Выбор подходящих типов аккумуляторных систем хранения энергии для ваших нужд

Ожидается, что мировой рынок хранения энергии, согласно отчету BloombergNEF, вырастет с 17 ГВтч в 2020 году до 358 ГВтч к 2030 году на фоне значительного прогресса и инвестиций в системы резервного питания по всему миру. Таким образом, BESS играет важную роль в современной электросетевой инфраструктуре.

Что такое аккумуляторная система хранения энергии (BESS)?

Аккумуляторная система хранения энергии (BESS) — механизм, накапливающий электрическую энергию в аккумуляторных батареях для последующего использования. Аккумуляторные элементы, системы управления батареями (BMS) и системы преобразования энергии (PCS) являются одними из жизненно важных компонентов. Постоянный ток, накопленный в аккумуляторных модулях, в основном используется BESS для обеспечения мощности в периоды высокого спроса.

Система энергоменеджмента (EMS) контролирует состояние заряда (SOC) и оптимизирует использование ресурсов. BESS обычно используются внешние цепи и двунаправленные инверторы для эффективного качества электроэнергии и соединения с сетью, которые преобразуют постоянный ток в переменный или наоборот. Некоторые продвинутые устройства могут также сочетать другие формы хранения энергии, такие как хранение тепловой и кинетической энергии, для повышения общей эффективности.

Почему аккумуляторные системы хранения энергии необходимы

Аккумуляторные системы хранения энергии (BESS) имеют решающее значение в современном энергетическом ландшафте по нескольким причинам:

• Повышенная стабильность сети: BESS стабилизирует электроснабжение, сохраняя избыточную энергию во время низкого спроса и высвобождая ее в периоды пикового спроса на электроэнергию, обеспечивая надежное электроснабжение.
• Оптимизированная энергоэффективность: BESS хранит энергию из возобновляемых источников, таких как солнечная энергия, максимизируя эффективность за счет сокращения потерь энергии и зависимости от ископаемого топлива.
• Снижение затрат на энергию: BESS позволяет сократить пиковые нагрузки, хранить электроэнергию, когда цены на нее низкие, и использовать ее в периоды пиковой нагрузки, помогая снизить затраты на электроэнергию для предприятий и домовладельцев.
• Поддержка интеграции возобновляемых источников энергии: BESS облегчает интеграцию возобновляемых источников энергии в энергосистему, сохраняя избыточную энергию и обеспечивая постоянную поставку чистой энергии.

Типы аккумуляторных систем хранения энергии

Хотя все системы хранения энергии используют батареи, они не используют одни и те же батареи. Аналогичным образом, в решениях для хранения энергии используются различные типы батарей, и часто разрабатываются новые.

Литий-ионные аккумуляторы

Литий-ионные аккумуляторы являются одним из наиболее распространенных типов аккумуляторных систем хранения энергии (BESS), которые работают путем перемещения ионов лития между катодом и анодом во время циклов зарядки и разрядки. Учитывая их высокую плотность энергии, они находят широкое применение в электромобилях, портативной электронике и бытовых накопителях энергии.

Однако основным недостатком является возможность термического выхода из-под контроля, когда происходит быстрое повышение температуры внутри батареи, что приводит к возгоранию или даже взрыву. Причин может быть много, например, перезарядка, физическое повреждение или перегрев. Чтобы литий-ионные батареи были безопасными, они должны иметь соответствующие системы терморегулирования и мониторинга. Постоянно совершенствуются устройства с целью сделать эти устройства более безопасными и эффективными, чтобы они были достаточно надежными для различных применений.

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Свинцово-кислотные аккумуляторы являются одной из старейших и наиболее традиционных технологий хранения аккумуляторов; они известны своей надежностью и доступностью. Они работают путем преобразования химической энергии в электрическую посредством реакции между свинцовыми пластинами и серной кислотой. Несмотря на низкую плотность энергии, обычно около 30–50 Вт·ч/кг, и более короткий срок службы, составляющий 200–800 циклов зарядки, они по-прежнему широко используются из-за своей дешевизны. Они обычно используются в системах резервного электропитания, источниках бесперебойного питания (ИБП) и везде, где ограничен бюджет. Они также достаточно прочны и могут выдерживать высокие импульсные токи, поэтому подходят для применений, требующих немедленной подачи электроэнергии.

Проточные редокс-батареи

Проточные батареи — это тип батареи, которая хранит энергию в растворах жидких электролитов, которые протекают через элементы батареи во время зарядки и разрядки. Такая конструкция обеспечивает легкую масштабируемость, поскольку размер резервуаров с электролитом можно увеличить для увеличения энергетической емкости системы. Проточные батареи имеют длительный срок службы, часто превышающий 10,000 XNUMX циклов, что делает их идеальными для крупномасштабных применений, таких как хранение энергии в коммунальных предприятиях и промышленное применение. Они обеспечивают стабильную выходную мощность в течение длительного времени, что делает их подходящими для ситуаций, когда требуется стабильное и надежное питание. Их более низкая плотность энергии по сравнению с другими формами батарей может ограничить их использование в приложениях с ограниченным пространством. Однако их высокая емкость, долговечность и гибкость позволяют использовать проточные батареи для хранения энергии большой емкости.

