципу накопления энергии и высвобождения ее по требованию, адаптации к солнечному-потреблению и сокращению пиковых нагрузок. Однако различия в спросе на электроэнергию и сценариях использования приводят к появлению разных подходов для каждого типа.

Что касается собственного потребления солнечной энергии,-все три типа аккумулируют избыточную электроэнергию, вырабатываемую солнечными панелями и ветряными турбинами в течение дня, что позволяет устранить непостоянство фотоэлектрической энергии и обеспечить доступность электроэнергии в пасмурные или безветренные периоды.

Для пикового бритьяжилой БессОсновное внимание уделяется сглаживанию пиков спроса на электроэнергию в домохозяйствах и сокращению счетов за электроэнергию. Коммерческая BESS в первую очередь направлена ​​на снижение эксплуатационных расходов торговых центров, офисных зданий и аналогичных объектов, а также на снижение затрат на модернизацию трансформаторов. Industrial BESS предназначен для обеспечения непрерывного электропитания производственных линий, работающих в течение длительного периода времени, при этом гибко разряжая его для снижения пиковых нагрузок и обеспечения стабильной работы производственного оборудования.

Бытовая аккумуляторная система хранения энергии

Как это поддерживает самопотребление солнечной энергии-?

Четкие стандарты совместимости

Жилой БЭССразмер и конструкция соответствуют выходной солнечной энергии иежедневное потребление электроэнергии среднестатистическими домохозяйствами. Это гарантирует, что семьи смогут использовать как можно больше-солнечной энергии, вырабатываемой самостоятельно, вместо того, чтобы полностью полагаться на сеть.

Зарядка и разрядка со сдвигом по времени-

BESS для жилых помещений обеспечивает «зарядку и разрядку со смещением-по времени», разумно распределяя электроэнергию в зависимости от характера использования и уровня выработки солнечной энергии. Конкретно:

• Днем при обильном солнечном свете: Солнечная энергия сначала используется для непосредственного питания работающих бытовых приборов, таких как холодильники и телевизоры. Любая избыточная электроэнергия сохраняется в домашней системе хранения энергии.
• Ночью, ранним утром или пасмурными/дождливыми днями с недостаточным солнечным светом.: Когда солнечной генерации недостаточно, BESS высвобождает накопленную электроэнергию, чтобы обеспечить нормальную работу таких приборов, как освещение и водонагреватели.

Эффективное использование в дневное время и надежное резервное копирование в ночное время

• Интеллектуальная оптимизация: Некоторые BESS, оснащенные интеллектуальными системами управления, могут гибко регулировать коэффициенты зарядки и разрядки в зависимости от прогнозов погоды и условий солнечного света. Это позволяет системе хранения лучше дополнять солнечную генерацию, максимизируя эффективность домашнего-потребления солнечной энергии.
• Аварийное резервное копирование: В случае внезапного отключения электроэнергии в жилой сети BESS может выступать в качестве резервного источника питания для питания критически важных приборов, таких как холодильники, освещение и медицинское оборудование, обеспечивая их нормальную работу и сводя к минимуму неудобства, вызванные отключением электроэнергии.

Как BESS в жилых домах достигает пикового бритья?

Интеллектуальная корректировка на основе тарифной политики

Во многих регионах на электроэнергию в жилых домах применяется цена--по времени использования (TOU), при которой тарифы на электроэнергию выше в часы пик и ниже в не-часы пик. Бытовая BESS может автоматически регулировать время зарядки и разрядки: она заряжается в часы не-пиковой нагрузки (например, в ночное время), когда тарифы низкие, и разряжается в часы пик (например, в дневное время или в периоды интенсивного домашнего использования), когда тарифы высоки, тем самым снижая затраты на электроэнергию.

Разрядка в периоды пикового использования в домашних условиях

Пик потребления электроэнергии в домах обычно приходится на вечер, с момента, когда жители возвращаются домой с работы, до времени сна. В этот период широко используется бытовая техника, солнечная генерация практически прекратилась, а тарифы на электроэнергию в сети находятся на самом высоком уровне. Жилая система BESS высвобождает накопленную электроэнергию во время этого окна, эффективно снижая пиковую потребность в электроэнергии и снижая стоимость покупки дорогой сетевой электроэнергии со значительными результатами.

Поддержка устройств-мощной техники

Электричество, вырабатываемое бытовой системой BESS, может удовлетворить эксплуатационные потребности бытовых-мощных бытовых приборов, что дополнительно снижает затраты, связанные с пиковым-часовым потреблением электроэнергии.

Коммерческая аккумуляторная система хранения энергии

Как это поддерживает самопотребление солнечной энергии-?

