Kaupallisten energian varastointijärjestelmien opas

Mitä ovat kaupalliset akkujen säilytysjärjestelmät?

100kwh akkuja200kwh akkuKaupalliset akkuvarastojärjestelmät ovat edistyksellisiä energian varastointiratkaisuja, jotka on suunniteltu varastoimaan ja vapauttamaan sähköä eri lähteistä. Ne toimivat suuren mittakaavan tehopankkien tavoin hyödyntäen säiliöissä olevia akkupaketteja energiavirran tehokkaaseen hallintaan. Näitä järjestelmiä on saatavana eri kokoisina ja eri kokoonpanoina eri sovellusten ja asiakkaiden erityistarpeiden täyttämiseksi.

Modulaarinen suunnittelukaupalliset akkujen säilytysjärjestelmätmahdollistaa skaalautuvuuden varastointikapasiteetin ollessa tyypillisesti 50 kWh - 1 MWh. Tämä joustavuus tekee niistä sopivia monenlaisille yrityksille, mukaan lukien pienet ja keskisuuret yritykset, koulut, sairaalat, huoltoasemat, vähittäiskaupat ja teollisuuslaitokset. Nämä järjestelmät auttavat hallitsemaan energiantarvetta, tarjoavat varavirtaa käyttökatkojen aikana ja tukevat uusiutuvien energialähteiden, kuten aurinko- ja tuulivoiman, integrointia.

Modulaaristen rakenteiden joustavuus varmistaa, että nämä järjestelmät voidaan räätälöidä vastaamaan tiettyjä energiavaatimuksia, mikä tarjoaa kustannustehokkaan ratkaisun energiatehokkuuden ja luotettavuuden parantamiseen eri sektoreilla.

Kaupallisten energianvarastointijärjestelmien komponentit ja niiden sovellukset

Kaupalliset energian varastointijärjestelmätkoostuu useista avainkomponenteista, joista jokaisella on erityinen rooli erilaisten sovellustarpeiden täyttämiseksi. Tässä on yksityiskohtainen kuvaus näistä komponenteista ja niiden erityisistä sovelluksista tosielämän skenaarioissa:

1. Akkujärjestelmä:
   • Ydinkomponentti: Akkujärjestelmä koostuu yksittäisistä akkukennoista, jotka varastoivat sähköenergiaa. Litiumioniakkuja käytetään yleisesti niiden suuren energiatiheyden ja pitkän käyttöiän vuoksi.
   • Sovellukset: Parranajohuipun aikana ja kuorman siirrossa akkujärjestelmä latautuu alhaisen sähköntarpeen aikana ja purkaa varastoitua energiaa ruuhkahuippujen aikana, mikä vähentää tehokkaasti energiakustannuksia.
2. Akunhallintajärjestelmä (BMS):
   • Toiminto: BMS valvoo akun tilaa ja suorituskykyparametreja, kuten jännitettä, lämpötilaa ja lataustilaa, mikä varmistaa turvallisen ja tehokkaan toiminnan.
   • Sovellukset: Varavirta- ja mikroverkkosovelluksissa BMS varmistaa, että akkujärjestelmä voi tarjota vakaata hätävirtaa verkkokatkosten aikana, mikä varmistaa liiketoiminnan jatkuvuuden.
3. Invertteri tai virranmuunnosjärjestelmä (PCS):
   • Toiminto: PCS muuntaa akkujärjestelmään tallennetun DC-tehon verkon tai kuormien vaatimaksi vaihtovirraksi säilyttäen samalla vakaan lähtöjännitteen ja virranlaadun.
   • Sovellukset: Verkkoon liitetyissä järjestelmissä PCS mahdollistaa kaksisuuntaisen energiavirran tukemalla kuorman tasausta ja verkon taajuuden ohjausta verkon luotettavuuden ja vakauden parantamiseksi.
4. Energianhallintajärjestelmä (EMS):
   • Toiminto: EMS optimoi ja hallitsee energian virtausta varastointijärjestelmässä koordinoimalla verkon, kuormien ja muiden energialähteiden kanssa. Se suorittaa tehtäviä, kuten huippuparranajoa, kuorman siirtoa ja energian arbitraasia.
   • Sovellukset: Uusiutuvan energian integraatiossa EMS parantaa aurinko- ja tuulienergian ennustettavuutta ja vakautta optimoimalla energian hyödyntämistä ja varastointia.
5. Kaksisuuntainen invertteri:
   • Toiminto: Kaksisuuntaiset invertterit mahdollistavat energianvaihdon akkujärjestelmän ja verkon välillä tarpeen mukaan, mikä tukee joustavaa energianhallintaa ja itsenäistä toimintaa verkkovikojen aikana.
   • Sovellukset: Mikroverkossa ja etäalueen virransyötössä kaksisuuntaiset invertterit varmistavat järjestelmän autonomian ja tekevät yhteistyötä pääverkon kanssa tehostuksen luotettavuuden ja kestävyyden parantamiseksi.
6. Muuntaja:
   • Toiminto: Muuntajat säätävät akkujärjestelmän lähtöjännitetason vastaamaan verkon tai kuormien vaatimuksia, mikä varmistaa tehokkaan energiansiirron ja järjestelmän vakauden.
   • Sovellukset: Laajamittaisissa teollisissa ja kaupallisissa tehosovelluksissa muuntajat optimoivat energiansiirron tehokkuuden ja järjestelmän toiminnan vakauden tarjoamalla sopivan jännitteen sovituksen.
7. Suojauslaitteet:
   • Toiminto: Suojalaitteet valvovat jännitepiikkejä, oikosulkuja ja muita järjestelmän poikkeavuuksia ja reagoivat niihin, mikä varmistaa turvallisen toiminnan ja minimoi laitevauriot.
   • Sovellukset: Verkkointegraatiossa ja ympäristöissä, joissa kuormitus muuttuu nopeasti, suojalaitteet suojaavat akkujärjestelmää ja verkkoa vähentäen ylläpitokustannuksia ja käyttöriskejä.
8. Jäähdytysjärjestelmät:
   • Toiminto: Jäähdytysjärjestelmät ylläpitävät akkujen ja invertterien optimaaliset käyttölämpötilat, mikä estää ylikuumenemisen ja suorituskyvyn heikkenemisen ja varmistaa järjestelmän pitkän aikavälin vakauden.
   • Sovellukset: Korkeissa lämpötiloissa ja suuritehoisissa purkauskuormissa jäähdytysjärjestelmät tarjoavat tarvittavan lämmönpoistokapasiteetin, pidentäen laitteiden käyttöikää ja optimoimalla energiatehokkuutta.
9. Kehittyneet ohjausjärjestelmät:
   • Toiminto: Kehittyneet ohjausjärjestelmät integroituvat EMS:n ja BMS:n kanssa valvomaan ja optimoimaan koko energian varastointijärjestelmän toimintaa ja suorituskykyä.
   • Sovellukset: Laajamittaisissa kaupallisissa ja teollisissa sovelluksissa edistyneet ohjausjärjestelmät parantavat järjestelmän reagointikykyä ja toiminnan tehokkuutta reaaliaikaisen data-analyysin ja päätöstuen avulla.

Nämä komponentit ja niiden sovellukset osoittavat kaupallisten energian varastointijärjestelmien kriittiset roolit ja käytännön käyttötarkoitukset nykyaikaisessa energianhallinnassa. Hyödyntämällä näitä teknologioita ja strategioita tehokkaasti yritykset voivat saavuttaa energiansäästöjä, vähentää hiilidioksidipäästöjä ja parantaa tehonsa luotettavuutta ja kestävyyttä.

