Prema globalnoj klimatskoj krizi, zamjena fosilnih goriva čistom energijom postala je temeljni put čovječanstvu za postizanje ciljeva neutralnosti ugljika. Međutim, s kontinuiranim povećanjem udjela nestabilnog vjetra i solarne čiste energije povezane s električnom mrežom, ona predstavlja ogromne izazove za stabilan rad električne mreže. Tehnologija skladištenja energije rješava problem prostorne i vremenske neravnoteže u čistoj energiji vjetra i solarne energije, osigurava siguran i stabilan rad mreže napajanja i tvori novu vrstu elektroenergetskog sustava s osnovnom strukturom "skladištenja opterećenja izvorne mreže", postajući važna podrška čovječanstvu za postizanje održivih energetskih rješenja.
Gledajući unaprijed u industriju skladištenja energije 2025. godine, kontinuirano pojavljivanje rješenja za integraciju sustava glavna je tema koja prolazi i preko korisničke strane i na stranu izvorne mreže. Kako integrirati ključne komponente kao što su baterije, pretvarači za pohranu energije (PCS), sustavi za upravljanje baterijama (BMS) i sustavi upravljanja energijom (EMS) kroz učinkovita rješenja za maksimiziranje gospodarstva i sigurnosti sustava postali su prvi princip razvoja industrije. Složeni oblik proizvoda za pohranu energije u kompleksnim načinima primjene postavio je temelj za revoluciju tehnologije integracije. Dakle, pitanje je, kakvu integracijsku rutu treba odabrati za različite scenarije aplikacije? Kamo će ići budući tehnološki plan puta?
1. Integracija za pohranu energije prve generacije: centralizirano rješenje
Centralizirano skladištenje energije je glavna integracijski put prve generacije u industriji, koja paralelno povezuje više nakupina baterije na istosmjernoj strani i tvori spremnik baterije s BMS -om, sustavom za upravljanje temperaturom, automatskim sustavom zaštite od požara i uređajem za distribuciju AC/DC. U isto vrijeme, u presjeku pretvarača i pojačanja, PCS i Transformer kombiniraju se u spremnik za napajanje, a dva spremnika spojena su DC kabelom.
Zbog prednosti niskih troškova i niskog tehnološkog praga, brzo je zauzeo tržište skladištenja energije i postao je ruta integracije prve generacije glavne integracije energije, uglavnom ciljajući velike stanice za skladištenje energije na izvornoj mreži.
Međutim, nakon velikog broja operacija povezanih s mrežom, centralizirana rješenja suočavaju se i s brojnim problemima. Ovdje moramo ojačati koncept, cijeli troškovi električne energije u životnoj ciklusu, na koji utječu dva osnovna faktora: cijeli troškovi ulaganja u životnoj ciklusu i cijeli životni ciklus propusnosti električne energije. Najveći problem s centraliziranim rješenjima je nemogućnost postizanja optimalnog kapaciteta propusnosti punog životnog ciklusa.
Nakon paralelnog spajanja baterija na istosmjernoj strani, zbog razlika u električnim performansama između različitih baterija, svaka baterija možda neće biti u potpunosti napunjena ili ispuštena, što također može uzrokovati ozbiljne probleme s cirkulacijom. Kako bi se izbjegle pitanja sigurnosti sustava uzrokovane cirkulacijom, tijekom punjenja i pražnjenja rezervirat će se 10% -tni maržu, što smanjuje dubinu skladištenja i pražnjenja. U smislu dizajna disipacije topline, spremnici obično koriste 1-2 centralizirani klima uređaji i zahtijevaju duže zračne kanale, što rezultira niskom učinkovitošću hlađenja i velikim temperaturnim razlikama unutar spremnika. To pogoršava nedosljednost ćelija baterija i smanjuje broj ciklusa sustava. Za postupak pretvorbe, postoji mnogo grupira baterija spojenih na jedno računalo, a nakon što se dogodi greška, gubitak kapaciteta je značajan, što utječe na učinkovitost sustava. Smanjenje propusnog kapaciteta snage punog životnog ciklusa znači da centralizirana rješenja mogu održavati dobru ekonomsku učinkovitost samo smanjenjem troškova. Međutim, smanjenje troškova također donosi više sigurnosnih problema. Do sada je većina elektrana za skladištenje energije koje su naišle na sigurnosne probleme također prihvatila centralizirana rješenja. Istodobno, iz perspektive rada i održavanja, velike montažne kabinske jedinice zauzimaju veliko područje, imaju lošu fleksibilnost, ne podržavaju miješanje novih i starih baterija i imaju poteškoće u nadopunjavanju snage. Ovi problemi će postupno postati vidljivi u kasnijem procesu rada.
