مسیرهای فناوری ذخیرهسازی انرژی متمرکز و مبتنی بر رشته موقعیتهای مهمی را در زمینه ذخیرهسازی انرژی کنونی اشغال میکنند که هر کدام دارای مزایا و معایب منحصربهفردی هستند و برای سناریوهای کاربردی مختلف مناسب هستند.
مسیر فناوری ذخیره سازی انرژی متمرکز
ویژگی ها و مزایا
منطق کنترل ساده: بسته های باتری سیستم ذخیره سازی انرژی متمرکز مستقیماً به صورت سری به هم متصل می شوند و سپس چندین بسته به صورت موازی به یک اینورتر بزرگ (PCS) در سمت DC متصل می شوند که مدیریت و نگهداری را آسان تر می کند.
هزینه سیستم کم: به دلیل ساختار نسبتاً ساده آن، هزینه های سرمایه گذاری اولیه و نگهداری کم است، به ویژه در خرید در مقیاس بزرگ برای کاهش بیشتر هزینه ها.
دسترسی آسان به زمانبندی در مقیاس بزرگ: میتواند به طور موثر عرضه و تقاضای شبکه برق را متعادل کند، کیفیت و پایداری برق را بهبود بخشد و برای ذخیره انرژی در سمت شبکه و پشتیبانی از نیروگاههای انرژی تجدیدپذیر در مقیاس بزرگ مناسب است.
مزایای اقتصادی قابل توجه: از طریق مدیریت متمرکز، هزینه های تجهیزات و عملیات کاهش یافته است که نشان دهنده مزایای اقتصادی قابل توجهی است.
کمبود
اثر بشکه: طول عمر کلی یک سیستم به ضعیف ترین پیوند بستگی دارد، جایی که بدترین عملکرد ماژول باتری بر کارایی کل سیستم تأثیر می گذارد.
مشکل گردش بین خوشه ای: خوشه های مختلف باتری دارای عمق تخلیه متناقض هستند که منجر به پدیده های گردش می شود و راندمان شارژ و دشارژ را تحت تاثیر قرار می دهد.
چالش امنیتی: تشکیل جریانهای در گردش بین خوشههای باتری موازی، خطر شارژ بیش از حد سلولهای باتری را افزایش میدهد که تهدیدی برای ایمنی است.
پیچیدگی زیاد عملیات و نگهداری: زمانی که سیستم با مشکلاتی مواجه می شود، معمولاً سازندگان باید پرسنل فنی را برای رفع اشکال و تعمیر و نگهداری به سایت اعزام کنند که می تواند زمان خرابی را طولانی تر کند و هزینه های بهره برداری و نگهداری را افزایش دهد.
نمونه های کاربردی
با در نظر گرفتن پروژه Huaneng Huangtai 100MW/200MWh به عنوان مثال، این اولین نیروگاه ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ در چین است که معماری PCS متمرکز را اتخاذ می کند، که پتانسیل راه حل های متمرکز در ذخیره انرژی شبکه و پشتیبانی از انرژی های تجدیدپذیر در مقیاس بزرگ را نشان می دهد.
مسیر فناوری ذخیره انرژی نوع رشته ای
ویژگی ها و مزایا
انعطاف پذیری قوی: متشکل از چندین واحد ذخیره انرژی با ظرفیت کمتر، هر واحد دارای عملکردهای کنترل و مدیریت مستقل است و می تواند به طور انعطاف پذیر بر اساس الگوهای مختلف تولید و مصرف انرژی پیکربندی شود.
بهره وری سیستم بهبود یافته: مدیریت واحد یک کلاستر به دست آمد، تعادل و راندمان شارژ و دشارژ بسته های باتری را بهبود بخشید.
قابلیت اطمینان بالا و تعمیر و نگهداری آسان: در صورت بروز نقص، می تواند به طور دقیق یک خوشه را بدون تأثیر بر عملکرد سایر کابینت ها تعیین کند و خطر خاموش شدن کلی سیستم را کاهش دهد.
ایمنی بالاتر: اجتناب از تأثیر جریان های در گردش، دستیابی به ایزولاسیون خطا، و اتخاذ یک سیستم مدیریت حرارتی کارآمد برای اطمینان از یکنواختی دما و عمر طولانی باتری.
کمبود
روش یکپارچه سازی نسبتاً پیچیده است: در مقایسه با متمرکز، یکپارچه سازی و اشکال زدایی مبتنی بر رشته پیچیده تر است زیرا هر واحد ذخیره انرژی برای اطمینان از پایداری سیستم نیاز به پیکربندی دقیق دارد.
افزایش هزینه سیستم: به دلیل استفاده بیشتر از بهینه سازها و دستگاه های نظارتی، هزینه کلی بیشتر می شود.
مثال ها و پارامترهای کاربردی
پروژه ذخیره سازی انرژی خورشیدی 3 مگاوات/6 مگاوات ساعت در لینیانگ، دژو، شاندونگ یک مورد معمولی برای استفاده از راه حل ذخیره انرژی رشته ای است. این پروژه نه تنها سازگاری و اقتصاد سیستم را بهبود می بخشد، بلکه ارزش خود را در سیستم های انرژی توزیع شده نیز ثابت می کند.