Kaupallisten energianvarastointijärjestelmien tyypit

1. Mekaaninen varastointi: Käyttää fyysisiä liikkeitä tai voimia energian varastointiin. Esimerkkejä ovat pumppuvesivarasto (PSH), paineilmaenergian varastointi (CAES) ja vauhtipyöräenergian varastointi (FES).
2. Sähkömagneettinen varastointi: Käyttää sähkö- tai magneettikenttiä energian varastointiin. Esimerkkejä ovat kondensaattorit, superkondensaattorit ja suprajohtava magneettinen energiavarasto (SMES).
3. Lämpövarasto: Varastoi energiaa lämpönä tai kylmänä. Esimerkkejä ovat sula suola, nestemäinen ilma, kryogeeninen energian varastointi (CES) ja jää/vesijärjestelmät.
4. Kemikaalien varastointi: Muuntaa ja varastoi energiaa kemiallisten prosessien, kuten vedyn varastoinnin, kautta.
5. Sähkökemiallinen varastointi: Sisältää akkuja, jotka varastoivat ja vapauttavat energiaa sähkökemiallisten reaktioiden kautta. Litiumioniakut ovat yleisin kaupallisessa käytössä käytetty tyyppi korkean hyötysuhteensa ja energiatiheytensä vuoksi.

Jokaisella tallennusjärjestelmätyypillä on ainutlaatuiset etunsa ja rajoituksensa, joten ne sopivat erilaisiin sovelluksiin ja käyttövaatimuksiin.

Kaupallisten energian varastointijärjestelmien sovellukset

Kaupallisilla energian varastointijärjestelmillä on erilaisia ​​sovelluksia, jotka tarjoavat taloudellista hyötyä ja edistävät laajempia energia- ja ympäristötavoitteita. Nämä sovellukset tarjoavat sekä kustannussäästöjä että toiminnan tehokkuutta. Tässä on yksityiskohtainen katsaus:

1. Peak Shaving:

   Vähentää kysyntämaksuja purkamalla varastoitua energiaa suuren tehontarpeen aikana. Kaupalliset energian varastointijärjestelmät vapauttavat varastoitua energiaa sähkön kysyntähuippujen aikana, mikä pienentää yritysten kysyntämaksuja. Tämä on erityisen hyödyllistä laitoksissa, joissa huippu-keskiarvo-suhde on korkea tai joissa kysynnän hinta on korkea, kuten koulut, sairaalat, huoltoasemat, kaupat ja teollisuus.

2. Kuorman siirto:

   Varastoi energiaa alhaisen sähkön hintojen aikoina ja purkaa sen korkean hinnan aikana, mikä säästää käyttöaika-asiakkaiden kustannuksia. Nämä järjestelmät varastoivat ylimääräistä energiaa alhaisen sähkön hintojen aikana ja purkavat sen hinnoitteluhuippuaikoina. Tämä hyödyttää asiakkaita käyttöajan tai reaaliaikaisen hinnoittelun perusteella. Esimerkiksi eräs Havaijilla sijaitseva hotelli käytti 500 kW/3 MWh litiumioniakkujärjestelmää siirtääkseen sähkökuormituksensa päiväajasta yöaikaan, mikä säästää 275 000 dollaria vuodessa.

3. Uusiutuva integraatio:

   Tehostaa uusiutuvien energialähteiden hyödyntämistä varastoimalla ylituotantoa ja vapauttamalla sitä tarvittaessa. Kaupalliset energian varastointijärjestelmät varastoivat ylimääräistä aurinko- tai tuulienergiaa ja vapauttavat sitä energiahuipun aikana tai kun uusiutuvan energian tuotanto on vähäistä. Tämä vähentää riippuvuutta fossiilisista polttoaineista ja vähentää kasvihuonekaasupäästöjä. Lisäksi se stabiloi verkkoa ja parantaa sen luotettavuutta ja turvallisuutta.

4. Varavirta:

   Tarjoaa hätävirtaa verkkokatkosten aikana, mikä varmistaa liiketoiminnan jatkuvuuden ja toiminnan kestävyyden. Nämä järjestelmät tarjoavat varavirtaa verkkohäiriöiden tai hätätilanteiden aikana ja varmistavat, että kriittiset tilat, kuten sairaalat, datakeskukset ja teollisuuslaitokset, pysyvät toiminnassa. Tämä ominaisuus on ratkaisevan tärkeä laitoksille, joilla ei ole varaa sähkökatkoihin.

