Kaupluse ja tööstusenergiaakude võrguintegreerimine (C&I ESS)

Kui autotööstus areneneb, integreeritakse uusi energiaallikaid, nagu päikeseenergia, tuuleenergia ja ookeaniline energia, üha rohkem sõidukiladustamisjaamates. Võimsuse pakkumise - nõudluse ebavõrdsuse tasakaalustamine erinevatel perioodidel ja suurte ladestamisjaamade ruumiliste piirangute ületamine on muutnud kaubanduslikud ja tööstuslikud (C&I) energialadustussüsteemid võrgu rakenduste fookuspunktiks.

See artikkel uurib nende mitmekesist kasutust võrkudes, katta tehnilisi omadusi, toimimisprintsiipe jne. See kaalub C&I energialadustuse juurutamisel esinevaid tehnilisi ja majanduslikke väljakutseid ning ennustab tulevase arengusuunda.

1. Taust

Globaalsel energiakärbisel ja halvenevatel ökosüsteemi surve all võrkudele esinevad suurenedavad väljakutsed: uue energia ebaregulaarsus/volatiilsus, elektrivaategu jätkuv kasv ja tõusvate elektroonika kvaliteedi nõuded. Elektriautode ladestamisjaamad ja C&I energialadustussüsteemid asuvad sageli lähedal linnaaladel, kus on rangeid maadirestrictsioone. C&I energialadustus pakub paindlikku ja efektiivset lahendust võimsuse pakkumise stabiilsuse küsimustele, vältides suurte ladestusobjektide ehitamise barjääre ruumiliste piirangute tõttu, avades uue tee võrgu usaldusväärsusele ja ligipääsuks.

2 Kaubanduslike ja tööstuslike energialadustussüsteemide ülevaade
2.1 Toimimisprintsiip

Kaubanduslik ja tööstuslik energialadustussüsteem ladustab elektrilist energiat konkreetsete meediumites, näiteks akkus ja superkapasitorid, Power Conversion Systemi (PCS) kaudu. Vajalikul ajal vabastab see ladustatud energiat, lubades elektrilise energiakava ja võimsuse reguleerimist. Tavaliselt koosneb energialadustussüsteem akkudest, Battery Management Systeemist (BMS), Energy Management Systeemist (EMS), DC kombinatsioonimoodulist, PCS-st ja väljundisüsteemist. Energialadustussüsteemi skeem on näidatud Joonis 1.

2.2 Tüübid ja omadused

(1) Koguüksuslik kabinetimood. See näeb välja nagu jaotuskabinet, võtab endale suhteliselt vähe ruumi, seega sobib piiratud ruumiga stsenaariumide paigaldamiseks. Kõrge modulaarsega, on see transpordile, laiendamisele ja hooldusele mugav.

(2) Jagatud kabinetimood

Arvestades kabineti suuruse piirangut, on tema kapatsitus suhteliselt väike (tavaliselt 200 kWh), mis sobib madala kapatsusega stsenaariumidele. Suuremate energialadustuse vajaduste korral saab kokku paigutada mitmeid kabinetisid.

Jagatud kabinetimood sisaldab akukuubit ja süsteemi juhtimiskabinetit (tavaliselt ≤2 akkuubit, näiteks 1 + 1/1 + 2 konfiguratsioon). Kuigi see võtab rohkem ruumi (võrreldes koguüksusliku kabinetiga), sobib see stsenaariumidele, kus on vähem range ruumilised piirangud.

Tugifunktsioonid on modulariseeritud: akukuubit spetsialiseeritakse energialadustuse ja haldamiseks, seal on sõltumatud jahutussüsteem (õhu/vesi), tulekahjuste ja plahvatuskindla disain. Juhtimiskabinet vastutab süsteemi koordineerimise, akkuide koondamise ja võimsuse teisendamise eest.

See suurendab usaldusväärsust ja hooldamisvõimet — ühe mooduli tõttu tekkinud vigade ei häiriks teisi, ja akukuubitide arv on paindlikult kohandatav erinevatele nõudmistele. Mõlemad moodid on näidatud Joonis 2.

