Vodnik po komercialnih sistemih za shranjevanje energije

Kaj so komercialni sistemi za shranjevanje baterij?

100kwh baterija in . 200kwh baterija Komercialni baterijski sistemi za shranjevanje energije so napredne rešitve za shranjevanje energije, namenjene shranjevanju in sproščanju električne energije iz različnih virov. Delujejo kot velike banke električne energije, saj za učinkovito upravljanje pretoka energije uporabljajo akumulatorske baterije, ki so nameščene v zabojnikih. Ti sistemi so na voljo v različnih velikostih in konfiguracijah, da ustrezajo posebnim potrebam različnih aplikacij in strank.

Modularna zasnova komercialni sistemi za shranjevanje baterij omogoča razširljivost, saj so zmogljivosti shranjevanja običajno od 50 kWh do 1 MWh. Zaradi te prilagodljivosti so primerni za številna podjetja, vključno z malimi in srednje velikimi podjetji, šolami, bolnišnicami, bencinskimi servisi, trgovinami na drobno in industrijskimi objekti. Ti sistemi pomagajo pri upravljanju potreb po energiji, zagotavljajo rezervno napajanje med izpadi in podpirajo vključevanje obnovljivih virov energije, kot sta sončna in vetrna energija.

Prilagodljivost modularne zasnove zagotavlja, da je te sisteme mogoče prilagoditi posebnim energetskim zahtevam, kar zagotavlja stroškovno učinkovito rešitev za povečanje energetske učinkovitosti in zanesljivosti v različnih sektorjih.

100kwh baterije Komercialni sistemi za shranjevanje energije

Sestavni deli komercialnih sistemov za shranjevanje energije in njihova uporaba

Komercialni sistemi za shranjevanje energije so sestavljeni iz več ključnih sestavnih delov, od katerih ima vsak posebno vlogo pri izpolnjevanju različnih aplikacijskih potreb. V nadaljevanju so podrobno opisane te komponente in njihove posebne uporabe v resničnih scenarijih:

1. Baterijski sistem:
   • Osnovna komponenta: Baterijski sistem je sestavljen iz posameznih baterijskih celic, ki shranjujejo električno energijo. Litij-ionske baterije se pogosto uporabljajo zaradi visoke gostote energije in dolge življenjske dobe.
   • Aplikacije: Pri zmanjševanju konic in preusmerjanju obremenitve se baterijski sistem polni v obdobjih nizkega povpraševanja po električni energiji in izprazni shranjeno energijo v času največjega povpraševanja, s čimer se učinkovito zmanjšajo stroški energije.
2. Sistem za upravljanje baterije (BMS):
   • Funkcija: Sistem BMS spremlja stanje in parametre delovanja baterije, kot so napetost, temperatura in stanje napolnjenosti, ter tako zagotavlja varno in učinkovito delovanje.
   • Aplikacije: V aplikacijah za rezervno napajanje in mikroomrežja sistem BMS zagotavlja, da lahko baterijski sistem med izpadi omrežja zagotavlja stabilno zasilno napajanje, kar zagotavlja neprekinjeno poslovanje.
3. Inverter ali sistem za pretvorbo energije (PCS):
   • Funkcija: PCS pretvarja enosmerno energijo, shranjeno v baterijskem sistemu, v izmenično energijo, ki jo potrebujejo omrežje ali bremena, pri tem pa ohranja stabilno izhodno napetost in kakovost energije.
   • Aplikacije: V sistemih, priključenih na omrežje, PCS omogoča dvosmerni pretok energije, podpira izravnavo obremenitve in nadzor frekvence omrežja za povečanje zanesljivosti in stabilnosti omrežja.
4. Sistem za upravljanje energije (EMS):
   • Funkcija: Sistem EMS optimizira in upravlja pretok energije v sistemu shranjevanja ter ga usklajuje z omrežjem, bremeni in drugimi viri energije. Izvaja naloge, kot so zmanjševanje konic, preusmerjanje obremenitve in energetska arbitraža.
   • Aplikacije: Pri vključevanju obnovljivih virov energije EMS izboljšuje predvidljivost in stabilnost sončne in vetrne energije z optimizacijo uporabe in shranjevanja energije.
5. Dvosmerni pretvornik:
   • Funkcija: Dvosmerni pretvorniki omogočajo izmenjavo energije med baterijskim sistemom in omrežjem po potrebi ter podpirajo prožno upravljanje energije in avtonomno delovanje ob izpadih omrežja.
   • Aplikacije: Pri oskrbi z električno energijo v mikromrežju in na oddaljenih območjih dvosmerni pretvorniki zagotavljajo avtonomijo sistema in sodelujejo z glavnim omrežjem ter tako povečujejo zanesljivost in trajnost oskrbe z električno energijo.
6. Transformator:
   • Funkcija: Transformatorji prilagodijo izhodno napetost baterijskega sistema zahtevam omrežja ali bremen ter tako zagotovijo učinkovit prenos energije in stabilnost sistema.
   • Aplikacije: V obsežnih industrijskih in komercialnih aplikacijah transformatorji optimizirajo učinkovitost prenosa energije in stabilnost delovanja sistema z zagotavljanjem ustreznega usklajevanja napetosti.
7. Zaščitne naprave:
   • Funkcija: Zaščitne naprave spremljajo in se odzivajo na napetostne prenapetosti, kratke stike in druge anomalije v omrežju ter tako zagotavljajo varno delovanje in zmanjšujejo škodo na opremi.
   • Aplikacije: Pri vključevanju v omrežje in v okoljih s hitrimi spremembami obremenitve zaščitne naprave varujejo baterijski sistem in omrežje ter zmanjšujejo stroške vzdrževanja in obratovalna tveganja.
8. Hladilni sistemi:
   • Funkcija: Hladilni sistemi vzdržujejo optimalno delovno temperaturo baterij in pretvornikov ter preprečujejo pregrevanje in poslabšanje delovanja, kar zagotavlja dolgoročno stabilnost sistema.
   • Aplikacije: V visokotemperaturnih okoljih in pri obremenitvah z visoko močjo hladilni sistemi zagotavljajo potrebno zmogljivost odvajanja toplote, kar podaljša življenjsko dobo opreme in optimizira energetsko učinkovitost.
9. Napredni nadzorni sistemi:
   • Funkcija: Napredni nadzorni sistemi se povezujejo z EMS in BMS za spremljanje in optimizacijo delovanja in učinkovitosti celotnega sistema za shranjevanje energije.
   • Aplikacije: V obsežnih komercialnih in industrijskih aplikacijah napredni nadzorni sistemi z analizo podatkov v realnem času in podporo odločanju izboljšujejo odzivnost sistema in učinkovitost delovanja.

Te komponente in njihova uporaba kažejo ključno vlogo in praktično uporabo komercialnih sistemov za shranjevanje energije v sodobnem upravljanju energije. Z učinkovito uporabo teh tehnologij in strategij lahko podjetja dosežejo prihranke energije, zmanjšajo emisije ogljika ter povečajo zanesljivost in trajnost oskrbe z energijo.

Vrste komercialnih sistemov za shranjevanje energije

1. Mehansko shranjevanje: Za shranjevanje energije uporablja fizične gibe ali sile. Primeri vključujejo črpalno hidroenergijo (PSH), skladiščenje energije s stisnjenim zrakom (CAES) in skladiščenje energije z vztrajnikom (FES).
2. Elektromagnetno shranjevanje: Za shranjevanje energije uporablja električna ali magnetna polja. Primeri vključujejo kondenzatorje, superkondenzatorje in superprevodno magnetno shranjevanje energije (SMES).
3. Shranjevanje toplote: Shranjuje energijo v obliki toplote ali hladu. Primeri vključujejo stopljeno sol, tekoči zrak, kriogeno shranjevanje energije (CES) in sisteme led/voda.
4. Skladiščenje kemikalij: Pretvarja in shranjuje energijo s kemičnimi procesi, kot je shranjevanje vodika.
5. Elektrokemično shranjevanje: Gre za baterije, ki shranjujejo in sproščajo energijo z elektrokemičnimi reakcijami. Litij-ionske baterije so zaradi visoke učinkovitosti in gostote energije najpogostejša vrsta, ki se uporablja v komercialnih okoljih.

