Integrasi Jaringan Sistem Penyimpanan Energi Komersial & Industri (C&I ESS)
Seiring evolusi industri otomotif, sumber energi baru seperti tenaga surya, angin, dan pasang surut semakin terintegrasi ke dalam stasiun pengisian kendaraan. Menyeimbangkan ketidakcocokan pasokan - permintaan listrik di berbagai periode waktu dan mengatasi keterbatasan lokasi untuk stasiun penyimpanan energi skala besar telah menjadikan sistem penyimpanan energi komersial dan industri (C&I) fokus utama dalam aplikasi jaringan listrik.
Makalah ini membahas berbagai kasus penggunaan mereka dalam jaringan listrik, mencakup fitur teknis, prinsip operasional, dll. Makalah ini juga memeriksa tantangan teknis dan ekonomi yang dihadapi oleh penerapan penyimpanan energi C&I dan meramalkan tren perkembangan masa depan.
1. Latar Belakang
Dalam transisi energi global dan tekanan ekologis yang semakin memburuk, sistem listrik menghadapi tantangan yang semakin meningkat: intermitensi/volatilitas energi baru, pertumbuhan terus-menerus dalam permintaan listrik, dan peningkatan persyaratan kualitas listrik. Stasiun pengisian kendaraan listrik dan fasilitas penyimpanan energi C&I sering kali terletak dekat area perkotaan, menghadapi batasan ukuran lokasi yang ketat. Penyimpanan energi C&I menawarkan solusi yang fleksibel dan efisien untuk masalah stabilitas pasokan listrik sambil menghindari hambatan konstruksi penyimpanan skala besar karena keterbatasan ruang, membuka jalur baru untuk keandalan dan aksesibilitas jaringan.
2 Tinjauan Sistem Penyimpanan Energi Komersial dan Industri
2.1 Prinsip Kerja
Sistem penyimpanan energi komersial dan industri menyimpan energi listrik dalam media tertentu, seperti baterai dan superkapasitor, melalui Sistem Konversi Daya (PCS). Ketika diperlukan, ia melepaskan energi yang tersimpan, memungkinkan penjadwalan energi listrik dan pengaturan daya. Secara umum, sistem penyimpanan energi terdiri dari baterai, Sistem Manajemen Baterai (BMS), Sistem Manajemen Energi (EMS), modul kombiner DC, PCS, dan sistem output. Diagram skematik sistem penyimpanan energi ditunjukkan pada Gambar 1.
2.2 Jenis dan Fitur
(1) Mode lemari all-in-one. Dari segi penampilan, mirip dengan lemari distribusi, menempati ruang yang relatif sedikit, sehingga cocok untuk dipasang dalam skenario ruang terbatas. Dengan tingkat modularisasi yang tinggi, mudah untuk transportasi, ekspansi, dan perawatan.
(2) Mode Lemari Terpisah
Mengingat keterbatasan ukuran lemari, kapasitasnya relatif kecil (biasanya 200 kWh), cocok untuk skenario kapasitas rendah. Beberapa lemari dapat dirakit untuk kebutuhan penyimpanan energi yang lebih besar.
Mode lemari terpisah menggabungkan lemari baterai dan lemari kontrol sistem (biasanya ≤2 lemari baterai, misalnya, konfigurasi 1 + 1/1 + 2). Meskipun memakan ruang (dibandingkan dengan all-in-one), mode ini cocok untuk skenario dengan batasan ruang yang lebih longgar.
Fungsi inti dimodularisasi: lemari baterai khusus untuk penyimpanan/manajemen energi, dengan pendinginan mandiri (udara/cairan), desain pemadam kebakaran, dan tahan ledakan. Lemari kontrol menangani koordinasi sistem, konvergensi baterai, dan konversi daya.
Ini meningkatkan keandalan dan kemudahan perawatan — kerusakan pada satu modul tidak mengganggu modul lain, dan jumlah lemari baterai dapat disesuaikan secara fleksibel dengan berbagai kebutuhan. Kedua mode ini digambarkan pada Gambar 2.