Коммерческие здания оснащены более крупными солнечными панелями-мощности.аккумуляторы энергии.Такие места, как торговые центры и офисные здания, имеют значительные потребности в электроэнергии, поэтому обычно устанавливают большие массивы солнечных панелей в сочетании с модульными батареями большой-емкости (от 500 до 2000 кВтч). Эти системы могут хранить больше электроэнергии и подавать электроэнергию в течение более длительного времени.

Максимизируйте-использование солнечной энергии на объекте в дневное время.

В дневное время работы торговые центры требуют значительного количества электроэнергии для освещения, центрального кондиционирования, кассовых систем и другого рабочего оборудования. Электроэнергия,-генерируемая с помощью солнечной энергии, имеет приоритет для питания этих «активно используемых устройств». Если солнечная мощность превышает текущий спрос на электроэнергию, избыточная мощность сохраняется в коммерческом BESS.

Непрерывное электроснабжение критически важного оборудования в периоды низкого-трафика или после закрытия

Во второй половине дня, когда пешеходное движение уменьшается и нагрузка на кондиционирование воздуха падает, солнечные панели все еще могут вырабатывать значительное количество электроэнергии.-В этот момент коммерческая система ESS сохраняет избыток энергии. После вечернего закрытия торгового центра холодильные системы хранения (морозильные камеры для хранения продуктов), системы безопасности, камеры наблюдения и сетевое оборудование могут работать с использованием электроэнергии, подаваемой торговым центром.коммерческая система хранения энергии.

Эту электроэнергию не нужно покупать из сети, что помогает коммерческим операторам сэкономить значительные средства.

Как коммерческая ESS достигает максимального снижения нагрузки?

Коммерческие объекты, такие как торговые центры, супермаркеты и офисные здания, несут высокие затраты в периоды пикового спроса на электроэнергию. Используя коммерческую систему BESS, они могут использовать накопленную электроэнергию в часы пик вместо того, чтобы покупать дорогую электроэнергию по пиковому- тарифу. Кроме того, это предотвращает перегрузку оборудования, вызванную внезапными скачками спроса на электроэнергию.

Например: в супермаркетах и ​​торговых центрах часто случаются ситуации, когда внезапный наплыв покупателей в жаркие летние дни заставляет операторов увеличивать мощность охлаждения систем кондиционирования, что приводит к резкому увеличению нагрузки на энергосистему. Это может привести к неожиданным проблемам, таким как отключение оборудования и внезапные отключения электроэнергии.

Промышленная аккумуляторная система хранения энергии

Если завод или индустриальный парк расположен в регионе с обильным солнечным светом круглый год-, оператор может использовать установку BESS большой-промышленной-мощности для хранения избыточной солнечной энергии. Такой подход дает два ключевых преимущества: снижение затрат на электроэнергию и поддержание работы производственного оборудования во время перебоев в подаче электроэнергии. Для регионов с обильным солнечным светом, но нестабильной выработкой электроэнергии это чрезвычайно разумный выбор.

Промышленная ESS – это более масштабная-система со значительно большей пропускной способностью, чем у коммерческих или жилых аналогов.

Обычно его мощность составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч киловатт-часов. Его определение размера соответствует следующим принципам:

• На основе среднесуточного потребления электроэнергии на заводе.
• Учитывая пиковую-разницу в нагрузке в дневное и ночное время
• Плюс дополнительный запас прочности

Это гарантирует, что мощность системы будет соответствовать мощности большого массива солнечных панелей, установленных на крыше завода.

В дневное время: солнечная энергия является приоритетной для производственных линий.

Дневная потребность завода в электроэнергии в основном исходит от автоматизированных производственных линий, холодильного и морозильного оборудования, различных крупных двигателей и механизмов, компрессоров, систем вентиляции и других устройств. Вся электроэнергия,-генерируемая солнечной энергией, используется на-объекте, при этом приоритет отдается питанию этих объектов. Если выходная мощность солнечной энергии превышает текущую потребность, излишки электроэнергии могут храниться в промышленной системе BESS в качестве резервного источника питания.

Какие типы батарей лучше всего подходят для BESS: LFP, тройные или свинцово--кислотные?

Батареи, используемые в аккумуляторных системах хранения энергии (BESS), в основном делятся на три типа: литий-железо-фосфатные (LFP), тройные литиевые и свинцово--кислотные батареи.

Среди них аккумуляторы LFP выделяются как наиболее универсальный и надежный вариант из трех благодаря многочисленным преимуществам, таким как отличные показатели безопасности, длительный срок службы и работа-без обслуживания. Тройные литиевые батареи имеют относительно меньшую безопасность, но имеют выдающуюся плотность энергии, что делает их пригодными для сценариев применения, где пространство и вес строго ограничены, а высокая плотность энергии является главным приоритетом. Свинцово--кислотные аккумуляторы из-за своей низкой стоимости подходят только для краткосрочных-низкочастотных- случаев использования, например в качестве временных аварийных резервных источников питания.