U ovoj fazi, industrija skladištenja energije i dalje slijedi optimalne troškove ulaganja, a smanjenje troškova temeljni je faktor tehničkog razmatranja. Razlozi za to su dvostruki: prvo, nejasan model profita skladištenja energije, i drugo, činjenica da je većina projekata nova raspodjela energije i skladištenja, a mnoge su elektrane usmjerene na postizanje odgovarajućih ciljeva.
2. Integracija za pohranu energije druge generacije: distribuirano rješenje
Osnovni razlog propusnog kapaciteta male snage tijekom cijelog životnog ciklusa centraliziranih otopina zapravo je nedosljednost baterijskih ćelija. Ako svaki baterijski paket nije precizno kontroliran, neizbježno će dovesti do smanjenja dubine skladištenja, učinkovitosti sustava i trajanja baterije.
Da bi riješili ovaj problem, svi su razmišljali o povezivanju energetskog optimizatora na svaki modul baterije
Klaster baterije povezan je s DC sabirnicom putem ovog energetskog optimizatora (DC/DC), a zatim je spojen na mrežu putem PCS -a, što je distribuirano rješenje. Od centraliziranog do distribuiranog, cijeli sustav može precizno kontrolirati snagu svakog baterijskog klastera, rješavajući probleme nedovoljnog punjenja, nepotpunog pražnjenja i cirkulirajuće struje uzrokovane paralelnom priključkom na istosmjernoj strani, uvelike poboljšavajući dubinu skladištenja i pražnjenja sustava i osigurati trajanje baterije. Međutim, zbog dodavanja DC/DC modula, troškovi opreme su se povećali, a dvostupanjski pretvarači DC/DC i PC-a imaju smanjenu učinkovitost ciklusa sustava i povećalo vrijeme uklanjanja pogrešaka u mreži.
Na razini fizičke integracije, distribuirano rješenje i dalje prihvaća izgled spremnika, koji ne može postići fleksibilan izgled opreme, izolaciju sigurnosti particije i veliki broj baterija spojenih na pojedinačna računala, a problem značajnog gubitka kapaciteta nakon neuspjeha nije riješen.
Pojavom distribuiranih rješenja, ljudi su se pomaknuli s jednostavno traženja optimalnih troškova ulaganja u ostvarivanje optimalnih troškova električne energije po kilovatskom satu. Cijeli propusni kapacitet snage za život postao je sve važniji, a postupno pojašnjenje modela profita za skladištenje energije također je nadogradilo potražnju industrije s "dovršetka ciljeva distribucije i skladištenja" na "kako ostvariti profit putem elektrana za skladištenje energije".
3. Integracija skladištenja energije treće generacije: distribuirano rješenje
Bilo da se radi o centraliziranom ili distribuiranom rješenju, njegova jezgra je korištenje paralelne konvergencije na istosmjernoj strani, a zatim okretanje kroz računala, što spremnik čini potrebnim fizičkim oblikom. Međutim, nikada nije uspio riješiti probleme niske učinkovitosti sustava i visokih troškova električne energije tijekom čitavog životnog ciklusa. S druge strane, s kontinuiranim porastom razlika u cijeni između industrijske i komercijalne električne energije i brzim porastom distribuiranih fotonaponskih instalacija, počeo se pojavljivati veliki broj zahtjeva korisnika. U ovom trenutku postoji bolna točka nespojivosti između fizičkog oblika kontejnera i složenog terena industrijskih i komercijalnih biljaka. Istodobno, kapacitet baterija kontejnera, koje lako mogu doseći nekoliko MW, ne može odgovarati opterećenju električne energije korisnika. Potrebno nam je fleksibilnije rješenje za integraciju energije kako bismo riješili točke boli u korisničkim sustavima za pohranu energije.
