سیستم ذخیره انرژی باتری: سناریوهای کاربردی و پتانسیل بازار

با تغییرات عمیق در چشم انداز جهانی انرژی ، نسبت انرژی تجدید پذیر در ساختار انرژی همچنان در حال افزایش است. سیستم ذخیره انرژی باتری (BESS) ، به عنوان یک فناوری اصلی برای حل تعادل عرضه و تقاضا و بهبود بهره وری از انرژی ، سناریوهای کاربردی متنوع و پتانسیل بازار عظیم را دارد. کاوش در سناریوهای کاربردی و روند توسعه بازار سیستم بس در عمق برای ارتقاء توسعه پایدار صنعت انرژی از اهمیت بالایی برخوردار است.

چندین سناریو کاربردی سیستم بس

تثبیت کننده در زمینه تولید انرژی تجدید پذیر

سیستم BESS نقش تثبیت کننده ای ضروری در پروژه های انرژی تجدید پذیر مانند تولید باد و انرژی خورشیدی ایفا می کند. تولید انرژی تجدید پذیر ویژگی های متناوب و نوسانات را دارد که قدرت باد و شدت نور به طور مداوم در طول زمان و شرایط آب و هوایی در حال تغییر است و در نتیجه تولید انرژی ناپایدار ایجاد می شود که این یک چالش بزرگ برای عملکرد پایدار شبکه برق است. معرفی سیستم BESS می تواند منحنی تولید انرژی تجدید پذیر را به طور مؤثر صاف کند ، ثبات و قابلیت اطمینان منبع تغذیه را بهبود بخشد.

در مزارع بادی ، هنگامی که انرژی باد کافی و تولید انرژی اضافی وجود دارد ، سیستم BESS به سرعت برق اضافی را ذخیره می کند. هنگامی که باد تضعیف می شود و تولید برق کافی نیست ، سیستم BESS به سرعت انرژی الکتریکی ذخیره شده را آزاد می کند تا از توان مداوم و پایدار اطمینان حاصل شود. به عنوان مثال ، در یک مزرعه بادی بزرگ در شمال غربی چین ، نصب یک سیستم در مقیاس بزرگ BESS باعث کاهش دامنه نوسان تولید برق از 30 ٪ تا در 10 ٪ ± ، بهبود کیفیت انرژی باد ، باعث می شود تا بیشتر با استانداردهای دسترسی به شبکه ، کاهش تأثیر بر شبکه ، و به میزان قابل توجهی باعث بهبود پایداری و تأمین انرژی قابل قبول شود. در زمینه نیروگاه های فتوولتائیک ، سیستم های BESS نیز نقش مهمی ایفا می کنند. هنگامی که در طول روز نور خورشید کافی وجود دارد ، برق اضافی تولید شده توسط نیروگاه فتوولتائیک در سیستم BESS ذخیره می شود. هنگامی که در شب یا روزهای ابری نور خورشید کافی وجود ندارد ، سیستم BESS انرژی الکتریکی را آزاد می کند تا از تأمین مداوم برق اطمینان حاصل شود. این نه تنها باعث افزایش بهره وری از منابع انرژی خورشیدی می شود ، بلکه باعث افزایش نسبت انرژی تجدید پذیر در ساختار انرژی می شود و باعث تغییر انرژی به سمت جهت های سبز و پایدار می شود.

تنظیم کننده کارآمد در سمت شبکه

از طرف شبکه ، از سیستم BESS می توان برای خدمات کمکی مانند اصلاح اوج ، پر کردن دره ، تنظیم فرکانس و ولتاژ ، بهینه سازی عملکرد شبکه و بهبود پایداری و قابلیت اطمینان شبکه استفاده کرد. با توسعه اقتصاد و جامعه ، تقاضا برای برق همچنان در حال رشد است و اختلاف دره اوج بار شبکه برق روز به روز در حال افزایش است. در دوره اوج مصرف برق ، مانند دمای بالا در تابستان ، از وسایل پر قدرت مانند تهویه مطبوع به روش غلیظ استفاده می شود و باعث افزایش شدید بار شبکه برق می شود که ممکن است منجر به مشکلاتی مانند اضافه بار تجهیزات شبکه برق و افت ولتاژ شود. در دوره های مصرف کم برق ، مانند شب های اواخر ، هنگامی که بار شبکه کم است ، تعداد زیادی از تجهیزات تولید برق بیکار هستند و در نتیجه زباله های انرژی ایجاد می شود. سیستم BESS می تواند در دوره اوج مصرف برق تخلیه شود تا بتواند برق را به شبکه تکمیل کند و فشار مصرف اوج برق را کاهش دهد. در دوره های کم مصرف برق شارژ کنید و انرژی اضافی را ذخیره کنید. از طریق این اوج تراشیدن و اثر پر کردن دره ، منحنی بار شبکه برق بهینه سازی می شود ، باعث کاهش تلفات تجهیزات و خطرات گسل ناشی از بارهای اوج و کاهش تقاضای سرمایه گذاری برای زیرساخت ها مانند خطوط انتقال جدید و پست ها می شود. طبق آمار ، پس از استقرار سیستم BESS در چندین گره کلیدی در شبکه برق یک شهر خاص ، بار شبکه برق در ساعات اوج حدود 10 ٪ کاهش یافته است و به طور موثری باعث بهبود اقتصادی و قابلیت اطمینان عملکرد شبکه برق می شود.