Длясистемы хранения энергиикоторые должны эксплуатироваться в течение многих лет, выбор батарей LFP является оптимальным выбором, хотя конкретный выбор по-прежнему зависит от ваших требований к использованию.

1. Литий-железо-фосфатные батареи (LFP): предпочтительный выбор для большинства сценариев хранения энергии.

• Исключительная безопасность: Принимая кристаллическую структуру оливина, прочные химические связи фосфатных групп наделяют его превосходной термической стабильностью, температура выхода из-под контроля которого превышает 800 градусов. При испытаниях на прокол иглы он выделяет только дым без открытого огня; даже в экстремальных условиях, таких как столкновения или перезарядка, сильное возгорание происходит редко. Между тем, он не содержит тяжелых металлов, что создает низкий риск загрязнения при переработке и соответствует экологическим стандартам, таким как RoHS ЕС.

• Длительный срок службы и низкая общая стоимость жизненного цикла: При глубине разряда 80 % высококачественные аккумуляторы LFP-выдерживают от 6 000 до 8 000 циклов зарядки-разрядки, а некоторые высококачественные-продукты могут даже превышать 10 000 циклов. В среднем при одном цикле в день срок их службы может достигать 10–15 лет. Хотя их первоначальная стоимость выше, чем у свинцово--кислотных аккумуляторов, чрезвычайно низкая частота замены и затраты на техническое обслуживание делают их наиболее экономически-эффективным выбором для длительного-временного использования.

• Высокая адаптация к окружающей среде и постоянно оптимизируемая плотность энергии: Они могут стабильно работать в широком диапазоне температур от -20 до 60 градусов, адаптируясь к различным климатическим условиям. Благодаря структурным инновациям, таким как технология Cell to Pack (CTP), плотность энергии системы может быть дополнительно улучшена. Например, Blade Battery от BYD увеличивает плотность энергии системы до 180 Втч/кг за счет исключения модульных конструкций, что не только отвечает требованиям к емкости различных сценариев хранения энергии, но также обеспечивает гибкую установку.

2. Тройные литиевые батареи: подходят для сценариев хранения энергии, требующих высокой плотности энергии.

• Значительное преимущество в плотности энергии: Их плотность энергии колеблется от 200 до 300 Втч/кг, что намного выше, чем у LFP и свинцово-кислотных батарей. Это преимущество позволяет им обеспечивать большую-мощность при небольшом объеме и легком весе, что делает их пригодными для использования в мобильном оборудовании для хранения энергии или в небольших коммерческих сценариях хранения энергии со строгими ограничениями по пространству, таких как системы хранения энергии для дронов и высококлассные мобильные коммерческие объекты.

• Низкая безопасность и высокие затраты на техническое обслуживание: Их слоистая структура приводит к слабой термической стабильности. Когда содержание никеля превышает 60%, риск термического разгона значительно возрастает. Некоторые тройные литиевые батареи (например, NCM811) выделяют дым за 1,2 секунды, взрываются и сгорают в течение 3 секунд при испытаниях на прокалывание иглой при максимальной температуре 862 градусов. Хотя такие технологии, как нано-покрытие, могут повысить безопасность, они значительно увеличат затраты на производство и обслуживание аккумуляторной системы.

• Умеренный срок службы: При DOD 80% срок службы составляет от 2500 до 3500 циклов, а срок службы от 8 до 10 лет. Частая глубокая разрядка ускорит деградацию емкости; в практических приложениях глубину разряда часто необходимо ограничивать менее чем 70%, чтобы продлить срок службы, что снижает фактическую доступную электрическую энергию батареи.

3. Свинцово--кислотные аккумуляторы: подходят только для краткосрочных-сценариев хранения энергии с низким-потреблением.

• Низкая первоначальная стоимость и гарантированная базовая безопасность: Среди трех типов аккумуляторов они имеют самую низкую первоначальную стоимость покупки. Их химические реакции относительно стабильны, и они не склонны к тепловому выходу из-под контроля, возгоранию или взрыву. Они являются жизнеспособным вариантом для сценариев временного аварийного хранения энергии с ограниченным бюджетом, таких как резервное питание для временных строительных площадок и небольших временных коммерческих точек.

• Низкая плотность энергии и большой вес: Их плотность энергии составляет всего от 30 до 50 Втч/кг. Например, свинцово-кислотная аккумуляторная система мощностью 10 кВтч весит более 300 кг, что более чем в три раза превышает вес аккумуляторной системы LFP той же емкости. Это приводит к высоким затратам с точки зрения места для установки, транспортировки и развертывания.

