Průvodce komerčními systémy skladování energie

Co jsou komerční bateriové systémy?

100kwh baterie a 200kwh baterie Komerční bateriové systémy jsou pokročilá řešení pro ukládání energie určená k ukládání a uvolňování elektrické energie z různých zdrojů. Fungují jako rozsáhlé energetické banky a využívají bateriové bloky umístěné v kontejnerech k efektivnímu řízení toku energie. Tyto systémy se dodávají v různých velikostech a konfiguracích, aby vyhovovaly specifickým potřebám různých aplikací a zákazníků.

Modulární konstrukce komerční bateriové úložné systémy umožňuje škálovatelnost, přičemž kapacita úložiště se obvykle pohybuje od 50 kWh do 1 MWh. Díky této flexibilitě jsou vhodné pro širokou škálu podniků, včetně malých a středních podniků, škol, nemocnic, čerpacích stanic, maloobchodů a průmyslových zařízení. Tyto systémy pomáhají řídit poptávku po energii, poskytují záložní napájení při výpadcích a podporují integraci obnovitelných zdrojů energie, jako je solární a větrná energie.

Flexibilita modulárních konstrukcí zajišťuje, že tyto systémy lze přizpůsobit konkrétním energetickým požadavkům, což představuje nákladově efektivní řešení pro zvýšení energetické účinnosti a spolehlivosti v různých odvětvích.

100kwh bateriové komerční systémy skladování energie

Komponenty komerčních systémů skladování energie a jejich aplikace

Komerční systémy skladování energie se skládá z několika klíčových komponent, z nichž každá hraje specifickou roli pro splnění různých aplikačních potřeb. Zde je uveden podrobný popis těchto komponent a jejich konkrétní využití v reálných scénářích:

1. Systém baterií:
   • Základní složka: Akumulátorový systém se skládá z jednotlivých bateriových článků, které uchovávají elektrickou energii. Lithium-iontové baterie se běžně používají díky vysoké hustotě energie a dlouhé životnosti.
   • Aplikace: Při snižování spotřeby ve špičkách a přesouvání zátěže se bateriový systém nabíjí během období nízké poptávky po elektřině a vybíjí uloženou energii během poptávky ve špičkách, čímž se účinně snižují náklady na energii.
2. Systém správy baterií (BMS):
   • Funkce: Systém BMS sleduje stav a výkonnostní parametry baterie, jako je napětí, teplota a stav nabití, a zajišťuje tak bezpečný a efektivní provoz.
   • Aplikace: V aplikacích záložního napájení a mikrosítí zajišťuje BMS, že bateriový systém může poskytovat stabilní nouzové napájení při výpadku sítě, a zajišťuje tak kontinuitu provozu.
3. Střídač nebo systém přeměny energie (PCS):
   • Funkce: PCS převádí stejnosměrný proud uložený v bateriovém systému na střídavý proud požadovaný sítí nebo zátěží, přičemž udržuje stabilní výstupní napětí a kvalitu napájení.
   • Aplikace: V systémech připojených k síti umožňuje PCS obousměrný tok energie, podporuje vyrovnávání zátěže a regulaci frekvence sítě s cílem zvýšit spolehlivost a stabilitu sítě.
4. Systém řízení spotřeby energie (EMS):
   • Funkce: Systém EMS optimalizuje a řídí tok energie v rámci systému skladování a koordinuje jej se sítí, zátěží a dalšími zdroji energie. Provádí úkoly, jako je snižování špiček, přesun zátěže a energetická arbitráž.
   • Aplikace: Při integraci obnovitelných zdrojů energie zlepšuje EMS předvídatelnost a stabilitu solární a větrné energie optimalizací využití a skladování energie.
5. Obousměrný měnič:
   • Funkce: Obousměrné střídače umožňují výměnu energie mezi bateriovým systémem a sítí podle potřeby, čímž podporují flexibilní řízení energie a autonomní provoz při výpadku sítě.
   • Aplikace: V mikrosíti a při napájení vzdálených oblastí zajišťují obousměrné střídače autonomii systému a spolupracují s hlavní sítí, čímž zvyšují spolehlivost a udržitelnost dodávek energie.
6. Transformátor:
   • Funkce: Transformátory upravují úroveň výstupního napětí bateriového systému tak, aby odpovídala požadavkům sítě nebo zátěže, a zajišťují tak účinný přenos energie a stabilitu systému.
   • Aplikace: V rozsáhlých průmyslových a komerčních energetických aplikacích transformátory optimalizují účinnost přenosu energie a provozní stabilitu systému tím, že zajišťují vhodné přizpůsobení napětí.
7. Ochranná zařízení:
   • Funkce: Ochranná zařízení monitorují a reagují na přepětí, zkraty a další anomálie v síti, čímž zajišťují bezpečný provoz a minimalizují poškození zařízení.
   • Aplikace: Při integraci do sítě a v prostředí s rychlými změnami zatížení chrání ochranná zařízení bateriový systém a síť, čímž snižují náklady na údržbu a provozní rizika.
8. Chladicí systémy:
   • Funkce: Chladicí systémy udržují optimální provozní teplotu baterií a měničů, čímž zabraňují přehřátí a snížení výkonu a zajišťují dlouhodobou stabilitu systému.
   • Aplikace: V prostředí s vysokými teplotami a vysokým výkonovým zatížením poskytují chladicí systémy potřebnou kapacitu pro odvod tepla, prodlužují životnost zařízení a optimalizují energetickou účinnost.
9. Pokročilé řídicí systémy:
   • Funkce: Pokročilé řídicí systémy se integrují se systémy EMS a BMS a monitorují a optimalizují provoz a výkon celého systému skladování energie.
   • Aplikace: V rozsáhlých komerčních a průmyslových aplikacích zlepšují pokročilé řídicí systémy odezvu systému a provozní efektivitu prostřednictvím analýzy dat v reálném čase a podpory rozhodování.