Vsaka vrsta sistema shranjevanja ima svoje edinstvene prednosti in omejitve, zato je primerna za različne aplikacije in operativne zahteve.

Uporaba komercialnih sistemov za shranjevanje energije

Komercialni sistemi za shranjevanje energije se uporabljajo za različne namene, ki zagotavljajo gospodarske koristi ter prispevajo k širšim energetskim in okoljskim ciljem. Te aplikacije so namenjene varčevanju s stroški in izboljšanju učinkovitosti delovanja. Tukaj je podroben pregled:

1. Ohranjanje konic:Zmanjšanje stroškov povpraševanja z izpraznitvijo shranjene energije v obdobjih visokega povpraševanja po električni energiji.Komercialni sistemi za shranjevanje energije sproščajo shranjeno energijo v obdobjih največjega povpraševanja po električni energiji in tako zmanjšujejo stroške povpraševanja za podjetja. To je še posebej koristno za objekte z visokim razmerjem med konico in povprečjem ali tiste, za katere veljajo visoki stroški povpraševanja, kot so šole, bolnišnice, bencinske črpalke, trgovine in industrija.
2. Premikanje tovora:shranjuje energijo v obdobjih nizkih cen električne energije in jo odvaja, ko so cene visoke, s čimer prihrani stroške odjemalcem s časovno omejeno porabo.Ti sistemi shranjujejo presežno energijo v obdobjih nizkih cen električne energije in jo odvajajo v obdobjih najvišjih cen. To koristi odjemalcem, ki uporabljajo cene za časovno porabo ali cene v realnem času. Hotel na Havajih je na primer uporabil sistem litij-ionskih baterij z močjo 500 kW/3 MWh za preusmeritev obremenitve z električno energijo iz dnevnega v nočni čas in tako prihranil $275.000 letno.
3. Vključevanje obnovljivih virov energije:izboljša uporabo obnovljivih virov energije s shranjevanjem presežne proizvodnje in njenim sproščanjem, ko je to potrebno. Komercialni sistemi za shranjevanje energije shranjujejo presežno sončno ali vetrno energijo in jo sprostijo v času največjega povpraševanja po energiji ali ko je proizvodnja energije iz obnovljivih virov nizka. S tem se zmanjša odvisnost od fosilnih goriv in zmanjšajo emisije toplogrednih plinov. Poleg tega stabilizira omrežje, kar izboljša njegovo zanesljivost in varnost.
4. Rezervno napajanje:Zagotavlja zasilno napajanje med izpadi omrežja ter zagotavlja neprekinjeno poslovanje in operativno odpornost.Ti sistemi zagotavljajo rezervno napajanje med izpadi omrežja ali izrednimi razmerami, kar zagotavlja, da kritični objekti, kot so bolnišnice, podatkovni centri in industrijski objekti, ostanejo delujoči. Ta zmogljivost je ključnega pomena za objekte, ki si ne morejo privoščiti prekinitev oskrbe z električno energijo.
5. Mikroomrežje:Deluje kot samostojen energetski sistem ali v povezavi z glavnim omrežjem, kar povečuje zanesljivost in zmanjšuje emisije.Komercialni sistemi za shranjevanje energije so sestavni del mikroomrežij, ki delujejo samostojno ali so povezani z glavnim omrežjem. Mikroomrežja povečujejo zanesljivost lokalnega omrežja, zmanjšujejo emisije ter povečujejo energetsko neodvisnost in prilagodljivost skupnosti.

Te aplikacije ne prinašajo le neposrednih gospodarskih koristi, temveč prispevajo tudi k širšim energetskim in okoljskim ciljem, kot sta zmanjšanje emisij ogljika in izboljšanje stabilnosti omrežja. Komercialni sistemi za shranjevanje energije s povečanjem energetske učinkovitosti in zmanjšanjem operativnih tveganj ustvarjajo konkurenčne prednosti in priložnosti za trajnostni razvoj v komercialnih podjetjih in skupnostih.