• Короткий срок службы и высокая общая стоимость: Обычные свинцово--кислотные батареи имеют срок службы всего 300–500 циклов, а даже гелевые свинцово-кислотные-батареи могут достигать лишь 800–1200 циклов. Срок их службы обычно составляет от 2 до 5 лет, и при ежедневной езде на велосипеде их необходимо заменять каждые 1–2 года. Кроме того, у них возникают такие проблемы, как утечки, коррозия и высокая скорость саморазряда-, что требует регулярного обслуживания. Эти факторы приводят к гораздо более высокой общей стоимости при длительном-использовании по сравнению с литий-ионными батареями.

• Значительные экологические опасности: Они содержат токсичные вещества, такие как свинец и серная кислота. Неправильная утилизация или неэффективная переработка могут привести к серьезному загрязнению почвы и воды, что не соответствует требованиям к низкому-углероду и защите окружающей среды, предъявляемым к современным хранилищам энергии, что приводит к все более узким сценариям применения.

Каков срок службы BESS и какое обслуживание он требует?

срок службы аккумуляторной системы хранения энергии (BESS)обычно составляет от 10 до 15 лет и более, в основном в зависимости от типа батареи, циклов зарядки-разрядки и условий эксплуатации. Среди всех типов батарей свинцово--кислотные BESS имеют самый короткий срок службы, а литий-железо-фосфатные (LFP) BESS — самый длительный. Кроме того, для обеспечения стабильной работы и продления срока службы BESS требуется система технического обслуживания полного-цикла, включающая ежедневный мониторинг, профилактические проверки, контроль состояния аккумуляторов и диагностику неисправностей.

фосфат лития-железаБЕСС

В настоящее время это самый распространенный тип. Среди них срок службы LFP BESS составляет 10 - 15 лет. При глубине разряда (DOD) 80 % продукты высокого качества - могут подвергаться 6000 - 10000 циклам зарядки - разрядки. Тройная литиевая батарея BESS на основе - имеет более короткий срок службы, обычно 8 - 10 лет, с 2500 - 3500 циклами зарядки - разрядки при 80 % DOD, а частая глубокая разрядка еще больше ускоряет снижение ее емкости.

Свинцовая - кислота BESS

Он имеет очевидные ограничения по сроку службы. Обычные свинцово-кислотные - аккумуляторы имеют только 300 - 500 циклы зарядки - разрядки, и даже коллоидные свинцово-кислотные - аккумуляторы могут выдерживать только 800 - 1200 циклов с общим сроком службы 2 - 5 лет. Практический пример показывает, что клапанная - свинцовая - кислотная батарея BESS с регулируемым клапаном - работала непрерывно около 11,5 лет до замены, что немного превышает первоначальный ожидаемый срок службы 8 - лет.

Требования к техническому обслуживанию BESS

• Ежедневное текущее обслуживание: Сначала проведите визуальный осмотр, например осмотр контейнера BESS на наличие вмятин, отслаивания краски и признаков протечки компонентов аккумулятора. Затем кратко проверьте ключевые системы: убедитесь, что в систему вентиляции поступает беспрепятственный поток воздуха, и убедитесь в отсутствии ослабленных соединений в соединениях электрических компонентов. Кроме того, записывайте основные рабочие данные, такие как температура и напряжение аккумулятора, чтобы заложить основу для последующего анализа производительности.

• Регулярное углубленное обслуживание -: Еженедельно уделяйте внимание проверке электрической системы. Используйте профессиональные инструменты, чтобы определить, стабильны ли ток и напряжение системы преобразования энергии, и проверить соединение связи между системой управления энергопотреблением и каждым компонентом. Ежемесячно или ежеквартально проводите углубленное обслуживание -. Сюда входит анализ постоянства напряжения разомкнутой цепи - и внутреннего сопротивления постоянного тока всего аккумуляторного блока, очистка воздуховодов для отвода тепла и фильтров преобразователя, а также калибровка системы управления батареями (BMS) для реализации балансировки ячеек и предотвращения неравномерного старения ячеек батареи. Кроме того, регулярно проверяйте систему противопожарной защиты, например проверяя чувствительность пожарных датчиков и эффективность огнетушащих веществ -.

• Специальное обслуживание, ориентированное на исправность аккумулятора -: Строго контролировать условия эксплуатации аккумулятора. Поддерживайте батарею в оптимальном диапазоне температур 15 - 30 градусов. Избегайте перезарядки, чрезмерной - разрядки и чрезмерного циклического использования и строго соблюдайте рекомендованный производителем предел DOD. Используйте интеллектуальные алгоритмы зарядки для поддержания стабильных циклов зарядки --разрядки. В то же время создайте систему инвентаризации запасных частей для ключевых компонентов, таких как аккумуляторные модули. При обнаружении отдельных устаревших или неисправных аккумуляторных модулей своевременно заменяйте их, чтобы они не влияли на общую работу системы.

