Centralizirane i strujne tehnološke rute za pohranu energije imaju različite uloge u sustavima za pohranu energije, a svaka ima jedinstvene prednosti i ograničenja.
Centralizirana tehnologija skladištenja energije
Prednost
Upravljačka logika je jednostavna: paketi baterija centraliziranog sustava za pohranu energije izravno su povezani u seriju kako bi formirali klaster baterija, a zatim su spojeni paralelno na jedan ili nekoliko velikih pretvarača za pohranu energije (PCS) preko DC strane. Ova struktura čini kontrolni sustav relativno pojednostavljenim, lakim za upravljanje i održavanje.
Niski početni troškovi: Zbog svoje jednostavne strukture i mogućnosti postizanja opsežne nabave i centraliziranog upravljanja, može smanjiti troškove početne izgradnje i operativnog održavanja.
Nedostatak
Efekt bačve: Svi baterijski moduli povezani su paralelno, a ukupni životni vijek sustava ovisi o najslabijoj karici, a to je baterijski modul s najlošijim performansama.
Problem s cirkulacijom među klasterima: Različiti klasteri baterija imaju nedosljedne dubine pražnjenja, što dovodi do fenomena cirkulacije, što zauzvrat utječe na učinkovitost punjenja i pražnjenja i može predstavljati sigurnosne rizike.
Visoka operativna složenost: Jednom kada dođe do kvara, obično je potrebno prisustvo stručnog osoblja radi otklanjanja pogrešaka i održavanja, što povećava vrijeme zastoja i operativne troškove.
Primjeri primjene
Huaneng Huangtai 100MWProjekt /200MWh jedna je od prvih velikih elektrana za pohranu energije u Kini koja je usvojila centraliziranu PCS arhitekturu. Projekt usvaja metodu sastavljanja u kontejnerima, a kapacitet opreme u jednom spremniku može doseći nekoliko megavat sati (MWh), što je pogodno za skladištenje energije na strani mreže i pomoćno skladištenje energije za velike elektrane na obnovljivu energiju.
Tehnologija pohrane energije temeljena na strunama
Prednost
Snažna fleksibilnost: Sustav za pohranu energije tipa niza sastoji se od više jedinica za pohranu energije manjeg kapaciteta, svaka s neovisnim funkcijama kontrole i upravljanja, što mu daje visok stupanj fleksibilnosti i skalabilnosti, što olakšava fleksibilno proširenje ili nadopunjavanje snage prema stvarnim potrebama .
Veća sigurnost: Svaki klaster baterija se pojedinačno kontrolira za punjenje i pražnjenje, izbjegavajući utjecaj cirkulirajućih struja i postižući izolaciju kvara; Usvojen je i učinkovit sustav upravljanja toplinom kako bi se osigurala dobra ujednačenost temperature i dulje trajanje baterije.
Jednostavan za transport i ugradnju: Pojedinačni ormar ima kompaktnu veličinu, što ga čini praktičnim za transport i ugradnju na licu mjesta, posebno pogodan za primjene sa složenim terenom ili distribucijom na više točaka.
Nedostatak
Povećana složenost integracije: U usporedbi s centraliziranim sustavima, proces integracije i otklanjanja pogrešaka za pohranu energije niza je složeniji jer zahtijeva preciznu konfiguraciju svake jedinice za pohranu energije.
Ukupni visoki trošak: Iako je trošak pojedinačnih komponenti niži, investicijski trošak cjelokupnog sustava će se povećati zbog potrebe za više optimizatora i opreme za nadzor.
Primjeri primjene
Projekt pohrane solarne energije od 3MW/6MWh u Linyangu, Dezhou, Shandong tipičan je slučaj primjene pohrane energije niza. Ovaj projekt koristi integrirane ormare za pohranu energije inteligentnog tipa niza, od kojih svaki sadrži nekoliko jedinica za pohranu energije. Svaka je jedinica spojena na mali PCS, a AC izlaz je zatim spojen na transformator za pojačanje i spajanje na električnu mrežu. Ovaj dizajn ne samo da poboljšava pouzdanost i stabilnost sustava, već također omogućuje miješanje starih i novih baterija, dodatno povećavajući prilagodljivost i ekonomičnost sustava.