Tyto komponenty a jejich aplikace ukazují, jak důležitou roli a praktické využití mají komerční systémy skladování energie v moderním energetickém hospodářství. Efektivním využitím těchto technologií a strategií mohou podniky dosáhnout úspor energie, snížit emise uhlíku a zvýšit spolehlivost a udržitelnost dodávek energie.

Typy komerčních systémů skladování energie

1. Mechanické skladování: Využívá fyzikální pohyby nebo síly k ukládání energie. Příkladem je přečerpávací vodní elektrárna (PSH), skladování energie ve stlačeném vzduchu (CAES) a skladování energie v setrvačníku (FES).
2. Elektromagnetické skladování: Využívá elektrické nebo magnetické pole k ukládání energie. Příkladem jsou kondenzátory, superkondenzátory a supravodivé magnetické skladování energie (SMES).
3. Tepelné úložiště: Uchovává energii jako teplo nebo chlad. Příklady zahrnují roztavenou sůl, kapalný vzduch, kryogenní skladování energie (CES) a systémy led/voda.
4. Skladování chemikálií: Přeměňuje a uchovává energii prostřednictvím chemických procesů, jako je skladování vodíku.
5. Elektrochemické skladování: Jedná se o baterie, které uchovávají a uvolňují energii prostřednictvím elektrochemických reakcí. Lithium-iontové baterie jsou nejběžnějším typem používaným v komerčním prostředí díky své vysoké účinnosti a hustotě energie.

Každý typ úložného systému má své jedinečné výhody a omezení, díky nimž se hodí pro různé aplikace a provozní požadavky.