• Устранение неполадок и оптимизация системы: При распространенных проблемах принимайте целенаправленные меры. Если дисбаланс ячеек возникает из-за разной степени старения, выполните операции калибровки BMS и балансировки ячеек; Если в системе возникают сбои связи, вызванные сбоями программного обеспечения, обновите прошивку и проверьте проводку связи. Кроме того, ведите подробные записи технического обслуживания всех операций. Отслеживайте ключевые показатели эффективности, такие как эффективность поездок туда и обратно - и доступность оборудования. Анализируйте коренные причины сбоев и соответствующим образом оптимизируйте цикл обслуживания и элементы, чтобы постоянно совершенствовать систему обслуживания.

Каков принцип работы BESS и как функционируют BMS и PCS?

Основная рабочая логика BESS заключается в преобразовании электрической энергии в химическую энергию для хранения с помощью аккумуляторной батареи, а затем преобразовании химической энергии обратно в электрическую энергию для подачи энергии, когда возникает спрос на электроэнергию, тем самым балансируя спрос и подачу электроэнергии.

В ходе этого процесса он опирается на сотрудничество нескольких компонентов.

Среди них BMS (система управления аккумулятором) действует как «личный управляющий» аккумуляторной батареи, отвечающий за-мониторинг состояния батареи в режиме реального времени, обеспечивая ее безопасную работу и продлевая срок службы. PCS (система преобразования энергии), с другой стороны, функционирует как «преобразователь электрической энергии» и выполняет основную задачу двунаправленного преобразования между электрической энергией переменного тока (AC) и постоянного тока (DC).

Принцип работы BESS

• Процесс зарядки: Когда возобновляемые источники энергии, такие как солнечная и ветровая энергия, вырабатывают избыток электроэнергии или когда в энергосистеме имеется избыточная энергия в периоды не-пикового спроса, эта электроэнергия передается в BESS. На этом этапе система преобразования мощности (PCS) сначала преобразует входной переменный ток (AC) в постоянный ток (DC). Затем мощность постоянного тока подается в аккумуляторную батарею, и посредством химических реакций внутри батарей электрическая энергия преобразуется в химическую энергию для стабильного хранения. Например, во время зарядки литий-ионных аккумуляторов ионы лития извлекаются из положительного электрода, мигрируют через электролит и интеркалируются в отрицательный электрод, завершая процесс накопления энергии.
• Процесс разгрузки: Когда выработка возобновляемой энергии недостаточна, электросеть испытывает пиковый спрос или сценарии удаленной работы от-сети требуют электропитания, химическая энергия, хранящаяся в аккумуляторном блоке, преобразуется обратно в электрическую энергию (в виде постоянного тока) посредством обратных химических реакций. PCS затем преобразует эту мощность постоянного тока в мощность переменного тока, соответствующую стандартам частоты и напряжения сети, которая впоследствии передается в электросеть или напрямую подается на различные электрические нагрузки для обеспечения стабильного энергоснабжения. Кроме того, когда частота сети колеблется, BESS может быстро заряжать или разряжать, чтобы регулировать частоту, поддерживая стабильность сети.

Функции БМС

• Комплексный мониторинг состояния: он собирает в реальном времени-данные, такие как напряжение, ток и температура каждого элемента батареи и модуля. Между тем, он точно оценивает состояние заряда батареи (SOC) и состояние работоспособности (SOH) с помощью алгоритмов, обеспечивая четкое понимание «емкости хранения энергии» и степени старения батареи.
• Управление балансировкой батареи: Из-за незначительных внутренних различий между отдельными элементами батареи после длительного-использования может возникнуть неравномерное распределение заряда, что может привести к перезарядке или чрезмерной-разрядке некоторых элементов. BMS использует технологию активной или пассивной балансировки для поддержания одинаковых уровней напряжения на всех последовательно-подключенных батареях, избегая влияния «бочкового эффекта» на общую производительность аккумуляторной батареи.
• Предупреждение и защита по безопасности: При обнаружении аномальных условий, таких как перенапряжение, пониженное напряжение, перегрузка по току или перегрев, немедленно активируются защитные действия,-такие как отключение цепи зарядки и разрядки или активация аварийных процедур, таких как отключение модуля-, чтобы предотвратить несчастные случаи, такие как вздутие батареи или возгорание.
• Передача данных и взаимодействие: Он загружает все собранные данные о батарее в систему управления энергопотреблением (EMS) и получает инструкции, выданные EMS, обеспечивая поддержку данных для формулирования стратегий зарядки и разрядки всей системы хранения энергии.

