Руководство по коммерческим системам хранения энергии

Что такое коммерческие системы хранения аккумуляторов?

аккумулятор 100 кВтчиаккумулятор 200 кВтчКоммерческие аккумуляторные системы хранения представляют собой передовые решения для хранения энергии, предназначенные для хранения и высвобождения электроэнергии из различных источников. Они функционируют как крупные аккумуляторы, используя аккумуляторные блоки, размещенные в контейнерах, для эффективного управления потоком энергии. Эти системы бывают различных размеров и конфигураций для удовлетворения конкретных потребностей различных приложений и клиентов.

Модульная конструкциякоммерческие системы хранения аккумуляторовобеспечивает масштабируемость: емкость накопителей обычно варьируется от 50 кВтч до 1 МВтч. Такая гибкость делает их подходящими для широкого круга предприятий, включая малые и средние предприятия, школы, больницы, автозаправочные станции, магазины розничной торговли и промышленные объекты. Эти системы помогают управлять потребностями в энергии, обеспечивают резервное питание во время перебоев в работе и поддерживают интеграцию возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия.

Гибкость модульной конструкции гарантирует, что эти системы можно настроить в соответствии с конкретными энергетическими требованиями, обеспечивая экономически эффективное решение для повышения энергоэффективности и надежности в различных секторах.

Компоненты коммерческих систем хранения энергии и их применение

Коммерческие системы хранения энергиисостоят из нескольких ключевых компонентов, каждый из которых играет определенную роль для удовлетворения различных потребностей приложений. Вот подробное описание этих компонентов и их конкретного применения в реальных сценариях:

1. Аккумуляторная система:
   • Основной компонент: Аккумуляторная система состоит из отдельных аккумуляторных ячеек, которые накапливают электрическую энергию. Литий-ионные аккумуляторы широко используются из-за их высокой плотности энергии и длительного срока службы.
   • Приложения: При пиковом бритье и переключении нагрузки аккумуляторная система заряжается в периоды низкого спроса на электроэнергию и разряжает накопленную энергию во время пикового спроса, эффективно снижая затраты на электроэнергию.
2. Система управления батареями (BMS):
   • Функция: BMS контролирует состояние и параметры производительности аккумулятора, такие как напряжение, температура и уровень заряда, обеспечивая безопасную и эффективную работу.
   • Приложения: В приложениях резервного питания и микросетей BMS гарантирует, что аккумуляторная система может обеспечить стабильное аварийное питание во время сбоев в сети, обеспечивая непрерывность бизнеса.
3. Инвертор или система преобразования энергии (PCS):
   • Функция: PCS преобразует энергию постоянного тока, накопленную в аккумуляторной системе, в мощность переменного тока, необходимую для сети или нагрузок, сохраняя при этом стабильное выходное напряжение и качество электроэнергии.
   • Приложения: В системах, подключенных к сети, PCS обеспечивает двунаправленный поток энергии, поддерживая балансировку нагрузки и управление частотой сети для повышения надежности и стабильности сети.
4. Система энергоменеджмента (EMS):
   • Функция: EMS оптимизирует и управляет потоками энергии в системе хранения, координируя их с сетью, нагрузками и другими источниками энергии. Он выполняет такие задачи, как сглаживание пиковых нагрузок, перераспределение нагрузки и арбитраж энергии.
   • Приложения: При интеграции возобновляемых источников энергии EMS повышает предсказуемость и стабильность солнечной и ветровой энергии за счет оптимизации использования и хранения энергии.
5. Двунаправленный инвертор:
   • Функция: Двунаправленные инверторы обеспечивают обмен энергией между аккумуляторной системой и сетью по мере необходимости, поддерживая гибкое управление энергопотреблением и автономную работу во время сбоев в сети.
   • Приложения: В микросетях и в электроснабжении удаленных территорий двунаправленные инверторы обеспечивают автономность системы и взаимодействуют с основной сетью, повышая надежность и устойчивость электроснабжения.
6. Трансформатор:
   • Функция: Трансформаторы регулируют уровень выходного напряжения аккумуляторной системы в соответствии с требованиями сети или нагрузки, обеспечивая эффективную передачу энергии и стабильность системы.
   • Приложения: В крупномасштабных промышленных и коммерческих энергосистемах трансформаторы оптимизируют эффективность передачи энергии и стабильность работы системы, обеспечивая соответствующее согласование напряжения.
7. Защитные устройства:
   • Функция: Устройства защиты контролируют и реагируют на скачки напряжения, короткие замыкания и другие аномалии сети внутри системы, обеспечивая безопасную работу и сводя к минимуму повреждение оборудования.
   • Приложения: При интеграции с сетью и в средах с быстрым изменением нагрузки защитные устройства защищают аккумуляторную систему и сеть, снижая затраты на техническое обслуживание и эксплуатационные риски.
8. Системы охлаждения:
   • Функция: Системы охлаждения поддерживают оптимальную рабочую температуру аккумуляторов и инверторов, предотвращая перегрев и ухудшение производительности, обеспечивая долгосрочную стабильность системы.
   • Приложения: В условиях высоких температур и мощных разрядных нагрузок системы охлаждения обеспечивают необходимую мощность рассеивания тепла, продлевая срок службы оборудования и оптимизируя энергоэффективность.
9. Передовые системы управления:
   • Функция: Передовые системы управления интегрируются с EMS и BMS для мониторинга и оптимизации работы и производительности всей системы хранения энергии.
   • Приложения: В крупномасштабных коммерческих и промышленных приложениях передовые системы управления повышают оперативность и эффективность работы системы за счет анализа данных в реальном времени и поддержки принятия решений.