Никель-кадмиевые батареи

Замечательной особенностью никель-кадмиевых (Ni-Cd) аккумуляторов является то, что они прочны и способны работать при суровых температурах, что делает их пригодными для работы в сложных условиях. В качестве электродов они используют гидроксид оксида никеля и кадмия, что делает их устойчивыми, но снижает плотность энергии до 40-60 Втч/кг. Включение кадмия также вызывает обеспокоенность по поводу окружающей среды, что требует надлежащей утилизации и переработки. В результате Ni-Cd аккумуляторы находят применение только в специализированных отраслях, где надежность в экстремальных условиях имеет решающее значение; например, авиация, военная техника и другие отрасли промышленности. Несмотря на некоторые недостатки, Ni-Cd аккумуляторы имеют длительный срок службы и стабильную работу в сложных условиях эксплуатации.

Натриево-серные батареи

Работая при температуре около 300-350°C, расплавленные натрий и сера используются в качестве активных материалов в натрий-серных (NaS) батареях. Они отличаются высокой плотностью энергии, которая колеблется в пределах 150-240 Втч/кг, и отличным КПД. Батареи NaS обычно используются только в крупномасштабных установках, таких как энергоаккумуляторы и электростанции, из-за их рабочей температуры и конструкции. Их длительное и постоянное наличие электроэнергии делает их особенно ценными для стабилизации сетей, отключения пиков или интеграции возобновляемых источников энергии. Однако их преимущества сопровождаются недостатком, заключающимся в необходимости использования передовых систем управления температурным режимом, которыми можно эффективно управлять только в стационарных крупномасштабных приложениях, учитывая их чрезвычайно жаркие операции.

Почему литий-ионный аккумулятор является популярным выбором?

Литий-ионные аккумуляторы стали основным выбором для многих решений по хранению энергии благодаря сочетанию производительности, эффективности и надежности. Вот почему они выделяются:

• Высокая плотность энергии: позволяет хранить большое количество энергии в компактной форме, что идеально подходит для приложений с ограниченным пространством.
• Длительный срок службы: поддерживает тысячи циклов зарядки и разрядки, что способствует долговечности.
• Высокая эффективность: эффективность зарядки/разрядки около 90-95%, что минимизирует потери энергии.
• Низкая скорость саморазряда: сохраняет заряд в течение длительного времени, идеально подходит для резервного питания и надежного долгосрочного хранения энергии.

Разнообразные применения аккумуляторных систем хранения энергии (BESS)

Аккумуляторные системы хранения энергии (BESS) необходимы в различных секторах, каждый из которых направлен на удовлетворение уникальных энергетических потребностей.

Бытовые аккумуляторные батареи для хранения энергии

В домах, BESS хранит энергию от таких источников, как солнечные панели, обеспечивая резервное питание во время перебоев в подаче электроэнергии и снижая зависимость от сети. Это позволяет домовладельцам более эффективно управлять потреблением электроэнергии и стимулирует внедрение возобновляемых источников энергии.

Коммерческое аккумуляторное хранилище энергии

BESS используется предприятиями для снижения пиковых нагрузок, хранения электроэнергии в периоды, когда она не пользуется спросом, чтобы можно было достичь более низких затрат в периоды более высокого спроса. Эти системы также обеспечивают аварийное электропитание и способствуют использованию возобновляемых источников энергии, обеспечивая тем самым бесперебойную работу и достижение целей устойчивого развития.

Аккумуляторное хранилище энергии коммунального масштаба

Утилиты BESS балансирует спрос и предложение в сети, сохраняя избыточную мощность и высвобождая ее при необходимости. Эти системы жизненно важны для стабильности энергосистемы, особенно по мере того, как интегрируется все больше возобновляемых источников энергии, и они выполняют такие важные функции, как вспомогательные услуги и поддержка напряжения. Более того, эти объекты могут снизить напряжение на распределительных линиях в часы пик спроса.

Оценка ваших потребностей в хранении энергии

При выборе подходящей аккумуляторной системы хранения энергии важно тщательно оценить ваши конкретные требования. В следующей таблице представлены ключевые факторы, которые следует учитывать:

Заключение: Будущее аккумуляторных систем хранения энергии (BESS)

В продолжающемся развитии глобального энергетического перехода, BESS должно быть еще важнее. Постоянные разработки в области аккумуляторных технологий повышают эффективность, надежность и доступность аккумуляторов. BESS, что делает его неотъемлемым аспектом устойчивой энергетики для будущих поколений. А с уменьшением зависимости от ископаемого топлива, BESS будет полезен для поддержания надежности и безопасности энергоснабжения, поскольку это определяет его значение в меняющемся энергетическом секторе. Кроме того, это важный шаг на пути к решению проблемы изменения климата.

Увеличьте эффективность своих аккумуляторных систем хранения энергии с помощью BENY

Расширьте свои аккумуляторные системы хранения энергии с помощью передовых решений от BENY. С ведущими в отрасли R&D опоры, наши первоклассные товары призваны быть эффективными и надежными в домах, офисах и коммерческих целях, а также в крупномасштабных промышленных применениях. Как результат, BENY предлагает быструю индивидуальную реакцию и круглосуточную глобальную поддержку, чтобы обеспечить хорошую оптимизацию производительности ваших систем хранения энергии для достижения поставленных вами целей устойчивого развития. Улучшите управление энергопотреблением, подключившись к BENY, чтобы ваш BESS проекты могут быть успешными.