انواع مختلف ESS چیست؟

سیستم‌های ذخیره انرژی باتری: رده پیشرو ESS

ذخیره انرژی مبتنی بر باتری سیستم ها تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی شیمیایی برای ذخیره و آزادسازی آن در صورت نیاز. شیمی لیتیوم یون در حال حاضر به دلیل راندمان بالای رفت و برگشت، عمر چرخه طولانی و فاکتور فرم فشرده، بر بازار غالب است. باتری ESS را می توان در هر مقیاسی مستقر کرد - از یک واحد نصب دیواری مسکونی با ظرفیت 5 کیلووات ساعت تا یک سیستم کانتینر در سمت شبکه چند مگاواتی.

باتری های لیتیوم آهن فسفات (LFP).

LFP شیمی انتخابی برای ذخیره انرژی ثابت است. ارائه می دهد پایداری حرارتی عالی، عمر چرخه معمولاً بیش از 4000 سیکل در عمق 80٪ تخلیه و غیر قابل احتراق ذاتی در مقایسه با سایر مواد شیمیایی لیتیوم. این فناوری اصلی پشت سیستم‌های مدرن ذخیره‌سازی انرژی مسکونی و تجاری است، از جمله سیستم‌های هیبریدی خارج از شبکه که پشتیبان‌گیری خورشیدی PV، باد و دیزل را ادغام می‌کند.

مدیریت حرارتی: ESS هوا خنک در مقابل خنک کننده مایع

عملکرد و طول عمر باتری به طور مستقیم با مدیریت حرارتی مرتبط است. دو رویکرد در حال استفاده گسترده است:

• ESS هوا خنک - از گردش هوای اجباری برای دفع گرما استفاده می کند. هزینه اولیه پایین تر، تعمیر و نگهداری ساده تر، مناسب برای استقرار با آب و هوای متوسط ​​و سیستم های با ظرفیت کمتر.
• ESS خنک شده با مایع - مایع خنک‌کننده را از طریق بسته باتری به گردش در می‌آورد تا کنترل دما سخت‌تر شود. این سلول ها را حتی در کاربردهای با دمای بالا یا توان بالا در محدوده باند عملکرد بهینه خود نگه می دارد و باعث کاهش تخریب و افزایش طول عمر می شود. سیستم هایی مانند کابینت تجاری و صنعتی 430 کیلووات ساعتی با مایع خنک کننده سیستم مدیریت باتری، مدیریت حرارتی، ایمنی در برابر آتش، و تبدیل انرژی ماژولار را در یک محفظه در فضای باز واحد Plug-and-play یکپارچه کنید.

برای کاربردهای پرقدرت مانند شارژ سریع EV، تجهیزات صنعتی، و یکپارچه سازی ذخیره سازی خورشیدی در مقیاس بزرگ، سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی باتری مایع خنک‌شونده راه‌حل ترجیحی مهندسی هستند .

شش نوع از سیستم های ذخیره انرژی مقایسه کرد

درک چشم انداز کامل انواع ESS به خریداران کمک می کند تا فناوری مناسب را با برنامه مناسب مطابقت دهند. جدول زیر پارامترهای کلیدی هر دسته اصلی ESS را خلاصه می کند.

ذخیره سازی هیدرولیک پمپ شده: بزرگترین ESS جهان با ظرفیت نصب شده

ذخیره‌سازی هیدروالکتریک پمپ شده با پمپاژ آب از یک مخزن پایین‌تر به مخزن بالا در دوره‌های تقاضای کم برق کار می‌کند، سپس آن را از طریق توربین‌ها آزاد می‌کند تا زمانی که تقاضا به اوج می‌رسد، نیرو تولید کند. این بالغ‌ترین فناوری ذخیره‌سازی انرژی طولانی مدت موجود است که بیشترین ظرفیت ذخیره‌سازی در مقیاس شبکه جهانی را به خود اختصاص می‌دهد.

محدودیت اصلی آن جغرافیا است: مکان‌های مناسب به تفاوت‌های ارتفاعی قابل توجه و آب‌های بزرگ نیاز دارند که آن را برای اکثر کاربردهای پراکنده یا شهری غیرعملی می‌سازد. زمان بندی ساخت و ساز و هزینه های سرمایه نیز بسیار بالا است. هیدرولیک پمپی گزینه مناسبی برای استقرار ESS تجاری، صنعتی یا مسکونی نیست - این برنامه ها به سیستم های مبتنی بر باتری نیاز دارند.