Эти компоненты и их применение демонстрируют важнейшую роль и практическое использование коммерческих систем хранения энергии в современном управлении энергопотреблением. Эффективно используя эти технологии и стратегии, предприятия могут добиться экономии энергии, сократить выбросы углекислого газа и повысить надежность и устойчивость своего энергоснабжения.

Типы коммерческих систем хранения энергии

1. Механическое хранилище: использует физические движения или силы для хранения энергии. Примеры включают гидроаккумулирующие электростанции (PSH), накопители энергии на сжатом воздухе (CAES) и маховики для хранения энергии (FES).
2. Электромагнитное хранилище: использует электрические или магнитные поля для хранения энергии. Примеры включают конденсаторы, суперконденсаторы и сверхпроводящие накопители магнитной энергии (SMES).
3. Термическое хранение: Сохраняет энергию в виде тепла или холода. Примеры включают расплавленную соль, жидкий воздух, криогенное хранилище энергии (CES) и системы лед/вода.
4. Хранение химикатов: Преобразует и сохраняет энергию посредством химических процессов, таких как хранение водорода.
5. Электрохимическое хранение: Включает в себя батареи, которые накапливают и выделяют энергию посредством электрохимических реакций. Литий-ионные аккумуляторы являются наиболее распространенным типом, используемым в коммерческих целях, благодаря их высокой эффективности и плотности энергии.

Каждый тип системы хранения имеет свои уникальные преимущества и ограничения, что делает их подходящими для различных приложений и эксплуатационных требований.

Применение коммерческих систем хранения энергии

Коммерческие системы хранения энергии имеют разнообразные применения, которые приносят экономические выгоды и способствуют достижению более широких энергетических и экологических целей. Эти приложения обеспечивают как экономию средств, так и повышение эксплуатационной эффективности. Вот подробный обзор:

1. Пиковое бритье:

   Снижает расходы на потребление за счет разрядки накопленной энергии в периоды высокого спроса на электроэнергию. Коммерческие системы хранения энергии высвобождают накопленную энергию в периоды пикового спроса на электроэнергию, тем самым снижая плату за потребление для предприятий. Это особенно выгодно для объектов с высоким соотношением пиковой и средней мощности или объектов, на которые взимается высокая плата за потребление, таких как школы, больницы, автозаправочные станции, магазины и промышленные предприятия.

2. Переключение нагрузки:

   Хранит энергию в периоды низких цен на электроэнергию и разряжает ее, когда цены высокие, экономя затраты для потребителей, использующих время использования. Эти системы накапливают избыточную энергию в периоды низких цен на электроэнергию и разряжают ее в периоды пиковых цен. Это дает клиентам преимущество в виде ставок по времени использования или в режиме реального времени. Например, отель на Гавайях использовал литий-ионную аккумуляторную систему мощностью 500 кВт/3 МВтч для переключения электрической нагрузки с дневного на ночное время, сэкономив 275 000 долларов США в год.

3. Возобновляемая интеграция:

   Повышает использование возобновляемых источников энергии, сохраняя избыточную выработку и высвобождая ее при необходимости. Коммерческие системы хранения энергии хранят излишки солнечной или ветровой энергии и высвобождают их во время пикового спроса на энергию или когда выработка возобновляемой энергии низкая. Это снижает зависимость от ископаемого топлива и снижает выбросы парниковых газов. Кроме того, он стабилизирует сеть, повышая ее надежность и безопасность.

