Pengintegrasian Grid Sistem Penyimpanan Tenaga Komersial & Industri (C&I ESS)

Seiring evolusi industri automotif, sumber tenaga baru seperti tenaga suria, angin, dan pasang surut semakin diintegrasikan ke dalam stesen pengisian kenderaan. Penyeimbangan ketidaksepadanan bekalan - permintaan tenaga pada masa yang berbeza dan mengatasi batasan lokasi untuk stesen pengecasan storan tenaga berskala besar telah menjadikan sistem storan tenaga komersial dan industri (C&I) menjadi fokus utama dalam aplikasi grid tenaga.

Kertas ini mengkaji pelbagai kes gunaan mereka dalam grid tenaga, merangkumi ciri teknikal, prinsip operasi, dan sebagainya. Ia juga meneliti cabaran teknikal dan ekonomi yang dihadapi oleh penerapan storan tenaga C&I serta meramalkan trend pembangunan masa depan.

1. Latar Belakang

Di tengah transisi tenaga global dan tekanan ekologi yang semakin meningkat, sistem tenaga menghadapi cabaran yang semakin besar: intermitensi/volatiliti tenaga baru, pertumbuhan permintaan elektrik yang berterusan, dan peningkatan keperluan kualiti tenaga. Stesen pengecasan kenderaan elektrik dan fasiliti storan tenaga C&I sering terletak berhampiran kawasan bandar, menghadapi batasan saiz tapak yang ketat. Storan tenaga C&I menawarkan penyelesaian yang fleksibel dan efisien untuk isu kestabilan bekalan tenaga sambil mengelakkan halangan pembinaan storan berskala besar disebabkan batasan ruang, membuka jalan baru untuk kebolehpercayaan dan kebolehcapaian grid.

2 Tinjauan Sistem Storan Tenaga Komersial dan Industri
2.1 Prinsip Kerja

Sistem storan tenaga komersial dan industri menyimpan tenaga elektrik dalam media tertentu, seperti bateri dan superkapasitor, melalui Sistem Penukaran Kuasa (PCS). Apabila diperlukan, ia melepaskan tenaga yang disimpan, membolehkan penjadualan tenaga elektrik dan peraturan kuasa. Secara umumnya, sistem storan tenaga terdiri daripada bateri, Sistem Pengurusan Bateri (BMS), Sistem Pengurusan Tenaga (EMS), modul penggabungan DC, PCS, dan sistem output. Gambar rajah sistem storan tenaga ditunjukkan dalam Rajah 1.

2.2 Jenis dan Ciri

(1) Mod kabinet all-in-one. Ia kelihatan seperti panel pengagihan dari segi penampilan, menduduki ruang yang relatif sedikit, jadi ia sesuai untuk pemasangan dalam skenario ruang terbatas. Dengan tahap modularisasi yang tinggi, ia mudah untuk pengangkutan, penambahan, dan penyelenggaraan.

(2) Mod Kabinet Terpisah

Mengingat batasan saiz kabinet, kapasitinya relatif kecil (biasanya 200 kWh), sesuai untuk skenario kapasiti rendah. Beberapa kabinet boleh dirakit untuk keperluan storan tenaga yang lebih besar.

Mod kabinet terpisah menggabungkan kabinet bateri dan kabinet kawalan sistem (biasanya ≤2 kabinet bateri, contohnya konfigurasi 1 + 1/1 + 2). Walaupun lebih memakan ruang (berbanding dengan all-in-one), ia sesuai untuk skenario dengan had ruang yang lebih longgar.

Fungsi inti dimodularisasi: kabinet bateri khusus dalam storan/penyelenggaraan tenaga, dengan pendinginan sendiri (udara/cairan), sistem pemadam api, dan reka bentuk anti letupan. Kabinet kawalan menangani koordinasi sistem, penggabungan bateri, dan penukaran kuasa.

Ini meningkatkan kebolehpercayaan dan kebolehmenyelenggaraan — kerusakan dalam satu modul tidak mengganggu yang lain, dan jumlah kabinet bateri dapat disesuaikan dengan pelbagai keperluan. Kedua-dua mod ditunjukkan dalam Rajah 2.