علاوه بر این ، سیستم BESS همچنین می تواند در فرکانس و تنظیم ولتاژ خدمات کمکی برای شبکه برق شرکت کند. پایداری فرکانس و ولتاژ شبکه برق یک شاخص مهم برای اطمینان از عملکرد ایمن سیستم قدرت است. هنگامی که عدم تعادل بین تولید برق و مصرف وجود دارد ، فرکانس و ولتاژ شبکه برق در نوسان خواهد بود. سیستم BESS می تواند به سرعت به تغییرات در فرکانس و ولتاژ شبکه پاسخ دهد ، از طریق شارژ و تخلیه ، قدرت را تنظیم کند ، پایداری فرکانس و ولتاژ شبکه را حفظ کرده و کیفیت و پایداری شبکه را بهبود بخشد. به عنوان مثال ، هنگامی که یک انحراف در فرکانس شبکه وجود دارد ، سیستم BESS می تواند به سرعت حالت شارژ و تخلیه را تنظیم کند ، قدرت را به شبکه تزریق یا جذب کند ، فرکانس شبکه را به محدوده عادی بازگرداند و عملکرد عادی تجهیزات الکتریکی مختلف را تضمین کند.

یک نگهبان قابل اعتماد در سمت کاربر

از طرف کاربر ، سیستم BESS امنیت قدرت قابل اعتماد و راه حل های مدیریت انرژی انعطاف پذیر را برای ساکنان و کاربران سازمانی ارائه می دهد. برای کاربران مسکونی ، با بهبود استانداردهای زندگی ، الزامات ثبات انرژی و اقتصاد نیز در حال افزایش است. سیستم BESS می تواند از تفاوت بین قیمت برق اوج و دره برای شارژ در دوره های پایین قیمت برق و تخلیه در دوره های اوج قیمت برق برای مصارف خانگی استفاده کند و باعث کاهش هزینه های برق شود. به عنوان مثال ، در بعضی از مناطق که سیاست های قیمت گذاری برق دره اوج اجرا شده است ، ساکنان می توانند صورتحساب برق ماهانه خود را 20 ٪ {1}}} پس از نصب سیستم های BESS خانگی کاهش دهند. در عین حال ، سیستم BESS خانگی همچنین می تواند به عنوان منبع تغذیه پشتیبان برای اطمینان از نیازهای اساسی برق خانواده در هنگام قطع برق ، مانند عملکرد عادی روشنایی ، یخچال ، تلویزیون و سایر تجهیزات ، بهبود راحتی و ایمنی زندگی خانگی باشد.

برای کاربران سازمانی ، به ویژه در صنایعی که به ثبات بالایی در منبع تغذیه مانند مراکز داده و تولید نیاز دارند ، سیستم BESS می تواند به طور مؤثر به نوسانات شبکه برق و قطع برق پاسخ دهد ، از تداوم تولید و جلوگیری از خسارات اقتصادی عظیم ناشی از قطع برق جلوگیری کند. با استفاده از مراکز داده به عنوان نمونه ، سرورها و سایر تجهیزات در مراکز داده برای تداوم منبع تغذیه نیازهای بسیار بالایی دارند. قطع برق کوتاه می تواند منجر به از بین رفتن داده ها ، وقفه در تجارت و ضررهای جدی اقتصادی شود. به عنوان یک منبع تغذیه پشتیبان ، سیستم BESS می تواند در حین قطع برق یکپارچه تغییر کند و از عملکرد عادی تجهیزات مرکز داده و تضمین تداوم تجارت اطمینان حاصل کند. علاوه بر این ، کاربران شرکت می توانند مدیریت مصرف انرژی خود را از طریق سیستم BESS بهینه کنند ، شارژ باتری را ترتیب دهند و با توجه به برنامه های تولید و تقاضای برق ، به طور منطقی تخلیه کنند ، هزینه های انرژی را کاهش داده و کارایی مصرف انرژی را بهبود بخشند.