5. Microgrid:

   Toimii itsenäisenä voimajärjestelmänä tai yhdessä kantaverkon kanssa, mikä lisää luotettavuutta ja vähentää päästöjä. Kaupalliset energian varastointijärjestelmät ovat osa mikroverkkoja, jotka toimivat joko itsenäisesti tai liitettynä kantaverkkoon. Mikroverkot parantavat paikallisen verkon luotettavuutta, vähentävät päästöjä ja lisäävät yhteisön energiariippumattomuutta ja joustavuutta.

Nämä sovellukset eivät tuota ainoastaan ​​suoria taloudellisia etuja, vaan edistävät myös laajempia energia- ja ympäristötavoitteita, kuten hiilidioksidipäästöjen vähentämistä ja verkon vakauden parantamista. Kaupalliset energian varastointijärjestelmät luovat energiatehokkuutta lisäämällä ja operatiivisia riskejä vähentämällä kilpailuetuja ja mahdollisuuksia kestävään kehitykseen sekä kaupallisissa yrityksissä että yhteisöissä.

Kaupallisten energian varastointijärjestelmien kapasiteetti

Kaupalliset energian varastointijärjestelmät vaihtelevat tyypillisesti 50 kWh:sta 1 MWh:iin, ja ne vastaavat erilaisia ​​kaupallisia ja kunnallisia tarpeita. Kapasiteetin valinta riippuu tietystä sovelluksesta ja vaadituista suorituskykymittareista.

Tarkka energiantarpeen arviointi ja huolellinen suunnittelu ovat välttämättömiä optimaalisen varastointikapasiteetin määrittämiseksi tietylle sovellukselle, mikä varmistaa sekä kustannustehokkuuden että toiminnan tehokkuuden.

Kaupallisten energianvarastointijärjestelmien edut

1. Joustavuus
   Kaupalliset energian varastointijärjestelmät tarjoavat kriittistä varavirtaa katkosten aikana, mikä varmistaa, että toiminta voi jatkua keskeytyksettä. Tämä on erityisen tärkeää sairaaloissa, datakeskuksissa ja tuotantolaitoksissa, joissa sähkökatkokset voivat aiheuttaa merkittäviä taloudellisia menetyksiä tai vaarantaa turvallisuuden. Tarjoamalla luotettavan virtalähteen verkkohäiriöiden aikana nämä järjestelmät auttavat ylläpitämään liiketoiminnan jatkuvuutta ja suojaamaan herkkiä laitteita virranvaihteluilta.
2. Kustannussäästöt
   Yksi kaupallisten energian varastointijärjestelmien tärkeimmistä taloudellisista eduista on kyky siirtää energiankäyttöä ruuhka-ajoista ruuhka-ajan ulkopuolella. Sähkökustannukset ovat usein korkeammat kysyntähuippuaikoina, joten energian varastoiminen ruuhka-aikojen ulkopuolella, jolloin hinnat ovat alhaisemmat, ja sen käyttö ruuhka-aikoina voi johtaa merkittäviin kustannussäästöihin. Lisäksi yritykset voivat osallistua kysyntäohjausohjelmiin, jotka tarjoavat taloudellisia kannustimia energiankulutuksen vähentämiseen suuren kysynnän aikoina. Nämä strategiat eivät ainoastaan ​​pienennä energialaskuja, vaan myös optimoivat energiankulutusmalleja.
3. Uusiutuva integraatio
   Kaupallisten energian varastointijärjestelmien integrointi uusiutuviin energialähteisiin, kuten aurinko- ja tuulivoimaan, parantaa niiden tehokkuutta ja luotettavuutta. Nämä varastointijärjestelmät voivat ottaa talteen ylimääräisen energian, joka syntyy korkean uusiutuvan energian tuotantojaksojen aikana, ja varastoida sitä käytettäväksi, kun tuotanto on vähäistä. Tämä ei ainoastaan ​​maksimoi uusiutuvan energian käyttöä, vaan myös vähentää riippuvuutta fossiilisista polttoaineista, mikä vähentää kasvihuonekaasupäästöjä. Vakauttamalla uusiutuvan energian ajoittaista luonnetta varastointijärjestelmät mahdollistavat sujuvamman ja kestävämmän energiasiirtymän.
4. Verkon edut
   Kaupalliset energian varastointijärjestelmät edistävät verkon vakautta tasapainottamalla kysynnän ja tarjonnan vaihtelut. Ne tarjoavat oheispalveluita, kuten taajuudensäätöä ja jännitteen tukea, jotka ovat ratkaisevan tärkeitä verkon toiminnan eheyden ylläpitämiseksi. Lisäksi nämä järjestelmät parantavat verkon turvallisuutta tarjoamalla lisätasoja kyberhyökkäyksiä ja luonnonkatastrofeja vastaan. Energian varastointijärjestelmien käyttöönotto tukee myös talouskasvua luomalla työpaikkoja valmistuksessa, asennuksessa ja kunnossapidossa sekä edistää ympäristön kestävyyttä vähentämällä päästöjä ja resurssien kulutusta.
5. Strategiset edut