3 Kaubanduslike ja tööstuslike energialadustussüsteemide rakendamine
3.1 Võimsuse kuldpiki kontrollimine

Kaubandus- ja tööstuslikud kasutajad näitavad elektrivaategu kuldpikiga vahe. Ladustades energiat madalperioodil ja vabastades seda kõrgeperioodil, aitavad energialadustussüsteemid tasakaalustada laet, vähendada elektri maksumust ja leevendada võrgu pakkumise surve kulgpikidel perioodidel, seega parandades võrgu töö efektiivsust.

3.2 Võimsuse kvaliteedi parandamine

Energialadustussüsteemid reageerivad kiiresti võrgu võimsuse kvaliteedi probleemidele. Nad parandavad võimsuse kvaliteeti, pakkudes või absorbides reaktiivset võimu, stabiliseerides pingefluktuatsioone ja vähendades harmonikuid.

3.3 Varavarustus

Kui võrgus esineb katkestusi või väljalülitusi, siis energialadustussüsteemid toimivad varavarustuse kui, pakkudes lühiajalist elektrit kaubandus- ja tööstuslikele kasutajatele. See minimeerib kahju ja parandab varustuse usaldusväärsust.

3.4 Uue energia integreerimine

Kaubandus- ja tööstuslikele kasutajatele, kes kasutavad hajustatud taastuvenergia (nt päikeseenergiat, tuuleenergiat, ookeanilist energiat), aitavad energialadustussüsteemid ladustada üleliigset taastuvenergia tootmist. Nad vabastavad ladustatud energiat perioodidel, kus taastuvenergia tootmine on madal (nt puudub päikesevalgus või on nõrga tuul), tõstes taastuvenergia kasutamist võrgus ja kiirendades energiaüleminekut. Eduka näiteks on integreeritud päikese-ladustus-ladestamisjaam, mis optimiseerib fotogaania energiaomadusi.

4 Rakendamise väljakutsed
4.1 Tehnilised väljakutsed

(1) Akku teenistusaeg, jõudlus ja laadimis-vabastamise tõhusus: Kuigi mõned praegused tooted saavutavad viie aasta jooksul null kapasiteedikahanemist ja PCS teisendustõhusus yletab 95%, on tehnilised läbimurded ikka raske. Akkuide haldamise strateegiate optimeerimine ja teisendustõhususe parandamine on muutunud toote konkurentsivõimu võtmeks.

(2) Akkuide stabiilsus ja süsteemi ohutus: Võrreldes suurte energialadustussüsteemidega, on kaubandus- ja tööstuslikud energialadustussüsteemid lähedal elupaikadele. Seega on akkuide soojuse haldamise süsteemid, plahvatuskindlad süsteemid ja tuletõrje süsteemid olulised akkuide stabiilsuse ja süsteemi ohutuse tagamiseks.

4.2 Majanduslikud väljakutsed

(1) Kõrge algne investeerimiskulu ja pikk tagastusaeg.

(2) Praegu tuleb kaubandus- ja tööstusliku energialadustuse tulud peamiselt kulgpikiperioodilise hinnarahu, ja tulu jätkusuutlikkuse ja stabiilsuse tuleb parandada.

5 Lõppkokkuvõte

Kaubandus- ja tööstuslikud energialadustussüsteemid omavad laia perspektiivi ja olulist rakendusväärtust võrkudes, täites mitmekesist rolli. Nad aitavad mitte ainult parandada võrgu stabiilsust ja usaldusväärsust, vaid toovad kasutajatele ka majanduslikku kasu, edendades efektiivset energiakasutust ja jätkusuutlikku arengut. Siiski eksisteerib veel palju tehnilisi ja majanduslikke väljakutseid. On vaja lisapalgandusi, et tugevdada tehnoloogilisi innovatsioone, parandada turumechanisme ja poliitikaid, ning edendada kaubandus- ja tööstuslike energialadustussüsteemide laialdasemat rakendamist ja terviklikku arengut.