Функции PCS (системы преобразования энергии)

• Двунаправленное преобразование переменного-постоянного тока: Это его основная функция. Во время зарядки он преобразует мощность переменного тока из сети или возобновляемых источников энергии в мощность постоянного тока, отвечающую требованиям зарядки аккумулятора. Во время разрядки он преобразует выходную мощность постоянного тока батареи в мощность переменного тока, которая удовлетворяет потребности в подключении к сети или работе электрооборудования, с эффективностью преобразования от 97% до 98%.
• Точный контроль мощности: он может гибко регулировать величину и направление зарядки и разрядки в соответствии с инструкциями EMS. Например, во время пикового спроса на электроэнергию он может быстро разряжаться при заданной мощности для пополнения энергии сети; во время зарядки вне-пиковой нагрузки он также может контролировать мощность, чтобы избежать воздействия на сеть.
• Адаптация и защита сети: при выдаче переменного тока частота, амплитуда и фаза напряжения строго соответствуют сети, чтобы гарантировать, что стабильность сети не будет нарушена после подключения. Между тем, если обнаружены отключение электропитания сети, аномальное напряжение или неисправность-на стороне аккумулятора, система может быстро отключить цепь, обеспечивая двойную защиту самой АСУ ТП, аккумуляторной батареи и электросети.

Как BESS поддерживает удаленные промышленные районы посредством отключения-сетевого питания и стабилизации напряжения?

Системы аккумуляторного хранения энергии поддерживают удаленные промышленные районы с помощью двух основных функций: автономного электропитания и стабилизации напряжения.

В сценариях автономного электроснабжения BESS обычно образует гибридную систему с возобновляемыми источниками энергии, такими как солнечная и ветровая энергия, или традиционными дизельными генераторами. Он хранит излишки электроэнергии, вырабатываемой возобновляемыми источниками энергии, и высвобождает их, когда их выработка недостаточна. Это не только снижает зависимость от высоких-загрязнений и дорогостоящих-дизельных электростанций, но также обеспечивает непрерывное энергоснабжение критически важных промышленных производственных процессов.

Что касается стабилизации напряжения, BESS обеспечивает скорость отклика на уровне миллисекунд-, что позволяет ему быстро поглощать или подавать мощность для устранения колебаний напряжения, вызванных запуском-промышленного оборудования или нестабильной выработкой возобновляемой энергии. Моделируя инерцию вращения с помощью передовых алгоритмов, он компенсирует присущую возобновляемым источникам энергии недостаточную стабильность, тем самым поддерживая стабильность напряжения самостроящихся микросетей в отдаленных промышленных районах.

Выкл.-Сетевое электроснабжение: обеспечение непрерывного электроснабжения промышленного производства

• Формирование гибридных систем в дополнение к возобновляемым источникам энергии:Большинство отдаленных промышленных территорий, таких как горнодобывающие предприятия и перерабатывающие заводы, не подключены к основной электросети. BESS часто комбинируется с солнечной и ветровой энергией, образуя гибридные системы, такие как «солнечная энергия + аккумулирование» и «ветер + аккумулирование». Когда солнечный свет или ветер благоприятны, а выработка возобновляемой энергии превышает промышленный спрос, BESS сохраняет излишки электроэнергии. В ночное время (при отсутствии солнечного света), в периоды слабого ветра или внезапного падения выработки возобновляемой энергии BESS разряжается для питания производственного оборудования, такого как шахтные дробилки и реакторы электролитических никелевых заводов, решая проблему прерывистого энергоснабжения от возобновляемых источников энергии. Например, все районы добычи никеля и угля в Индонезии используют такие гибридные системы для удовлетворения-высокой потребности в электроэнергии для производства.

• Сотрудничество с дизельными генераторами для оптимизации структуры энергетики:В некоторых удаленных промышленных сценариях, где возобновляемой энергии недостаточно для удовлетворения основных потребностей в электроэнергии, BESS может формировать системы «солнечная + аккумулирование + дизельное топливо» или «ветер + аккумулирование + дизельное топливо» с дизельными генераторами. BESS берет на себя задачу сокращения пиков нагрузки и заполнения впадин: она высвобождает накопленную электроэнергию в периоды пиковой нагрузки, сокращая время работы и нагрузку дизель-генераторов. Это, в свою очередь, снижает затраты на топливо и выбросы загрязняющих веществ, что представляет собой значительное улучшение по сравнению с традиционной моделью, в которой отдаленные промышленные районы полагаются исключительно на дизельные генераторы для электроснабжения.