   Energiatehokkuus: Optimoimalla energian käyttöä ja vähentämällä jätettä, varastointijärjestelmät auttavat yrityksiä parantamaan energiatehokkuutta, mikä voi johtaa alhaisempiin käyttökustannuksiin ja pienempään hiilijalanjälkeen.

   Operatiivisten riskien vähentäminen: Luotettava varavirtalähde vähentää sähkökatkoksista johtuvien toimintahäiriöiden riskiä, ​​mikä minimoi mahdolliset taloudelliset tappiot ja parantaa liiketoiminnan yleistä vakautta.

Kaupallisten energian varastointijärjestelmien käyttöikä

Kaupallisten energian varastointijärjestelmien käyttöikä vaihtelee tekniikan ja käytön mukaan. Yleisiin valikoimaan kuuluvat:

• Litiumioniakut: 8-15 vuotta
• Redox-virtausakut: 5-15 vuotta
• Vedyn varastointijärjestelmät: 8-15 vuotta

Kehittyneiden valvonta- ja diagnostiikkatyökalujen käyttöönotto voi auttaa ennakoimaan ja ehkäisemään mahdollisia ongelmia, mikä pidentää entisestään energian varastointijärjestelmien käyttöikää.

Kaupallisen energian varastointijärjestelmän suunnittelu sovellusten vaatimusten mukaan

Kaupallisen energian varastointijärjestelmän suunnittelu on monimutkainen prosessi, joka sisältää useita keskeisiä vaiheita ja teknisiä valintoja sen varmistamiseksi, että järjestelmä täyttää tehokkaasti sovellusvaatimukset ja suorituskykykriteerit.

1. Sovellusskenaarioiden tunnistaminen:

   Ensisijaisten palvelujen määrittely: Ensimmäisessä vaiheessa määritetään järjestelmän tarjoamat pääpalvelut, kuten huippuparranajo, kuorman siirto ja varavirta. Eri sovellukset voivat vaatia räätälöityjä energian varastointiratkaisuja.

2. Suorituskykymittareiden määrittäminen:

   Teho- ja energialuokitukset: Määritä järjestelmän vaatima suurin tehonkäsittely- ja energian varastointikapasiteetti.

   Tehokkuus: Harkitse järjestelmän energian muunnostehokkuutta minimoidaksesi häviöt energiansiirron aikana.

   Cycle Life: Arvioi lataus-purkausjaksojen odotettu käyttöikä päivässä, viikossa tai vuodessa, mikä on ratkaisevan tärkeää kustannustehokkuuden kannalta.