3 Aplikasi Sistem Penyimpanan Energi Komersial dan Industri
3.1 Pemangkasan Puncak Daya
Pengguna komersial dan industri menunjukkan perbedaan beban listrik antara puncak dan lembah. Dengan mengisi ulang selama periode off-peak dan mengeluarkan daya pada saat puncak, sistem penyimpanan energi membantu menyeimbangkan beban, mengurangi biaya listrik, dan meringankan tekanan pasokan jaringan selama jam puncak, sehingga meningkatkan efisiensi operasi jaringan.
3.2 Peningkatan Kualitas Listrik
Sistem penyimpanan energi dapat merespons cepat terhadap masalah kualitas listrik dalam jaringan. Mereka meningkatkan kualitas listrik dengan menyediakan atau menyerap daya reaktif, menstabilkan fluktuasi tegangan, dan mengurangi harmonisa.
3.3 Sumber Daya Cadangan
Ketika terjadi gangguan atau pemadaman jaringan, sistem penyimpanan energi berfungsi sebagai sumber daya cadangan, menyediakan listrik jangka pendek untuk pengguna komersial dan industri. Ini meminimalkan kerugian dan meningkatkan keandalan pasokan listrik.
3.4 Integrasi Energi Terbarukan
Untuk pengguna komersial dan industri dengan energi terbarukan terdistribusi (misalnya, tenaga surya, angin, pasang surut), sistem penyimpanan energi menyimpan surplus pembangkitan terbarukan. Mereka melepaskan daya yang tersimpan selama periode produksi terbarukan rendah (misalnya, tidak ada cahaya matahari atau angin lemah), meningkatkan utilitas energi terbarukan dalam jaringan dan mempercepat transisi energi. Contoh sukses adalah stasiun pengisian solar-storage-integrated, yang mengoptimalkan karakteristik tenaga fotovoltaik.
4 Tantangan dalam Aplikasi
4.1 Tantangan Teknis
(1) Mengenai umur layanan, kinerja, dan efisiensi muat-lepas baterai: Meskipun beberapa produk saat ini mencapai nol penurunan kapasitas selama 5 tahun dan efisiensi konversi PCS melebihi 95%, terobosan teknis tetap sulit. Optimalisasi strategi manajemen baterai dan peningkatan efisiensi konversi menjadi kunci dalam kompetisi produk.
(2) Mengenai stabilitas baterai dan keselamatan sistem: Dibandingkan dengan penyimpanan energi skala besar, penyimpanan energi komersial dan industri lebih dekat dengan area perumahan. Oleh karena itu, sistem manajemen termal baterai, sistem tahan ledakan, dan sistem pemadam kebakaran sangat penting untuk memastikan stabilitas baterai dan keselamatan sistem.
4.2 Tantangan Ekonomi
(1) Biaya investasi awal yang tinggi dan periode pengembalian yang panjang.
(2) Saat ini, pendapatan dari penyimpanan energi komersial dan industri sebagian besar berasal dari arbitrase harga puncak-lembah, dan keberlanjutan serta stabilitas pendapatan perlu ditingkatkan.
5 Kesimpulan
Sistem penyimpanan energi komersial dan industri memiliki prospek luas dan nilai aplikasi yang signifikan dalam jaringan listrik, memainkan berbagai peran. Mereka tidak hanya membantu meningkatkan stabilitas dan keandalan jaringan, tetapi juga memberikan manfaat ekonomi bagi pengguna, mempromosikan pemanfaatan energi yang efisien dan pembangunan berkelanjutan. Namun, masih banyak tantangan teknis dan ekonomi yang ada. Perlu upaya lebih lanjut untuk memperkuat inovasi teknologi, meningkatkan mekanisme pasar dan kebijakan, serta mendorong penerapan luas dan pengembangan sehat dari sistem penyimpanan energi komersial dan industri.