عملکرد کاربرد دو مسیر تکنولوژیکی در سمت شبکه، سمت کاربر و سایر سناریوهای خاص
ذخیره انرژی سمت شبکه
ذخیره سازی متمرکز انرژی
کاربرد در مقیاس بزرگ و مقرون به صرفه بودن: فناوری ذخیره سازی متمرکز انرژی به دلیل ظرفیت بزرگ دستگاه تک، ساختار فشرده و سهولت در دستیابی به تخصیص انرژی در مقیاس بزرگ، در ذخیره انرژی سمت شبکه غالب است.
به عنوان مثال، می تواند به طور موثر رابطه عرضه و تقاضای شبکه برق را متعادل کند، کیفیت و پایداری برق را بهبود بخشد، به ویژه در زمینه پشتیبانی از ذخیره انرژی در نیروگاه های بزرگ انرژی تجدیدپذیر.
مطالعه موردی: پروژه Huaneng Huangtai 100MW/200MWh یک نمونه معمولی است که از معماری PCS متمرکز برای پشتیبانی از نیازهای ذخیره انرژی در سطح شبکه استفاده می کند.
ذخیره انرژی از نوع رشته ای
انعطاف پذیری و قابلیت اطمینان: اگرچه ذخیره سازی متمرکز انرژی در زمینه ذخیره سازی در مقیاس بزرگ بیشتر رایج است، اما با پیشرفت تکنولوژی، ذخیره انرژی از نوع رشته ای به تدریج به این حوزه نفوذ می کند. طراحی ماژولار آن امکان مدیریت انعطافپذیرتر زمینهای پیچیده و طرحبندی انرژی پراکنده را فراهم میکند، در حالی که زمان قطعی کلی سیستم ناشی از باد را کاهش میدهد.
روند نوظهور: برخی از سیستمهای ذخیرهسازی انرژی از نوع شبکه متصل رشتهای جدید با موفقیت ارزیابی فنی را پشت سر گذاشتهاند و برای سناریوهای کاربردی مختلف مانند شبکههای قدرت قوی، شبکههای قدرت ضعیف و شبکههای خاموش مناسب هستند، که نشان میدهد این فناوری به سمت کاربردهای مقیاس بزرگتر حرکت میکند.
ذخیره انرژی سمت کاربر
ذخیره سازی متمرکز انرژی
کاربرد محدود: برای طرف کاربر، ذخیره سازی متمرکز انرژی به دلیل حجم زیاد یک دستگاه، دشواری حمل و نقل بالا و الزامات دقیق محل نصب، سناریوهای قابل اجرا نسبتا کمی دارد. علاوه بر این، انبساط یا تکمیل نیرو باید بر اساس کابین به کابین انجام شود که انعطاف کمتری دارد.
ملاحظات اقتصادی: اگرچه هزینه سرمایه گذاری اولیه نسبتاً کم است، اما برای کاربران کوچک مقرون به صرفه نیست زیرا زمانی که خرابی رخ می دهد، کل سیستم باید برای بازرسی خاموش شود، که باعث افزایش زمان و هزینه های بهره برداری و نگهداری می شود.
ذخیره انرژی از نوع رشته ای
به طور گسترده پذیرفته شده است: در مقابل، ذخیره انرژی نوع رشته ای به طور گسترده در زمینه های خانگی و تجاری استفاده شده است. دارای حجم تک کابینت کوچکی است که حمل و نصب آن را آسان می کند و به راحتی می تواند قدرت و ظرفیت سیستم را با توجه به نیازهای واقعی تنظیم کند.
مزایا واضح است: این فناوری نه تنها از اختلاط باتریهای قدیمی و جدید پشتیبانی میکند، بلکه میتوان آن را به طور انعطافپذیر با توجه به شرایط واقعی گسترش داد، و آن را برای کاربردهای پراکنده مانند فتوولتائیکهای پشت بام خانه، نیروگاههای ذخیره انرژی کوچک و غیره بسیار مناسب میکند.
سناریوهای کاربردی خاص
مزایای ذخیره سازی انرژی مبتنی بر رشته در سیستم های انرژی پراکنده: در سیستم های انرژی پراکنده مانند پارک های کربن صفر و توزیع و ذخیره انرژی جدید، ذخیره انرژی مبتنی بر رشته را می توان به طور دقیق با توجه به الگوهای مختلف تولید و مصرف انرژی پیکربندی کرد و کارایی و قابلیت اطمینان را بهبود بخشید. از سیستم این به مدیریت تصفیهشده واحدهای ذخیره انرژی منفرد دست مییابد، در نتیجه تغییرات بهتری را در تقاضای برق محلی تطبیق میدهد.
ایمنی و پایداری: هر کلاستر باتری به صورت جداگانه برای شارژ و دشارژ کنترل میشود، از تأثیر جریانهای گردشی جلوگیری میکند، به جداسازی خطا و اطمینان از عملکرد پایدار درازمدت سیستم میپردازد.
زمین پیچیده و چیدمان پراکنده
سازگاری قوی: چه در مناطق کوهستانی و چه در مناطق حاشیه ای شهری، ذخیره انرژی از نوع رشته ای می تواند به خوبی با محیط های پیچیده و متغیر جغرافیایی سازگار شود. حتی در صورت خرابی در برخی از واحدهای ذخیره انرژی، واحدهای باقی مانده می توانند به کار خود ادامه دهند و خطر کلی خاموش شدن سیستم را کاهش دهند.