Mali kabinet postao je fizički oblik rješenja za integraciju energije treće generacije energije
Na temelju malog ormara, ako se još uvijek koristi paralelna veza DC, još uvijek je potreban veliki PCS ormar za dovršavanje radova na pretvaraču, koji uključuje dva izdanja. Jedan je da računala velikog kapaciteta zauzimaju veliko područje i imaju visoke zahtjeve za korisničko mjesto, što još uvijek nije prikladno za mnoge scenarije; Druga je točka da je u industrijskom i komercijalnom sektoru, s kontinuiranim promjenama u opterećenju električnom energijom korisnika, potrebno poboljšati fleksibilnost nadopunjavanja energije i operacija ekspanzije. PC -a velikog kapaciteta teško je održati učinkovitost sustava nakon nadopune snage i širenja, a ne mogu zadovoljiti potrebe korisnika u pogledu fleksibilnosti.
Sistematizacija proizvoda postala je temeljni koncept rješenja za integraciju energije treće generacije
Stoga su neki proizvođači predložili da se koriste visoko integrirane klastere baterije, računala, BMS -a i sustava za zaštitu od požara za kontrolu temperature kako bi stvorili integrirane male ormare, što proizvodi čine sustavnim. Korištenjem malih ormara ne samo da se mogu prevladati ograničenja scenarija primjene, već se može postići i fleksibilno širenje, rješavajući problem nadopune moći. Svaki mali ormar kontrolira neovisni BMS i PCS, a dubina pohrane može doseći 100%. Koordinacija visine između PC -a i klastera baterija također se probila kroz nove visine u učinkovitosti sustava.
Distribuirana otopina također imaju značajne proboje u sigurnosti, jer fizički dizajn malih ormara i povećanje točnosti kontrole omogućavaju sustavu da brzo i precizno pronađe problematične baterije u slučaju sigurnosnih rizika. Istodobno, rizik od toplinskog otpada također se kontrolira unutar jednog ormara. Sve dok se poboljšava vatra i eksplozija otpora kabineta, područje udara se može učinkovito smanjiti, omogućujući vatrogascima dovoljno vremena da se nose s požarom. Energija singularnosti bila je prva koja je predložila distribuirana rješenja i sada je postala rastući jednorog u industriji. Različiti proizvođači također su prihvatili distribuirana integracijska rješenja za nove proizvode na korisničkoj strani.
Pojavom integriranih rješenja treće generacije, distribuirani sustavi za pohranu energije ne samo da se široko koriste na korisničkoj strani, već se često koriste i u velikim projektima mrežnih projekata velikih razmjera. Povećanje pohrane i pražnjenja punog životnog ciklusa i pražnjenja, sigurnosti i operativne praktičnosti koje je donio Distributed Solutions učinio je sve više vlasnika i dizajna instituta koji su spremni usvojiti ovaj novi model. Iako može donijeti početna povećanja ulaganja, prednosti punih životnog ciklusa i dalje su bolje od rješenja za kontejnere. Uzimajući autonomnu regiju Ningxia, koja ima najveći porast novog skladištenja energije na strani izvorne mreže 2024. godine, kao primjer, vidjeli smo mjesečno izvješće o skladištu energije koje je objavila Ningxia Power Grid i posjetili mnoge lokalne elektrane za skladištenje energije s institucijama. Sveobuhvatni sati korištenja elektrana pomoću distribuiranih otopina nalaze se u vodećem položaju u tekućem mjesecu, a prosječna učinkovitost konverzije izmjenične strane je preko 90%. Prema povratnim informacijama osoblja na licu mjesta, EPC-a i vlasnika, zbog korištenja distribuiranog sustava, nadzor je postao rafiniraniji i sigurnost je poboljšana. U stvari, osoblje na licu mjesta nije potrebno biti na dužnosti u elektrani, uistinu postižući sveobuhvatni internetski rad i održavanje.