Aplikace komerčních systémů skladování energie

Komerční systémy skladování energie mají různorodé využití, které přináší ekonomické výhody a přispívá k dosažení širších cílů v oblasti energetiky a životního prostředí. Tyto aplikace jsou zaměřeny jak na úsporu nákladů, tak na zvýšení provozní účinnosti. Zde je jejich podrobný přehled:

1. Špičkové holení:Snižuje poplatky za odběr elektřiny vybíjením uložené energie v obdobích vysoké poptávky po elektřině.Komerční systémy skladování energie uvolňují uloženou energii v obdobích nejvyšší poptávky po elektřině, čímž snižují poplatky za odběr elektřiny pro podniky. To je zvláště výhodné pro zařízení s vysokým poměrem špiček k průměru nebo pro zařízení, která podléhají vysokým poplatkům za odběr, jako jsou školy, nemocnice, čerpací stanice, obchody a průmyslové podniky.
2. Přesun nákladu:Ukládá energii v období nízkých cen elektřiny a vypouští ji v období vysokých cen, čímž šetří náklady zákazníků s časově omezenou spotřebou.Tyto systémy ukládají přebytečnou energii v období nízkých cen elektřiny a vypouštějí ji v období cenových špiček. To je výhodné pro zákazníky, kteří využívají cenové tarify v reálném čase nebo v době spotřeby. Například hotel na Havaji použil lithium-iontový bateriový systém o výkonu 500 kW/3 MWh k přesunu zátěže elektřinou z denní doby na noční dobu, čímž ušetřil $275 000 ročně.
3. Integrace obnovitelných zdrojů:Zlepšuje využití obnovitelných zdrojů energie tím, že ukládá přebytečnou výrobu a uvolňuje ji v případě potřeby. Komerční systémy skladování energie uchovávají přebytečnou solární nebo větrnou energii a uvolňují ji v době špičkové poptávky po energii nebo při nízké výrobě energie z obnovitelných zdrojů. Tím se snižuje závislost na fosilních palivech a snižují se emise skleníkových plynů. Navíc stabilizuje rozvodnou síť, čímž zvyšuje její spolehlivost a bezpečnost.
4. Záložní napájení:Poskytuje nouzové napájení při výpadku sítě, zajišťuje kontinuitu podnikání a provozní odolnost.Tyto systémy poskytují záložní napájení při výpadku sítě nebo v nouzových situacích, čímž zajišťují, že kritická zařízení, jako jsou nemocnice, datová centra a průmyslová zařízení, zůstanou v provozu. Tato schopnost je klíčová pro zařízení, která si nemohou dovolit přerušení dodávky energie.
5. Mikrosíť:Provozuje se jako nezávislý energetický systém nebo ve spojení s hlavní sítí, což zvyšuje spolehlivost a snižuje emise.Komerční systémy skladování energie jsou nedílnou součástí mikrosítí a fungují buď nezávisle, nebo jsou připojeny k hlavní síti. Mikrosítě zvyšují spolehlivost místní sítě, snižují emise a zvyšují energetickou nezávislost a flexibilitu komunity.

Tyto aplikace přinášejí nejen přímé ekonomické výhody, ale přispívají také k širším cílům v oblasti energetiky a životního prostředí, jako je snížení emisí uhlíku a zlepšení stability sítě. Komerční systémy skladování energie zvyšováním energetické účinnosti a snižováním provozních rizik vytvářejí konkurenční výhody a příležitosti pro udržitelný rozvoj komerčních podniků i komunit.

Kapacita komerčních systémů skladování energie

Komerční systémy skladování energie se obvykle pohybují v rozmezí od 50 kWh do 1 MWh a uspokojují různé komerční a komunální potřeby. Volba kapacity závisí na konkrétní aplikaci a požadovaných výkonnostních parametrech.

Přesné posouzení energetických potřeb a pečlivé plánování jsou nezbytné pro určení optimální skladovací kapacity pro danou aplikaci, která zajistí nákladovou efektivitu i provozní účinnost.

