Integrasyon ng Grid ng mga Sistema ng Pagsasagawa ng Enerhiya para sa Komersyal at Industriyal (C&I ESS)

Kapag ang industriya ng automotive ay umuunlad, ang bagong mga pinagmulan ng enerhiya tulad ng solar, hangin, at tidal power ay lalong nakakalabit sa mga charging station ng sasakyan. Ang pagbalanse ng mismatch sa supply - demand ng enerhiya sa iba't ibang panahon at pagsusulong sa mga limitasyon ng lugar para sa malaking skala na mga storage charging station ng enerhiya ay nagpapatunay na ang mga sistema ng energy storage ng komersyal at industriyal (C&I) ay isang sentral na punto sa mga aplikasyon ng grid ng enerhiya.

Ang papel na ito ay sumusuri sa kanilang iba't ibang mga kaso ng paggamit sa mga grid ng enerhiya, kasama ang teknikal na mga tampok, prinsipyong operasyonal, atbp. Ito rin ay nagtatasa ng mga teknikal at ekonomiko na mga hamon na hinaharap ng C&I energy storage deployments at nagbibigay ng mga proyeksiyon sa mga trend ng pag-unlad sa hinaharap.

1. Background

Sa gitna ng global na transisyon ng enerhiya at naglalakas na mga presyon sa ekolohiya, ang mga sistema ng enerhiya ay naghaharap sa patuloy na mga hamon: intermittency/volatility ng bagong enerhiya, patuloy na paglago ng demand sa kuryente, at pagtaas ng mga requirement sa kalidad ng enerhiya. Ang mga charging station ng electric vehicle at mga pasilidad ng C&I energy storage ay madalas matatagpuan malapit sa mga urban area, na may mahigpit na mga limitasyon sa laki ng lugar. Ang C&I energy storage ay nagbibigay ng isang flexible at mabisa na solusyon sa mga isyu ng estabilidad ng supply ng enerhiya habang nagbabawasan ng mga banta ng malaking skala na konstruksyon ng storage dahil sa mga limitasyon sa espasyo, nagbubukas ng isang bagong daan para sa reliabilidad at accessibility ng grid.

2. Buod ng Mga Sistema ng Energy Storage ng Komersyal at Industriyal
2.1 Prinsipyo ng Paggana

Ang isang sistema ng energy storage ng komersyal at industriyal ay nagsasagawa ng elektrikal na enerhiya sa partikular na media, tulad ng mga battery at supercapacitors, sa pamamagitan ng Power Conversion System (PCS). Kapag kailangan, ito ay inililabas ang naka-imbak na enerhiya, na nagbibigay-daan sa pag-schedule ng electrical energy at regulasyon ng lakas. Karaniwan, ang sistema ng energy storage ay binubuo ng mga battery, Battery Management System (BMS), Energy Management System (EMS), DC combiner module, PCS, at output system. Ang schematic diagram ng sistema ng energy storage ay ipinapakita sa Figure 1.

2.2 Uri at Tampok

(1) All-in-one cabinet mode. Ito ay katulad ng isang distribution cabinet sa hitsura, na may kaunti lamang na espasyo, kaya ito ay angkop para sa pag-install sa mga scenario na may limitadong espasyo. May mataas na degree ng modularization, ito ay convenient para sa transport, expansion, at maintenance.

(2) Split-cabinet Mode

Dahil sa limitasyon sa laki ng cabinet, ang kapasidad nito ay relatibong maliit (karaniwang 200 kWh), na angkop para sa mga scenario na may mababang kapasidad. Maraming cabinets ang maaaring ma-assemble para sa mas malaking pangangailangan sa energy storage.

Ang split-cabinet mode ay naglalaman ng battery cabinet at system control cabinet (karaniwang ≤2 battery cabinets, halimbawa, 1 + 1/1 + 2 configurations). Bagama't mas mapagkukunan ng espasyo (vs. all-in-one), ito ay angkop para sa mga scenario na may mas loose na limitasyon sa espasyo.

Ang core functions ay modularized: ang battery cabinet ay espesyalista sa energy storage/management, na may independent cooling (air/liquid), fire-fighting, at explosion-proof designs. Ang control cabinet ay nangangasiwa ng system coordination, battery convergence, at power conversion.