Zmogljivost komercialnih sistemov za shranjevanje energije

Komercialni sistemi shranjevanja energije običajno obsegajo od 50 kWh do 1 MWh in so namenjeni različnim komercialnim in občinskim potrebam. Izbira zmogljivosti je odvisna od posebne uporabe in zahtevanih kazalnikov učinkovitosti.

Natančna ocena energetskih potreb in skrbno načrtovanje sta bistvenega pomena za določitev optimalne zmogljivosti shranjevanja za določeno uporabo, kar zagotavlja stroškovno učinkovitost in učinkovitost delovanja.

Prednosti komercialnih sistemov za shranjevanje energije

1. Odpornost
   Komercialni sistemi za shranjevanje energije zagotavljajo kritično rezervno napajanje med izpadi, kar zagotavlja neprekinjeno delovanje. To je še posebej pomembno za objekte, kot so bolnišnice, podatkovni centri in proizvodni obrati, kjer lahko prekinitve napajanja povzročijo velike finančne izgube ali ogrozijo varnost. Ti sistemi z zagotavljanjem zanesljivega vira energije med izpadi omrežja pomagajo ohranjati neprekinjeno poslovanje in ščitijo občutljivo opremo pred nihanjem električne energije.
2. Prihranki pri stroških
   Ena od glavnih finančnih prednosti komercialnih sistemov za shranjevanje energije je možnost preusmeritve porabe energije z obdobij konic na obdobja izven konic. Stroški električne energije so pogosto višji v času največjega povpraševanja, zato lahko shranjevanje energije v času izven konic, ko so cene nižje, in njena uporaba v času konic prineseta znatne prihranke. Poleg tega lahko podjetja sodelujejo v programih odzivanja na povpraševanje, ki ponujajo finančne spodbude za zmanjšanje porabe energije v obdobjih visokega povpraševanja. Te strategije ne le znižujejo račune za energijo, temveč tudi optimizirajo vzorce porabe energije.
3. Vključevanje obnovljivih virov energije
   Povezovanje komercialnih sistemov za shranjevanje energije z obnovljivimi viri energije, kot sta sonce in veter, povečuje njihovo učinkovitost in zanesljivost. Ti sistemi shranjevanja lahko zajemajo presežno energijo, proizvedeno v obdobjih visoke proizvodnje iz obnovljivih virov, in jo shranjujejo za uporabo, ko je proizvodnja manjša. S tem se ne le poveča uporaba obnovljive energije, temveč tudi zmanjša odvisnost od fosilnih goriv, kar prispeva k zmanjšanju emisij toplogrednih plinov. S stabilizacijo nestalnosti energije iz obnovljivih virov skladiščni sistemi omogočajo nemoten in bolj trajnosten prehod v energetiko.
4. Prednosti omrežja
   Komercialni sistemi za shranjevanje energije prispevajo k stabilnosti omrežja z uravnavanjem nihanj ponudbe in povpraševanja. Zagotavljajo pomožne storitve, kot sta regulacija frekvence in podpora napetosti, ki so ključne za ohranjanje celovitosti delovanja omrežja. Poleg tega ti sistemi povečujejo varnost omrežja, saj zagotavljajo dodatne plasti odpornosti proti kibernetskim napadom in naravnim nesrečam. Uvajanje sistemov za shranjevanje energije podpira tudi gospodarsko rast z ustvarjanjem delovnih mest v proizvodnji, namestitvi in vzdrževanju, hkrati pa spodbuja okoljsko trajnost z zmanjšanjem emisij in porabe virov.
5. Strateške koristiEnergetska učinkovitost: Z optimizacijo porabe energije in zmanjšanjem količine odpadkov sistemi za shranjevanje pomagajo podjetjem doseči večjo energetsko učinkovitost, kar lahko privede do nižjih stroškov poslovanja in manjšega ogljičnega odtisa.

   Zmanjšanje operativnega tveganja: Zanesljiv rezervni vir energije zmanjšuje tveganje motenj v delovanju zaradi izpada električne energije, s čimer zmanjšuje morebitne finančne izgube in povečuje splošno stabilnost poslovanja.