تجزیه و تحلیل بالقوه بازار سیستم بس

اندازه بازار به رشد خود ادامه می دهد

در سالهای اخیر ، بازار جهانی سیستم بس یک روند رشد پایدار و سریع را نشان داده است. با افزایش مداوم ظرفیت نصب شده تولید انرژی تجدید پذیر و افزایش تقاضا برای ثبات و قابلیت اطمینان در شبکه برق ، تقاضا برای سیستم های BESS همچنان رو به افزایش است. طبق گفته موسسات تحقیقاتی بازار ، نسبت سیستم های BESS در محموله های باتری جهانی از 5 ٪ در سال 2019 به حدود یک چهارم در سال 2024 در 5 سال گذشته افزایش یافته است و انتظار می رود رشد سرعت بالا را در سالهای آینده حفظ کند. در چین ، با پیشنهاد هدف "کربن دوگانه" ، صنعت انرژی تجدید پذیر در فرصت های توسعه بی سابقه ای به وجود آمده است ، که همچنین فضای رشد عظیمی را به بازار سیستم BESS منتقل کرده است. پیش بینی می شود که تقاضا برای سیستم های ذخیره انرژی باتری در چین از سال 2025 به 2026 به میزان قابل توجهی افزایش یابد و تا سال 2030 با ظرفیت نصب شده تجمعی در حدود 3.2 TWH ادامه یابد ، که حدود 10 برابر انتظار بازار است (طبق کمیته ذخیره انرژی انجمن تحقیقات انرژی چین).

پیشرفت فن آوری کاهش هزینه ها

پیشرفت فن آوری یکی از نیروهای مهم محرک برای توسعه بازار سیستم BESS است. با نوآوری مداوم و پیشرفت فناوری باتری ، فناوری تبدیل برق ، فناوری مدیریت انرژی و غیره ، عملکرد سیستم BESS همچنان در حال بهبود است در حالی که هزینه به تدریج کاهش می یابد. از نظر فن آوری باتری ، تحقیق و کاربرد مواد باتری جدید ، مانند مواد سه گانه نیکل بالا و مواد الکترود منفی مبتنی بر سیلیکون ، چگالی انرژی و عمر چرخه باتری ها و کاهش هزینه های باتری را بهبود بخشیده است. در همین حال ، بهینه سازی فناوری تولید باتری و تولید در مقیاس بزرگ باعث کاهش بیشتر هزینه تولید باتری ها شده است. از نظر سیستم های تبدیل نیرو و سیستم های مدیریت انرژی ، استفاده از فناوری پیشرفته الکترونیک قدرت و الگوریتم های کنترل هوشمند باعث افزایش راندمان تبدیل و دقت کنترل سیستم شده است ، ضمن کاهش مصرف انرژی و هزینه های نگهداری. با پیشرفت مداوم فناوری ، هزینه سیستم BESS بیشتر کاهش می یابد ، رقابت آن در بازار انرژی همچنان به تقویت ادامه می یابد و دامنه کاربرد بازار آن نیز بیشتر گسترش می یابد.

پشتیبانی از سیاست برای ایجاد یک محیط توسعه مطلوب

دولت ها در سراسر جهان مجموعه ای از سیاست های حمایتی را معرفی کرده اند و یک محیط سیاست مطلوب برای توسعه بازار سیستم BESS ایجاد کرده اند. از نظر سیاست های یارانه انرژی تجدید پذیر ، بسیاری از کشورها یارانه های اضافی را برای پروژه های تولید انرژی تجدید پذیر مجهز به سیستم های BESS ارائه می دهند و شرکت ها را ترغیب به ساخت و استفاده از سیستم های BESS برای بهبود ظرفیت مصرف انرژی تجدید پذیر می کنند. از نظر سیاست های بازار برای خدمات کمکی شبکه برق ، دولت مکانیسم بازار خدمات کمکی شبکه برق را ایجاد و بهبود بخشیده است ، قوانین بازار و مکانیسم قیمت سیستم BESS را برای شرکت در تنظیم فرکانس شبکه برق ، اصلاح اوج ، تنظیم ولتاژ و سایر خدمات کمکی روشن کرده و مشوق های اقتصادی را برای استفاده از سیستم BESS در سمت قدرت فراهم می کند. علاوه بر این ، برخی از کشورها همچنین سیاست های زیست محیطی مربوطه را برای محدود کردن انتشار کربن تولید انرژی سنتی معرفی کرده اند و باعث تغییر و تحول انرژی به سمت جهت های تمیز و کم کربن می شوند ، که به طور غیرمستقیم باعث توسعه بازار سیستم BESS می شود. حمایت از سیاست ها ضمانت های شدیدی را برای توسعه بازار سیستم BESS فراهم کرده ، شور و شوق و خلاقیت نهادهای بازار را تحریک کرده و نوآوری و ارتقاء کاربرد فناوری سیستم BESS را ارتقا داده است.