4. Резервное питание:

   Обеспечивает аварийное питание во время сбоев в сети, обеспечивая непрерывность бизнеса и эксплуатационную устойчивость. Эти системы обеспечивают резервное питание во время сбоев или чрезвычайных ситуаций в сети, гарантируя, что критически важные объекты, такие как больницы, центры обработки данных и промышленные объекты, останутся в рабочем состоянии. Эта возможность имеет решающее значение для объектов, которые не могут позволить себе перебои в подаче электроэнергии.

5. Микросеть:

   Работает как независимая энергосистема или совместно с основной сетью, что повышает надежность и снижает выбросы. Коммерческие системы хранения энергии являются неотъемлемой частью микросетей и работают либо независимо, либо подключены к основной сети. Микросети повышают надежность местных сетей, сокращают выбросы и повышают энергетическую независимость и гибкость сообщества.

Эти приложения не только приносят прямую экономическую выгоду, но и способствуют достижению более широких энергетических и экологических целей, таких как сокращение выбросов углекислого газа и повышение стабильности энергосистемы. Коммерческие системы хранения энергии, повышая энергоэффективность и снижая эксплуатационные риски, создают конкурентные преимущества и возможности для устойчивого развития как коммерческих предприятий, так и сообществ.

Емкость коммерческих систем хранения энергии

Коммерческие системы хранения энергии обычно имеют мощность от 50 кВтч до 1 МВтч и удовлетворяют различные коммерческие и муниципальные нужды. Выбор мощности зависит от конкретного приложения и требуемых показателей производительности.

Точная оценка потребностей в энергии и тщательное планирование необходимы для определения оптимальной емкости хранилища для конкретного применения, обеспечивая как экономическую, так и эксплуатационную эффективность.

Преимущества коммерческих систем хранения энергии

1. Устойчивость
   Коммерческие системы хранения энергии обеспечивают критически важное резервное питание во время сбоев, гарантируя бесперебойную работу. Это особенно важно для таких объектов, как больницы, центры обработки данных и производственные предприятия, где перебои в подаче электроэнергии могут привести к значительным финансовым потерям или поставить под угрозу безопасность. Обеспечивая надежный источник питания во время сбоев в сети, эти системы помогают поддерживать непрерывность бизнеса и защищать чувствительное оборудование от колебаний напряжения.
2. Экономия средств
   Одним из основных финансовых преимуществ коммерческих систем хранения энергии является возможность перенести потребление энергии с пиковых периодов на внепиковые периоды. Затраты на электроэнергию часто выше в периоды пикового спроса, поэтому хранение энергии в непиковые часы, когда тарифы ниже, и ее использование в часы пик может привести к существенной экономии затрат. Кроме того, предприятия могут участвовать в программах реагирования на спрос, которые предлагают финансовые стимулы для снижения энергопотребления в периоды высокого спроса. Эти стратегии не только снижают счета за электроэнергию, но и оптимизируют структуру энергопотребления.
3. Возобновляемая интеграция
   Интеграция коммерческих систем хранения энергии с возобновляемыми источниками энергии, такими как солнечная и ветровая энергия, повышает их эффективность и надежность. Эти системы хранения могут улавливать избыточную энергию, вырабатываемую в периоды высокой производительности возобновляемых источников, и хранить ее для использования, когда выработка низкая. Это не только максимизирует использование возобновляемых источников энергии, но и снижает зависимость от ископаемого топлива, что приводит к снижению выбросов парниковых газов. Стабилизируя прерывистый характер возобновляемой энергии, системы хранения способствуют более плавному и устойчивому энергетическому переходу.
4. Преимущества сети
   Коммерческие системы хранения энергии способствуют стабильности сети, балансируя колебания спроса и предложения. Они предоставляют вспомогательные услуги, такие как регулирование частоты и поддержка напряжения, которые имеют решающее значение для поддержания эксплуатационной целостности сети. Кроме того, эти системы повышают безопасность сети, обеспечивая дополнительные уровни устойчивости к кибератакам и стихийным бедствиям. Внедрение систем хранения энергии также поддерживает экономический рост за счет создания рабочих мест в производстве, монтаже и обслуживании, одновременно способствуя экологической устойчивости за счет сокращения выбросов и потребления ресурсов.
5. Стратегические преимущества

   Энергоэффективность: Оптимизируя использование энергии и сокращая отходы, системы хранения помогают предприятиям достичь более высокой энергоэффективности, что может привести к снижению эксплуатационных расходов и сокращению выбросов углекислого газа.

   Снижение операционных рисков: Наличие надежного резервного источника питания снижает риск сбоев в работе из-за перебоев в подаче электроэнергии, тем самым сводя к минимуму потенциальные финансовые потери и повышая общую стабильность бизнеса.

