Граѓански и индустриски системи за чување на енергија (C&I ESS) во мрежата

Како автомобилската индустрија се развива, нови извори на енергија како сончева, ветар и таласна енергија се све повеќе интегрирани во станиците за полнеж на возила. Балансирањето на несовпаѓањата во понудата и барањето на енергија во различни временски периоди и надолазањето над ограничувањата поврзани со локацијата за големи складишта на енергија за полнеж стануваа фокус на примена на системите за складирање на енергија за бизнис и индустрија (C&I) во мрежите за енергија.

Овој труд се залага на нивните разнообразни случаи на употреба во мрежите за енергија, покривајќи технички карактеристики, принципи на работа итн. Исто така, ги испитува техничките и економските предизвици пред кои стоат деплоевите на C&I складишта на енергија и прогнозира трендовите на будното развитие.

1. Позадина

Среди глобалната транзиција на енергијата и оштреењето на еколошкиот притис, системите за енергија се соочуваат со растечки предизвици: прераснување/варијабилност на новата енергија, непрекинат растег на потребата за електрична енергија и повишени барања за квалитет на енергијата. Станциите за полнеж на електромобили и објектите за складирање на енергија за бизнис и индустрија често се наоѓаат близу до градски области, со строги ограничувања по големина на локацијата. Складирањето на енергија за бизнис и индустрија овозможува флексибилно, ефикасно решение на проблемите со стабилноста на понудата на енергија, додека обидува барери за градба на големи складишта поради просторни ограничувања, отварајќи нов пат за надежност и достапност на мрежата.

2 Преглед на системите за складирање на енергија за бизнис и индустрија
2.1 Принцип на работа

Системот за складирање на енергија за бизнис и индустрија складира електрична енергија во специфични медиуми, како аккумулатори и супер кондензатори, преку Систем за конверзија на енергија (PCS). Кога е потребно, го освободува складираната енергија, што овозможува распоредување на електричната енергија и регулација на моќта. Обично системот за складирање на енергија се состои од аккумулатори, Систем за управување со аккумулаторите (BMS), Систем за управување со енергијата (EMS), модул за комбинирање на DC, PCS и излезен систем. Шематичниот дијаграм на системот за складирање на енергија е прикажан на Слика 1.

2.2 Видови и карактеристики

(1) Модел со целосна кабина. Изгледа како распределителна кабина, займувајќи релативно мало пространство, па затоа е прифатлив за инсталација во сценарија со ограничено пространство. Со висок степен на модуларност, е удобен за превоз, експанзија и одржувание.

(2) Модел со поделена кабина

Зборавме за ограничувањата на големината на кабината, неговата капацитет е релативно мал (обично 200 kWh), прифатлив за сценарија со ниска капацитет. Множество кабини можат да се сведнат за потреби за поголемо складирање на енергија.

Моделот со поделена кабина комбинира кабина за аккумулатори и контролна кабина (обично ≤2 кабини за аккумулатори, на пример, 1 + 1/1 + 2 конфигурации). Иако потроши повеќе простор (во споредба со целосната), тој е прифатлив за сценарија со помалку строги просторни ограничувања.

Основните функции се модуларизирани: кабината за аккумулатори се специјализира на складирање/управување со енергија, со независни системи за хлаѓање (воздух/текутина), противопожарни и експлозивни дизајни. Контролната кабина се занимава со координација на системот, конвергенција на аккумулаторите и конверзија на моќта.

Ова го подобрува надежноста и одржливоста — грешките во еден модул не ги прекинуваат другите, и количеството на кабини за аккумулатори се прилагодува на различни потреби. Обата модела се прикажани на Слика 2.

3 Примена на системите за складирање на енергија за бизнис и индустрија
3.1 Смањување на пики на моќта

Комерцијалните и индустријските корисници имаат разлики во пики и долини на електричната наглас. Складирањето на енергија со полнеж во периоди на минимална наглас и исцаедување во пики помага да се изедначи нагласата, да се намали цената на електричната енергија и да се облекчи притискот на мрежата за понуда во пики, што го подобрува ефикасноста на операциите на мрежата.

3.2 Подобрување на качеството на моќта

Системите за складирање на енергија можат брзо да реагираат на проблеми со качеството на електричната енергија во мрежата. Тие го подобруваат качеството на електричната енергија со доставување или апсорбирање на реактивна моќ, стабилизација на флуктуациите на напонот и намалување на гармонии.

3.3 Резервен извор на енергија

Кога се случат погрешки или прекини во мрежата, системите за складирање на енергија делуваат како резервни извори на енергија, доставувајќи краткосрочна електрична енергија за комерцијални и индустријски корисници. Ова ги минимизира загубите и го подобрува надежноста на понудата на енергија.

3.4 Интеграција на обновливи извори на енергија

За комерцијални и индустријски корисници со распределени обновливи извори на енергија (на пример, сончеви, ветар, таласна енергија), системите за складирање на енергија го складираат излишокот од производството на обновливи извори. Тие го исцедуваат складираната моќ во периоди на ниско производство на обновливи извори (на пример, без сонце или слаб ветар), го подобруваат користењето на обновливата енергија во мрежата и го забрзуваат преходот на енергијата. Успешен пример е интегрираниот стан за сончево-складирање-полнеж, кој оптимизира карактеристиките на фотovoltaic моќта.

4 Предизвици во примената
4.1 Технички предизвици

(1) По отношение на годините на служба, перформансата и ефикасноста на полнеж-исцедување на аккумулаторите: Иако некои моментални продукти постигнуваат нулта капацитетска дејградација за 5 години и ефикасност на конверзија на PCS над 95%, техничките пробоји остануваат тешки. Оптимизирањето на стратегиите за управување со аккумулаторите и подобрувањето на ефикасноста на конверзијата станаа клучни за конкурентноста на производите.

(2) По отношение на стабилноста на аккумулаторите и безопасноста на системот: Во споредба со големите складишта на енергија, складиштата на енергија за бизнис и индустрија се поблиски до населбените области. Затоа, системите за термално управување со аккумулаторите, противопожарни системи и системи против експлозии се критични за осигурување на стабилноста на аккумулаторите и безопасноста на системот.

4.2 Економски предизвици

(1) Високи почетни инвестиционални трошоци и долг период на враќање на инвестицијата.

(2) Во моментов, приходите од комерцијалните и индустријски складишта на енергија главно доаѓаат од арбитраж на цени во пики-долини, а устойчивоста и стабилноста на приходите треба да се подобрат.

5 Заклучок

Системите за складирање на енергија за бизнис и индустрија имаат широки перспективи и значајна вредност во примената во мрежите за енергија, играјќи многу роли. Не само што помогнуваат да се подобри стабилноста и надежноста на мрежата, туку и донаесуваат економски придобивки на корисниците, продвикувајќи ефикасна употреба на енергијата и одржив развој. Меѓутоа, все уште постојат многу технички и економски предизвици. Потребни се дополнителни напори за јачање на технологичката иновација, подобрување на маркетските механизми и политики, и за да се подгответ за широко применување и здрав развој на системите за складирање на енергија за бизнис и индустрија.