ذخیره سازی انرژی هوای فشرده (CAES): ذخیره سازی طولانی مدت زیرزمینی

سیستم‌های CAES از الکتریسیته اضافی برای فشرده‌سازی هوا به داخل غارهای زیرزمینی، معادن فرسوده یا مخازن تحت فشار استفاده می‌کنند. هنگامی که برق مورد نیاز است، هوای فشرده آزاد شده و از طریق توربین ها منبسط می شود. CAES برای کاربردهای طولانی مدت در مقیاس بسیار بزرگ - متعادل کردن مازاد تولید فصلی از مزارع بادی و خورشیدی مناسب است.

مانند آب پمپاژ شده، CAES به سطح ساختمان یا سایت مقیاس پذیر نیست. نیاز زمین شناسی (غارهای بزرگ زیرزمینی)، راندمان کم رفت و برگشت در مقایسه با باتری ها، و زمان پاسخ آهسته آن را برای تراشیدن اوج تراشیدن، قدرت پشتیبان یا یکپارچه سازی انرژی های تجدیدپذیر در محل نامناسب می کند. این فناوری زیرساخت شبکه ای خاص باقی می ماند.

ذخیره انرژی فلایویل: پاسخ سریع، مدت زمان کوتاه

سیستم های چرخ طیار انرژی را به عنوان انرژی جنبشی چرخشی در یک جرم در حال چرخش ذخیره می کنند. آن‌ها می‌توانند انرژی را در میلی‌ثانیه جذب و آزاد کنند – که آنها را برای کاربردهای با کیفیت برق مانند تنظیم فرکانس شبکه، تثبیت ولتاژ، و پل‌سازی منبع تغذیه بدون وقفه (UPS) بسیار مناسب می‌سازد.

محدودیت اساسی فلایویل ها این است چگالی انرژی کم و نرخ خود تخلیه بالا : انرژی ذخیره شده در عرض چند ثانیه تا چند دقیقه حتی بدون بار تلف می شود. این باعث می شود آنها برای جابجایی انرژی چند ساعته (عملکرد اصلی یک ESS مسکونی یا تجاری) نامناسب باشند. فلایویل‌ها به جای جایگزینی، سیستم‌های باتری را تکمیل می‌کنند - پاسخ سریع گذرا را در حالی که باتری‌ها بار پایدار را حمل می‌کنند، مدیریت می‌کنند.

ذخیره سازی انرژی حرارتی: ذخیره گرما و سرما برای مصارف صنعتی

ESS حرارتی انرژی را به صورت گرما یا سرما در موادی مانند نمک مذاب، یخ یا آب ذخیره می کند. نیروگاه های خورشیدی متمرکز (CSP) از ذخیره حرارتی نمک مذاب برای ادامه تولید برق پس از غروب خورشید استفاده می کنند. سیستم های خنک کننده مبتنی بر یخ آب سرد را در ساعات کم بار ذخیره می کنند تا تقاضای برق HVAC را در دوره های اوج مصرف کاهش دهند.

ذخیره سازی حرارتی بسیار کاربردی است. با ذخیره انرژی الکتریکی قابل تعویض نیست - فقط می تواند به صورت گرما یا سرما تخلیه شود نه به عنوان برق. برای تأسیساتی که نیاز به مدیریت بارهای الکتریکی، توان پشتیبان یا ادغام با سیستم های PV خورشیدی دارند، ESS مبتنی بر باتری راه حل صحیح باقی می ماند .

ذخیره انرژی هیدروژن: بالقوه طولانی مدت، استقرار در مراحل اولیه

هیدروژن سبز با استفاده از الکتریسیته تجدیدپذیر اضافی برای الکترولیز آب و تقسیم آن به هیدروژن و اکسیژن تولید می شود. هیدروژن ذخیره شده را می توان بعداً از طریق سلول های سوختی یا توربین های احتراق به برق تبدیل کرد. مزیت کلیدی هیدروژن چگالی انرژی بسیار بالای آن بر حسب وزن و تقریباً مدت زمان ذخیره نامحدود آن است – و آن را به عنوان نامزد ذخیره سازی فصلی در مقیاس هایی که هیچ فناوری باتری در حال حاضر نمی تواند به آن رسیدگی کند، تبدیل می کند.