Obilježja dvaju tehnoloških pravaca u pogledu kapaciteta skladištenja energije
Centralizirano skladištenje energije
Ograničenje kapaciteta
Kapacitet jednog spremnika:
U centraliziranim rješenjima za pohranu energije, tipični spremnik za pohranu energije obično sadrži više klastera baterija, koji su povezani paralelno na strani istosmjerne struje, a zatim povezani s velikim PCS-om za obradu pretvarača. Prema različitim projektnim standardima i tehničkim specifikacijama, maksimalni instalirani kapacitet jednog spremnika može doseći nekoliko megavat sati (MWh). Primjerice, u podacima se navodi da kontejner od 40 stopa s baterijskim ćelijama od 280 Ah može imati maksimalni instalirani kapacitet od 1000 V baterija.
Prolazni kapacitet snage punog životnog ciklusa:
Zbog bačvastog efekta centraliziranog skladištenja energije, performanse cijelog sustava ograničene su najslabijim skupom baterija. Stoga će se pri dugotrajnom radu stvarni raspoloživi kapacitet skladištenja energije smanjiti. Osim toga, kako bi se spriječile sigurnosne opasnosti uzrokovane problemima cirkulacije, određena rezerva se zadržava tijekom punjenja i pražnjenja, što neizravno smanjuje učinkoviti kapacitet skladištenja energije.
Skalabilnost kapaciteta
Primjenjivost na velike projekte:
Centralizirano skladištenje energije vrlo je prikladno za velike projekte skladištenja energije na razini mreže, kao što su velike elektrane za skladištenje energije na strani izvorne mreže, koje često zahtijevaju veliku snagu jednog punjenja/pražnjenja i veliki ukupni kapacitet skladištenja energije. Međutim, kada se radi o proširenju ili nadopunjavanju snage, operacije se moraju provoditi za svaku kabinu po kabinu, što rezultira slabom fleksibilnošću.
String tip pohrane energije
Ograničenje kapaciteta
Prednosti modularnog dizajna:
Sustav za pohranu energije niza općenito ima modularni dizajn, gdje je svaki skup baterija u integriranom ormaru za pohranu energije povezan s neovisnim malim PCS-om, a zatim spojen na elektroenergetsku mrežu putem AC konvergencije. Ova arhitektura omogućuje fleksibilniju definiciju veličine svake jedinice za pohranu energije, teoretski ih kombinirajući u bilo koju veličinu sustava za pohranu energije na temelju potražnje. Na primjer, objavljeno je da minimalna snaga sustava za pohranu energije niza počinje od 50 kW.
Kapacitet jednog ormara:
Iako je kapacitet jednog integriranog ormara za pohranu energije relativno malen, oni mogu lako postići veliki kapacitet pohrane energije putem paralelnog povezivanja. Štoviše, budući da se svakom jedinicom za pohranu energije neovisno upravlja, čak i ako neke jedinice imaju problema, to neće utjecati na rad drugih jedinica, što pomaže u održavanju stabilnosti i pouzdanosti cjelokupnog sustava.
Skalabilnost kapaciteta
Fleksibilne metode proširenja:
Značajna prednost pohranjivanja energije string tipa je njegova visoka fleksibilnost, ne samo u prilagodbi različitim složenim uvjetima terena, već iu podržavanju miješanja starih i novih baterija, te dodavanju novih jedinica za pohranu energije za proširenje u bilo kojem trenutku prema stvarnim potrebama . To znači da korisnici postupno povećavaju svoj kapacitet skladištenja energije na temelju promjena vlastitog opterećenja električnom energijom, bez potrebe za jednokratnim ulaganjem u izgradnju velikih objekata.
Razmatranjau praktičnim primjenama
Izbor kapaciteta skladištenja energije:
Bilo da se radi o centraliziranom ili string tipu pohrane energije, pri odabiru specifičnog kapaciteta pohrane energije potrebno je uzeti u obzir specifične zahtjeve projekta, uključujući, ali ne ograničavajući se na očekivani vijek trajanja, politike cijena električne energije na ciljnom tržištu, lokalne klimatske uvjete itd. Za scenariji primjene koji zahtijevaju brzu implementaciju i ograničena početna ulaganja, prikladnije je skladištenje energije temeljeno na nizovima; Za velike projekte pohranjivanja energije koji su već planirani, centralizirano pohranjivanje energije je bolji izbor jer gradi dovoljno kapaciteta za pohranu energije u ranim fazama.