3 Aplikasi Sistem Storan Tenaga Komersial dan Industri
3.1 Penapisan Puncak Bekalan Tenaga

Pengguna komersial dan industri menunjukkan perbezaan beban tenaga antara puncak dan lembah. Dengan mengecas semasa tempoh lembah dan melepaskan tenaga semasa puncak, sistem storan tenaga membantu menyeimbangkan beban, mengurangkan kos elektrik, dan mengurangkan tekanan bekalan grid semasa puncak, dengan itu meningkatkan kecekapan operasi grid.

3.2 Peningkatan Kualiti Tenaga

Sistem storan tenaga boleh bertindak balas dengan cepat terhadap isu kualiti tenaga dalam grid. Mereka meningkatkan kualiti tenaga dengan menyediakan atau menyerap tenaga reaktif, menstabilkan fluktuasi voltan, dan mengurangkan harmonik.

3.3 Bekalan Tenaga Cadangan

Apabila gagal atau gangguan grid, sistem storan tenaga bertindak sebagai sumber tenaga cadangan, menyediakan elektrik jangka pendek untuk pengguna komersial dan industri. Ini mengurangkan kerugian dan meningkatkan kebolehpercayaan bekalan tenaga.

3.4 Integrasi Tenaga Baharu

Bagi pengguna komersial dan industri dengan tenaga baharu tersebar (contohnya, tenaga suria, angin, pasang surut), sistem storan tenaga menyimpan tenaga baharu berlebihan. Mereka melepaskan tenaga yang disimpan semasa tempoh hasil tenaga baharu rendah (contohnya, tiada cahaya matahari atau angin lemah), meningkatkan penggunaan tenaga baharu dalam grid dan mempercepatkan transisi tenaga. Contoh yang berjaya adalah stesen solar-storan-pengecasan terintegrasi, yang mengoptimumkan ciri-ciri tenaga fotovoltaik.

4 Cabaran dalam Aplikasi
4.1 Cabaran Teknikal

(1) Mengenai jangka hayat, prestasi, dan kecekapan muat - lepaskan bateri: Walaupun beberapa produk semasa mencapai penurunan kapasiti sifar selama 5 tahun dan kecekapan penukaran PCS melebihi 95%, terobosan teknikal masih sukar. Mengoptimumkan strategi pengurusan bateri dan meningkatkan kecekapan penukaran telah menjadi kunci persaingan produk.

(2) Mengenai kestabilan bateri dan keselamatan sistem: Berbanding dengan storan tenaga berskala besar, storan tenaga komersial dan industri lebih dekat dengan kawasan perumahan. Oleh itu, sistem pengurusan termal bateri, sistem anti letupan, dan sistem pemadam api sangat penting untuk memastikan kestabilan bateri dan keselamatan sistem.

4.2 Cabaran Ekonomi

(1) Kos pelaburan awal yang tinggi dan tempoh pembayaran yang panjang.

(2) Saat ini, pendapatan storan tenaga komersial dan industri kebanyakannya datang dari arbitrasi harga puncak-lembah, dan keberlanjutan dan kestabilan pendapatan perlu ditingkatkan.

5 Kesimpulan

Sistem storan tenaga komersial dan industri mempunyai prospek yang luas dan nilai aplikasi yang signifikan dalam grid tenaga, memainkan pelbagai peranan. Mereka tidak hanya membantu meningkatkan kestabilan dan kebolehpercayaan grid tetapi juga membawa faedah ekonomi kepada pengguna, mendorong penggunaan tenaga yang efisien dan pembangunan lestari. Walau bagaimanapun, masih terdapat banyak cabaran teknikal dan ekonomi. Usaha lanjut diperlukan untuk memperkuat inovasi teknologi, meningkatkan mekanisme dan dasar pasaran, dan mendorong aplikasi meluas dan pembangunan sihat sistem storan tenaga komersial dan industri.