در عمل، راندمان رفت و برگشت مسیر برق به هیدروژن به برق در حال حاضر به طور قابل توجهی کمتر از سیستم های باتری است. هزینه های زیرساخت (الکترولایزرها، مخازن ذخیره سازی، سلول های سوختی) همچنان بالاست. هیدروژن ESS یک فناوری برای تماشای دهه 2030 و فراتر از آن است، اما برای استقرار تجاری، صنعتی و مسکونی فعلی، باتری مبتنی بر لیتیوم ESS اقتصادی و کاربردی برتر را ارائه می دهد .

انتخاب نوع ESS مناسب برای برنامه شما

سیستم ذخیره انرژی "درست" به سه عامل بستگی دارد: مقیاس کاربرد، مدت زمان تخلیه مورد نیاز و سرعت پاسخ مورد نیاز. در اینجا یک چارچوب تصمیم عملی وجود دارد:

پارامترهای فنی کلیدی هنگام تعیین ESS باتری

هنگام تهیه یک سیستم ذخیره انرژی مبتنی بر باتری، این پارامترها تعیین می کنند که آیا سیستم در طول عمر مفید خود مطابق با نیاز عمل می کند یا خیر:

• ظرفیت قابل استفاده (کیلووات ساعت): مقدار انرژی واقعی قابل دسترسی، به حساب محدودیت های عمق تخلیه. همیشه ظرفیت اسمی قابل استفاده را بررسی کنید.
• توان نامی پیوسته (کیلووات): حداکثر خروجی پایدار یک سیستم با ظرفیت 430 کیلووات ساعت و توان نامی 200 کیلووات می تواند تقریباً 2 ساعت تحت بار مداوم، توان کامل را ارائه دهد.
• راندمان رفت و برگشت (%): نسبت انرژی تخلیه شده به انرژی شارژ شده. راندمان بالاتر به معنای هدر رفت برق کمتر در هر چرخه است.
• چرخه عمر (چرخه @ DoD): تعداد چرخه‌های شارژ-تخلیه قبل از اینکه ظرفیت کمتر از آستانه ضمانت شود، که همیشه در یک عمق تخلیه مشخص مشخص می‌شود.
• سیستم مدیریت باتری (BMS): تعادل سلولی، برآورد وضعیت شارژ، حفاظت از دمای بیش از حد و جریان بیش از حد را کنترل می کند. یک BMS قوی لایه ایمنی اولیه هر باتری ESS است.
• روش مدیریت حرارتی: هوا خنک یا مایع خنک می شود که مستقیماً بر عملکرد دمای بالا و سرعت تخریب طولانی مدت تأثیر می گذارد.
• گواهینامه ها: انطباق با UL 1973، IEC 62619 و سایر استانداردهای منطقه ای مورد نیاز برای بیمه، اتصال به شبکه و بهره برداری ایمن غیرقابل مذاکره است.

چگونه یک سیستم ذخیره انرژی قابل اعتماد تهیه کنیم

عملکرد یک ESS در طول عمر 10 تا 15 ساله آن به همان اندازه که به طراحی سیستم بستگی دارد به کیفیت ساخت نیز بستگی دارد. هنگام ارزیابی تامین کنندگان، موارد زیر را در اولویت قرار دهید:

• ادغام عمودی - سازنده ای که زنجیره تامین را از سلول تا ماژول، بسته و سطح سیستم کنترل می کند، می تواند ردیابی اجزا و کیفیت ثابت را تضمین کند.
• IATF 16949 یا سیستم کیفیت معادل - نظم و انضباط تولید در سطح خودرو که برای تولید ذخیره انرژی اعمال می شود، یک شاخص قوی از دقت فرآیند است.
• قابلیت OEM/ODM - توانایی سفارشی کردن ظرفیت سیستم، پیکربندی محفظه، پروتکل های ارتباطی و گواهینامه ها برای بازار و برنامه خاص شما.
• انطباق با استانداردهای بین المللی — گواهینامه های UL 1973، IEC 62619، و CE پیش نیاز اکثر استقرارهای تجاری و صنعتی در بازارهای تنظیم شده هستند.
• پشتیبانی جهانی پس از فروش - شبکه ای از شرکای خدمات منطقه ای و پشتیبانی فنی چند زبانه تضمین می کند که مشکلات بدون توقف طولانی مدت حل می شوند.