• Модульная конструкция для гибкого развертывания:BESS промышленного-класса обычно упаковывается в стандартные контейнеры. Например, продукты Cummins BESS помещаются в 10-футовые или 20-футовые контейнеры стандарта ISO, что обеспечивает возможность установки по принципу «подключи-и работай». Такая модульная конструкция облегчает транспортировку и развертывание в отдаленных промышленных районах с суровыми условиями и неудобной транспортировкой. Его также можно гибко расширять в зависимости от масштаба производства промышленной зоны — будь то небольшой горнодобывающий объект или большой удаленный промышленный парк, его можно подобрать с помощью подходящей конфигурации электропитания.

Стабилизация напряжения: поддержание стабильной работы промышленных микросетей

• Быстрое реагирование на колебания напряжения:Внезапный запуск-или остановка крупного промышленного оборудования, такого как электродуговые печи и промышленные котлы в отдаленных промышленных зонах, может вызвать внезапные изменения нагрузки и провалы напряжения. BESS может реагировать в течение миллисекунд, быстро подавая питание в микросеть для подавления колебаний напряжения. Например, при запуске шахтной дробилки BESS может быстро регулировать мощность, чтобы предотвратить падение напряжения. По сравнению с 5–10 секундами, необходимыми для настройки традиционных дизельных генераторов, быстрое реагирование BESS эффективно позволяет избежать производственных потерь, вызванных нестабильностью напряжения.

• Компенсация недостаточной инерции в сетях возобновляемой энергетики:Традиционные электростанции, работающие на ископаемом топливе, полагаются на вращающиеся турбины для хранения кинетической энергии, которая может смягчать колебания напряжения и частоты. Однако солнечной и ветровой энергетике не хватает этой вращательной инерции, что делает микросети в отдаленных промышленных районах, которые полагаются на возобновляемые источники энергии, склонными к нестабильности напряжения. BESS моделирует инерционные характеристики традиционных электростанций с помощью усовершенствованных алгоритмов управления. Быстро подавая или поглощая энергию, он уравновешивает изменения напряжения, вызванные нестабильной выработкой возобновляемой энергии, поддерживая стабильную работу микросети. Исследование Лиссабонского университета показывает, что добавление BESS мощностью 10 МВт к сети 50 МВт может снизить отклонения частоты (тесно связанные со стабильностью напряжения) до 50% во время внезапных скачков нагрузки.

• Стабилизация напряжения при переключении сети при неисправности:Некоторые отдаленные промышленные районы подключены к слабым магистральным электросетям. При возникновении аномалий напряжения или перебоев в подаче электроэнергии в основной сети BESS может переключиться в режим отключения-сети в течение миллисекунд, выступая в качестве резервного источника питания для критических производственных нагрузок и гарантируя, что падение напряжения не повлияет на основные производственные звенья. Эта возможность плавного переключения позволяет избежать перерывов в производстве, вызванных внезапными сбоями напряжения, обеспечивая стабильность промышленных производственных процессов.

Связанная статья:Сколько солнечных батарей необходимо для питания дома?

Каковы тенденции стоимости BESS на 2025 год, включая стоимость батареи LCOE и LFP за кВтч?

В 2025 годуАккумуляторные системы хранения энергиипокажет общую значительную тенденцию снижения затрат. В качестве основной технологии хранения энергии литий-железо-фосфатные батареи (LFP) будут постоянно снижать затраты на интеграцию элементов и систем: средняя цена элемента упадет ниже 0,0624 доллара США за ватт-час, а стоимость интеграции системы можно будет контролировать в диапазоне от 0,0970 до 0,1524 доллара США за ватт-час.

Между тем, благодаря таким факторам, как снижение стоимости систем хранения энергии и повышение эффективности интеграции, приведенная стоимость энергии (LCOE) проектов хранения энергии, таких как интеграция солнечных-хранилищ энергии, приблизится к от 0,0485 до 0,0554 долларов США за киловатт-час. Снижение затрат в основном обусловлено множеством факторов, включая рационализацию цен на сырье, технологические итерации и модернизацию, а также крупномасштабное-производство.

• Устойчивое снижение стоимости сотовой связи: В 2024 году цена на литий-железо-фосфатные аккумуляторные элементы (LFP) уже упала до 0,0582 доллара США за ватт-час, а к 2025 году средняя цена упадет ниже 0,0624 доллара США за ватт-час. Эта тенденция в основном обусловлена ​​двумя ключевыми факторами: с одной стороны, цены на добываемое сырье, такое как карбонат лития, упали с пиковых значений 2023 года до уровня 1385,6 долларов США за метрическую тонну. Между тем, зрелость таких технологий, как добыча лития из соленых озер и переработка аккумуляторов, повысила стабильность поставок сырья, снизив ценовое давление на сырье. С другой стороны, ведущие предприятия, такие как CATL и BYD, значительно расширили производство, создав эффект масштаба, который снижает себестоимость единицы продукции. В настоящее время цены массового производства аккумуляторных элементов LFP от основных производителей концентрируются в диапазоне от 0,0624 до 0,0899 долларов США за ватт-час.