Življenjska doba komercialnih sistemov za shranjevanje energije

Življenjska doba komercialnih sistemov za shranjevanje energije se razlikuje glede na tehnologijo in uporabo. Splošni razponi vključujejo:

• Litij-ionske baterije: 8 do 15 let
• Redoks pretočne baterije: 5 do 15 let
• Sistemi za shranjevanje vodika: 8 do 15 let

Z uvedbo naprednih orodij za spremljanje in diagnosticiranje je mogoče predvideti in preprečiti morebitne težave ter tako še podaljšati življenjsko dobo sistemov za shranjevanje energije.

Kako zasnovati komercialni sistem za shranjevanje energije glede na zahteve aplikacije

Načrtovanje komercialnega sistema za shranjevanje energije je zapleten proces, ki vključuje več ključnih korakov in tehnoloških odločitev, da se zagotovi, da sistem učinkovito izpolnjuje zahteve uporabe in merila učinkovitosti.

1. Opredelitev scenarijev uporabe:Opredelitev primarnih storitev: V prvem koraku je treba določiti glavne storitve, ki jih bo sistem zagotavljal, kot so zmanjševanje konic, preusmerjanje obremenitve in rezervno napajanje. Različne aplikacije lahko zahtevajo prilagojene rešitve za shranjevanje energije.
2. Opredelitev metrik uspešnosti:Ocene moči in porabe energije: Določite največjo moč in zmogljivost shranjevanja energije, ki ju potrebuje sistem.

   Učinkovitost: Upoštevajte učinkovitost pretvorbe energije v sistemu, da bi zmanjšali izgube pri prenosu energije.

   Življenjski cikel: Ocenite pričakovano življenjsko dobo ciklov polnjenja in praznjenja na dan, teden ali leto, kar je ključnega pomena za stroškovno učinkovitost.

3. Izbira tehnologije:Tehnologije shranjevanja: Based on performance metrics, choose suitable storage technologies such as lithium-ion batteries, lead-acid batteries, flow batteries, or compressed air energy storage. Each technology offers unique advantages and is suited to different operational needs. For instance, lithium-ion batteries provide high energy density and long cycle life, making them ideal for long-term energy storage requirements.
4. System Design:Configuration and Integration: Design the physical layout and electrical connections of the system to ensure effective interaction with the grid, other energy sources, and loads.

   Control and Management: Incorporate systems like Battery Management Systems (BMS), Energy Management Systems (EMS), and inverters to maintain optimal system performance. These systems balance voltage, temperature, current, state of charge, and overall system health.

5. System Evaluation:Performance Testing: Conduct comprehensive testing to validate the system’s performance under various load and grid conditions.

   Reliability Assurance: Assess the system’s long-term reliability and stability, including temperature management, battery life predictions, and emergency response capabilities.

   Economic Benefit Analysis: Analyze the overall economic benefits of the system, including energy savings, reduced electricity costs, participation in grid services (e.g., demand response), and extended grid infrastructure lifespan.

Designing commercial energy storage systems requires a holistic consideration of technological, economic, and environmental factors to ensure the system delivers expected performance and returns during operation.

Calculating Cost and Benefit

The Levelized Cost of Storage (LCOS) is a common metric used to evaluate the cost and value of energy storage systems. It accounts for the total lifetime costs divided by the total lifetime energy output. Comparing LCOS with potential revenue streams or cost savings helps determine the economic feasibility of a storage project.

Integrating with Photovoltaics

Commercial battery storage systems can be integrated with photovoltaic (PV) systems to create solar-plus-storage solutions. These systems store excess solar energy for later use, enhancing energy self-consumption, reducing demand charges, and providing reliable backup power. They also support grid services like frequency regulation and energy arbitrage, making them a cost-effective and environmentally friendly option for businesses.

Zaključek

Commercial energy storage systems are becoming increasingly viable and attractive as technology advances and supportive policies are implemented. These systems offer significant benefits, including cost savings, enhanced resiliency, and improved integration of renewable energy sources. By understanding the components, applications, and advantages, businesses can make informed decisions to harness the full potential of commercial energy storage systems.

Kamada Power OEM ODM Custom Commercial Energy Storage Systems, Kontakt Kamada Power for Get a Quote