Срок службы коммерческих систем хранения энергии

Срок службы коммерческих систем хранения энергии зависит от технологии и использования. Общие диапазоны включают в себя:

• Литий-ионные аккумуляторы: от 8 до 15 лет.
• Проточные окислительно-восстановительные батареи: от 5 до 15 лет.
• Системы хранения водорода: от 8 до 15 лет.

Внедрение передовых инструментов мониторинга и диагностики может помочь прогнозировать и предотвращать потенциальные проблемы, еще больше продлевая срок эксплуатации систем хранения энергии.

Как спроектировать коммерческую систему хранения энергии в соответствии с требованиями применения

Проектирование коммерческой системы хранения энергии — это сложный процесс, включающий несколько ключевых шагов и технологических решений, обеспечивающих эффективное соответствие системы требованиям применения и критериям производительности.

1. Определение сценариев применения:

   Определение основных услуг: Первый шаг включает определение основных услуг, которые будет предоставлять система, таких как снижение пиковой нагрузки, переключение нагрузки и резервное питание. Для различных приложений могут потребоваться индивидуальные решения по хранению энергии.

2. Определение показателей производительности:

   Мощность и энергетические рейтинги: Определите максимальную мощность и емкость хранения энергии, необходимые системе.

   Эффективность: Учитывайте эффективность преобразования энергии системы, чтобы минимизировать потери при передаче энергии.

   Цикл жизни: Оцените ожидаемый срок службы циклов зарядки-разрядки в день, неделю или год, что имеет решающее значение для экономической эффективности.

3. Выбор технологии:

   Технологии хранения: Основываясь на показателях производительности, выберите подходящие технологии хранения, такие как литий-ионные батареи, свинцово-кислотные батареи, проточные батареи или хранение энергии на сжатом воздухе. Каждая технология предлагает уникальные преимущества и подходит для различных эксплуатационных потребностей. Например, литий-ионные аккумуляторы обеспечивают высокую плотность энергии и длительный срок службы, что делает их идеальными для долгосрочного хранения энергии.

4. Проектирование системы:

   Конфигурация и интеграция: Разработайте физическую компоновку и электрические соединения системы, чтобы обеспечить эффективное взаимодействие с сетью, другими источниками энергии и нагрузками.

   Контроль и управление: используйте такие системы, как системы управления батареями (BMS), системы управления энергопотреблением (EMS) и инверторы, для поддержания оптимальной производительности системы. Эти системы балансируют напряжение, температуру, ток, состояние заряда и общее состояние системы.

5. Оценка системы:

   Тестирование производительности: Проведите комплексное тестирование для проверки производительности системы при различных условиях нагрузки и сети.

   Гарантия надежности: Оцените долгосрочную надежность и стабильность системы, включая управление температурой, прогнозирование срока службы батареи и возможности реагирования на чрезвычайные ситуации.

   Анализ экономической выгоды: Анализ общих экономических выгод от системы, включая экономию энергии, снижение затрат на электроэнергию, участие в сетевых услугах (например, реагирование на спрос) и продление срока службы сетевой инфраструктуры.

Проектирование коммерческих систем хранения энергии требует комплексного рассмотрения технологических, экономических и экологических факторов, чтобы гарантировать, что система обеспечивает ожидаемую производительность и отдачу во время работы.

Расчет затрат и выгод

Нормализованная стоимость хранения (LCOS) — это общий показатель, используемый для оценки стоимости и ценности систем хранения энергии. Он учитывает общие затраты за весь срок службы, деленные на общий выход энергии за весь срок службы. Сравнение LCOS с потенциальными источниками дохода или экономией средств помогает определить экономическую целесообразность проекта хранения.

Интеграция с фотоэлектрикой

Коммерческие аккумуляторные системы хранения могут быть интегрированы с фотоэлектрическими (PV) системами для создания решений, сочетающих солнечную энергию и накопитель. Эти системы сохраняют избыточную солнечную энергию для последующего использования, повышая самопотребление энергии, снижая плату за потребление и обеспечивая надежное резервное питание. Они также поддерживают сетевые услуги, такие как регулирование частоты и энергетический арбитраж, что делает их экономически эффективным и экологически чистым вариантом для бизнеса.

Заключение

Коммерческие системы хранения энергии становятся все более жизнеспособными и привлекательными по мере развития технологий и реализации политики поддержки. Эти системы предлагают значительные преимущества, включая экономию средств, повышенную отказоустойчивость и улучшенную интеграцию возобновляемых источников энергии. Понимая компоненты, области применения и преимущества, предприятия могут принимать обоснованные решения, чтобы использовать весь потенциал коммерческих систем хранения энергии.

Коммерческие системы хранения энергии Kamada Power OEM ODM по индивидуальному заказу, Свяжитесь с Камада Пауэрдля получения предложения