• Синхронная оптимизация затрат на системную интеграцию: В 2025 году стоимость интеграции систем хранения энергии LFP будет контролироваться на уровне примерно от 0,0970 до 0,1524 доллара США за ватт-час. Распределение затрат выглядит следующим образом: на аккумуляторные элементы приходится от 60% до 70% общей стоимости системы, на систему управления батареями (BMS) приходится от 10% до 15%, а на интеграцию PACK (включая структурные компоненты и управление температурным режимом) приходится от 15% до 20%. Применение таких технологий, как Cell to Pack (CTP) и Cell to Chassis (CTC), позволило сократить использование структурных компонентов, повысить плотность энергии и еще больше снизить затраты на интеграцию. Кроме того, значительно возросший уровень локализации ключевого оборудования, такого как BMS и системы преобразования энергии (PCS), также способствовал снижению затрат на системную интеграцию.

• Изменения приведенной стоимости энергии (LCOE): В 2025 году LCOE полного-жизненного цикла проектов по интеграции солнечных-хранилищ составит примерно от 0,0485 до 0,0554 долларов США за киловатт-час. Это достижение достигается за счет двойного снижения стоимости фотоэлектрических (PV) модулей и систем хранения энергии: ожидается, что средняя цена фотоэлектрических модулей упадет ниже 0,1247 долларов США за ватт в 2025 году, а в сочетании с оптимизацией затрат на системы хранения энергии LFP это значительно снизило общую LCOE. интеллектуальных систем управления энергопотреблением еще больше оптимизировало энергопотребление, косвенно снизив LCOE. Для некоторых систем хранения энергии LFP с возможностью длительного-цикла LCOE за цикл может даже упасть ниже 0,0277 долларов США за киловатт-час, что обеспечивает высокую экономическую рентабельность в таких сценариях, как регулирование частоты со стороны сети-и использование возобновляемых источников энергии для хранения энергии.

Заключение

Аккумуляторные системы хранения энергиипревратились из традиционных решений резервного электроснабжения в краеугольный камень глобальной инфраструктуры чистой энергии. Благодаря постоянному совершенствованию литий-железо-фосфатных батарей (LFP) и аккумуляторных инверторов (PCS) на основе карбида кремния (SiC)- BESS теперь охватывает приложения от бытовых систем мощностью 20 кВт до крупномасштабных-проектов, подключенных к сети-.

Они играют жизненно важную роль в обеспечении энергетической стабильности, контроле затрат и обеспечении масштабируемой интеграции солнечных и ветряных электростанций. Как таковой,БЕССоказать решающую поддержку глобальному стремлению к чистым-нулевым выбросам.

Ищете экономичную-систему хранения энергии для своего предприятия или дома?Свяжитесь с coow, чтобы получить самую свежую и самую свежую-информацию.

Часто задаваемые вопросы

Какой размер БЕСС (5-20кВт для дома/20-200кВт Бизнес) Нужен ли мнеСолнечная интеграция?

Это зависит от вашего ежедневного потребления электроэнергии, пиковой нагрузки и от того, используете ли вы возобновляемые источники энергии (например, солнечную энергию). Домашние системы обычно имеют мощность 5–20 кВт (идеально подходят длясолнечное самопотребление-), тогда как предприятия/небольшие промышленные объекты часто используют 20–200 кВт дляпиковое бритье.

Как долго длитсяСистема хранения аккумуляторов LFPПоследний? (4000-12000 циклов)

BESS обычно длится 10–15 лет.Аккумуляторы ЛФПсрок службы 4 000–12 000 циклов (один из самых долговечных-вариантов). Правильный температурный контроль и регулярный мониторинг продлевают срок службы.

Каковы преимущества BESS?Интеграция солнечной и ветровой возобновляемой энергии?

Храните избыточную энергию в периоды пикового солнечного света/ветра, обеспечивайте резервное питание в ночное время, сокращайте счета за счетпиковое бритьеи сократить выбросы углекислого газа.

Сколько стоит20КВТ БЕСССтоимость заДомашнее использование солнечной энергииВ 2025 году?

Стоимость зависит от типа батареи - 20кВт.ЛФП БЕССобычно относится к средней стоимости 2025 года в размере 0,08 доллара за ватт, при этом общие затраты варьируются в зависимости от компонентов и установки.

ЯвляетсяАккумулятор ЛФПЛучший выбор дляСетевое-масштабируемое хранилище энергии?

Да -аккумуляторы LFP'высокая безопасность (температура выхода из-под контроля 270 градусов), длительный срок службы и экономическая эффективность делают их предпочтительным вариантом длясетка-масштабируемое хранилище.

связанный:

Четыре крупнейших китайских производителя систем хранения энергии в 2025 году