Výhody komerčních systémů skladování energie

1. Odolnost
   Komerční systémy skladování energie nabízejí kritické záložní napájení během výpadků a zajišťují, že provoz může pokračovat bez přerušení. To je obzvláště důležité pro zařízení, jako jsou nemocnice, datová centra a výrobní závody, kde může přerušení dodávky energie způsobit značné finanční ztráty nebo ohrozit bezpečnost. Tím, že tyto systémy poskytují spolehlivý zdroj energie při výpadcích sítě, pomáhají udržet kontinuitu provozu a chrání citlivá zařízení před kolísáním napětí.
2. Úspora nákladů
   Jedním z hlavních finančních přínosů komerčních systémů skladování energie je možnost přesunout spotřebu energie z období špičky na období mimo špičku. Náklady na elektřinu jsou často vyšší v době odběrové špičky, takže ukládání energie v době mimo špičku, kdy jsou sazby nižší, a její využití v době špičky může vést k výrazným úsporám nákladů. Podniky se navíc mohou zapojit do programů odezvy na poptávku, které nabízejí finanční pobídky za snížení spotřeby energie v období vysoké poptávky. Tyto strategie nejen snižují účty za energii, ale také optimalizují vzorce spotřeby energie.
3. Integrace obnovitelných zdrojů
   Integrace komerčních systémů skladování energie s obnovitelnými zdroji energie, jako je solární a větrná energie, zvyšuje jejich účinnost a spolehlivost. Tyto systémy skladování mohou zachycovat přebytečnou energii vyrobenou v období vysokého výkonu obnovitelných zdrojů a skladovat ji pro použití v době, kdy je výroba nízká. To nejen maximalizuje využití obnovitelné energie, ale také snižuje závislost na fosilních palivech, což vede ke snížení emisí skleníkových plynů. Stabilizací nestálého charakteru obnovitelné energie usnadňují systémy skladování plynulejší a udržitelnější přechod na novou energetiku.
4. Výhody sítě
   Komerční systémy skladování energie přispívají ke stabilitě sítě tím, že vyrovnávají výkyvy nabídky a poptávky. Poskytují pomocné služby, jako je regulace frekvence a podpora napětí, které jsou zásadní pro zachování provozní integrity sítě. Kromě toho tyto systémy zvyšují bezpečnost sítě tím, že poskytují další vrstvy odolnosti proti kybernetickým útokům a přírodním katastrofám. Zavádění systémů skladování energie rovněž podporuje hospodářský růst vytvářením pracovních míst ve výrobě, instalaci a údržbě a zároveň podporuje udržitelnost životního prostředí prostřednictvím snižování emisí a spotřeby zdrojů.
5. Strategické výhodyEnergetická účinnost: Optimalizací využití energie a omezením plýtvání pomáhají skladovací systémy podnikům dosáhnout vyšší energetické účinnosti, což může vést ke snížení provozních nákladů a snížení uhlíkové stopy.

   Snížení provozních rizik: Spolehlivý záložní zdroj energie snižuje riziko přerušení provozu v důsledku výpadku proudu, čímž minimalizuje možné finanční ztráty a zvyšuje celkovou stabilitu podniku.

Životnost komerčních systémů skladování energie

Životnost komerčních systémů skladování energie se liší podle technologie a způsobu použití. Obecné rozsahy zahrnují:

• Lithium-iontové baterie: 8 až 15 let
• Redoxní průtokové baterie: 5 až 15 let
• Systémy skladování vodíku: 8 až 15 let

Zavedení pokročilých monitorovacích a diagnostických nástrojů může pomoci předvídat potenciální problémy a předcházet jim, což dále prodlouží provozní životnost systémů pro ukládání energie.

Jak navrhnout komerční systém skladování energie podle požadavků aplikace

Návrh komerčního systému skladování energie je složitý proces zahrnující několik klíčových kroků a technologických rozhodnutí, aby systém účinně splňoval požadavky aplikace a výkonnostní kritéria.

1. Identifikace scénářů použití:Definice primárních služeb: Prvním krokem je specifikace hlavních služeb, které bude systém poskytovat, jako je snižování špiček, přesun zátěže a záložní napájení. Různé aplikace mohou vyžadovat řešení skladování energie na míru.
2. Definování metrik výkonu:Výkonové a energetické parametry: Určete maximální výkon a kapacitu ukládání energie, které systém vyžaduje.