Ito ay nagpapataas ng reliability at maintainability — ang mga fault sa isang module ay hindi nagdudulot ng pagkakahiwalay sa iba, at ang bilang ng battery cabinet ay flexible na lumalapat sa iba't ibang pangangailangan. Ang parehong modes ay ipinapakita sa Figure 2.

3. Aplikasyon ng Mga Sistema ng Energy Storage ng Komersyal at Industriyal
3.1 Pagbawas ng Peak ng Power

Ang mga komersyal at industriyal na users ay nagpapakita ng peak-valley differences sa load ng kuryente. Sa pamamagitan ng pag-charge sa off-peak periods at pag-discharge sa peak times, ang mga sistema ng energy storage ay tumutulong sa pag-balance ng loads, pagbawas ng cost ng kuryente, at pag-alleviate ng pressure sa supply ng grid sa peak hours, na nagpapataas ng efficiency ng operasyon ng grid.

3.2 Pag-improve ng Kalidad ng Power

Ang mga sistema ng energy storage ay maaaring mabilis na tumugon sa mga isyu ng kalidad ng power sa grid. Ito ay nagpapataas ng kalidad ng power sa pamamagitan ng pag-supply o pag-absorb ng reactive power, pag-stabilize ng mga fluctuation ng voltage, at pag-mitigate ng harmonics.

3.3 Standby Power Supply

Kapag may mga failure o outages sa grid, ang mga sistema ng energy storage ay gumagana bilang mga standby power sources, na nagbibigay ng short-term electricity para sa mga komersyal at industriyal na users. Ito ay nagpapakonti ng mga loss at nagpapataas ng reliability ng supply ng power.

3.4 Integration ng Renewable Energy

Para sa mga komersyal at industriyal na users na may distributed renewable energy (halimbawa, solar, hangin, tidal power), ang mga sistema ng energy storage ay nagsasagawa ng surplus renewable generation. Ito ay nag-discharge ng naka-imbak na power sa panahon ng mababang output ng renewable (halimbawa, walang sunlight o mahina ang hangin), na nagpapataas ng paggamit ng renewable energy sa grid at nagpapabilis ng transition ng enerhiya. Isang matagumpay na halimbawa ay ang integrated solar-storage-charging station, na nag-o-optimize ng mga karakteristik ng photovoltaic power.

4. Mga Hamon sa Aplikasyon
4.1 Mga Teknikal na Hamon

(1) Sa pagdating sa battery service life, performance, at charge-discharge efficiency: Habang ang ilang kasalukuyang produkto ay nagpapakita ng zero capacity fade sa loob ng 5 taon at PCS conversion efficiency na higit sa 95%, ang mga teknikal na breakthroughs ay nananatiling mahirap. Ang pag-optimize ng battery management strategies at pag-improve ng conversion efficiency ay naging key sa competition ng produkto.

(2) Sa pagdating sa battery stability at system safety: Kumpara sa malaking skala na energy storage, ang C&I energy storage ay mas malapit sa mga residential areas. Kaya, ang mga battery thermal management systems, explosion-proof systems, at fire-fighting systems ay critical para sa pag-ensure ng battery stability at system safety.

4.2 Mga Ekonomiko na Hamon

(1) Mataas na initial investment costs at mahabang payback periods.

(2) Sa kasalukuyan, ang revenues ng C&I energy storage ay pangunahing galing sa peak-valley price arbitrage, at ang sustainability at stability ng revenues ay nangangailangan ng pag-improve.

5. Conclusion

Ang mga sistema ng energy storage ng komersyal at industriyal ay may malawak na prospects at mahalagang application value sa mga grid ng enerhiya, na gumaganap ng iba't ibang mga role. Ito ay hindi lamang tumutulong sa pagpapataas ng stability at reliability ng grid, kundi nagbibigay din ng economic benefits sa mga users, na nagpapromote ng efficient na paggamit ng enerhiya at sustainable development. Gayunpaman, marami pa ring teknikal at ekonomiko na mga hamon. Kinakailangan ng karagdagang pagsisikap upang palakasin ang teknikal na innovation, pag-improve ng market mechanisms at policies, at pagsulong sa widespread application at healthy development ng C&I energy storage systems.