3. Tekniikan valinta:

   Tallennustekniikat: Valitse suorituskykymittareiden perusteella sopivat varastointitekniikat, kuten litiumioniakut, lyijyakut, virtausakut tai paineilmaenergian varastointi. Jokainen tekniikka tarjoaa ainutlaatuisia etuja ja sopii erilaisiin käyttötarpeisiin. Esimerkiksi litiumioniakut tarjoavat korkean energiatiheyden ja pitkän käyttöiän, mikä tekee niistä ihanteellisia pitkäaikaisiin energian varastointivaatimuksiin.

4. Järjestelmän suunnittelu:

   Konfigurointi ja integrointi: Suunnittele järjestelmän fyysinen asettelu ja sähköliitännät varmistamaan tehokas vuorovaikutus verkon, muiden energialähteiden ja kuormien kanssa.

   Valvonta ja hallinta: Yhdistä järjestelmät, kuten akunhallintajärjestelmät (BMS), energianhallintajärjestelmät (EMS) ja invertterit ylläpitämään järjestelmän optimaalista suorituskykyä. Nämä järjestelmät tasapainottavat jännitteen, lämpötilan, virran, lataustilan ja järjestelmän yleisen kunnon.

5. Järjestelmän arviointi:

   Suorituskykytestaus: Suorita kattava testaus vahvistaaksesi järjestelmän suorituskyvyn erilaisissa kuormitus- ja verkkoolosuhteissa.

   Luotettavuustakuu: Arvioi järjestelmän pitkän aikavälin luotettavuus ja vakaus, mukaan lukien lämpötilan hallinta, akun käyttöiän ennusteet ja hätäapuominaisuudet.

   Taloudellinen hyötyanalyysi: Analysoi järjestelmän yleisiä taloudellisia hyötyjä, mukaan lukien energiansäästöt, alemmat sähkökustannukset, osallistuminen verkkopalveluihin (esim. kysyntään reagointi) ja verkon infrastruktuurin käyttöiän pidentäminen.

Kaupallisten energian varastointijärjestelmien suunnittelu edellyttää teknisten, taloudellisten ja ympäristötekijöiden kokonaisvaltaista huomioon ottamista, jotta varmistetaan, että järjestelmä tarjoaa odotetun suorituskyvyn ja tuoton käytön aikana.

Kustannusten ja hyötyjen laskeminen

LCOS (Levelized Cost of Storage) on yleinen mittari, jota käytetään arvioimaan energian varastointijärjestelmien kustannuksia ja arvoa. Se vastaa käyttöiän kokonaiskustannuksia jaettuna käyttöiän kokonaisenergiantuotannossa. LCOS:n vertaaminen mahdollisiin tulovirtoihin tai kustannussäästöihin auttaa määrittämään varastointiprojektin taloudellisen toteutettavuuden.

Integrointi aurinkosähkön kanssa

Kaupalliset akkujen säilytysjärjestelmät voidaan integroida aurinkosähköjärjestelmiin (PV) aurinko-plus-varastoratkaisujen luomiseksi. Nämä järjestelmät varastoivat ylimääräistä aurinkoenergiaa myöhempää käyttöä varten, mikä lisää energian omaa kulutusta, pienentää kysyntämaksuja ja tarjoaa luotettavaa varavirtaa. Ne tukevat myös verkkopalveluita, kuten taajuussäätöä ja energian arbitraasia, mikä tekee niistä kustannustehokkaan ja ympäristöystävällisen vaihtoehdon yrityksille.

Johtopäätös

Kaupalliset energian varastointijärjestelmät ovat yhä elinkelpoisempia ja houkuttelevampia tekniikan kehittyessä ja sitä tukevaa politiikkaa toteutetaan. Nämä järjestelmät tarjoavat merkittäviä etuja, kuten kustannussäästöjä, paremman joustavuuden ja uusiutuvien energialähteiden paremman integroinnin. Ymmärtämällä komponentit, sovellukset ja edut yritykset voivat tehdä tietoisia päätöksiä hyödyntääkseen kaupallisten energian varastointijärjestelmien täyden potentiaalin.

Kamada Power OEM ODM mukautetut kaupalliset energian varastointijärjestelmät, Ota yhteyttä Kamada Poweriinvarten Hanki tarjous