   Efektivita: Zvažte účinnost přeměny energie v systému, abyste minimalizovali ztráty při přenosu energie.

   Životní cyklus: Vyhodnoťte očekávanou životnost cyklů nabíjení a vybíjení za den, týden nebo rok, což je rozhodující pro nákladovou efektivitu.

3. Výběr technologie:Technologie ukládání dat: Na základě výkonnostních ukazatelů vyberte vhodné technologie skladování energie, jako jsou lithium-iontové baterie, olověné baterie, průtokové baterie nebo skladování energie ve stlačeném vzduchu. Každá technologie nabízí jedinečné výhody a je vhodná pro různé provozní potřeby. Například lithium-iontové baterie poskytují vysokou hustotu energie a dlouhou životnost cyklu, takže jsou ideální pro požadavky na dlouhodobé skladování energie.
4. Návrh systému:Konfigurace a integrace: Navrhněte fyzické uspořádání a elektrické připojení systému tak, aby byla zajištěna účinná interakce se sítí, jinými zdroji energie a zátěží.

   Kontrola a řízení: Začlenění systémů, jako jsou systémy správy baterií (BMS), systémy správy energie (EMS) a střídače, pro udržení optimálního výkonu systému. Tyto systémy vyrovnávají napětí, teplotu, proud, stav nabití a celkový stav systému.

5. Hodnocení systému:Testování výkonu: Proveďte komplexní testování, abyste ověřili výkonnost systému v různých podmínkách zatížení a sítě.

   Zajištění spolehlivosti: Posuďte dlouhodobou spolehlivost a stabilitu systému, včetně řízení teploty, předpovědi životnosti baterií a schopnosti reagovat na mimořádné události.

   Analýza ekonomických přínosů: Analyzujte celkové ekonomické přínosy systému, včetně úspor energie, snížení nákladů na elektřinu, zapojení do síťových služeb (např. odezva na poptávku) a prodloužení životnosti síťové infrastruktury.

Navrhování komerčních systémů skladování energie vyžaduje komplexní zvážení technologických, ekonomických a environmentálních faktorů, aby bylo zajištěno, že systém bude během provozu poskytovat očekávaný výkon a návratnost.

Výpočet nákladů a přínosů

Levelizované náklady na skladování (LCOS) jsou běžnou metrikou používanou k hodnocení nákladů a hodnoty systémů skladování energie. Vyjadřuje celkové náklady po dobu životnosti vydělené celkovým energetickým výkonem po dobu životnosti. Porovnání LCOS s potenciálními toky příjmů nebo úsporami nákladů pomáhá určit ekonomickou proveditelnost projektu skladování.

Integrace s fotovoltaikou

Komerční bateriové úložné systémy lze integrovat s fotovoltaickými (FV) systémy a vytvořit tak řešení typu solární energie plus úložiště. Tyto systémy ukládají přebytečnou solární energii pro pozdější využití, čímž zvyšují vlastní spotřebu energie, snižují poplatky za odběr a poskytují spolehlivou záložní energii. Podporují také síťové služby, jako je regulace frekvence a energetická arbitráž, což z nich činí nákladově efektivní a ekologickou volbu pro podniky.

Závěr

Komerční systémy skladování energie jsou s rozvojem technologií a zaváděním podpůrných politik stále životaschopnější a atraktivnější. Tyto systémy nabízejí významné výhody, včetně úspory nákladů, zvýšení odolnosti a lepší integrace obnovitelných zdrojů energie. Pochopením komponent, aplikací a výhod mohou podniky činit informovaná rozhodnutí, aby plně využily potenciál komerčních systémů skladování energie.

Kamada Power OEM ODM Komerční systémy skladování energie na zakázku, Kontakt Kamada Power pro Získat nabídku