سناریوهای کاربردی ذخیره انرژی: سمت تولید برق، توزیع و انتقال، سمت کاربر
با انتقال سریع انرژی جهانی به سمت انرژی های پاک و تجدیدپذیر، بازار ذخیره سازی انرژی با فرصت های توسعه بی سابقه ای مواجه است. در سال‌های آینده، فناوری ذخیره‌سازی انرژی کلید ارتقای یکپارچه‌سازی انرژی‌های تجدیدپذیر در مقیاس بزرگ، افزایش انعطاف‌پذیری شبکه و دستیابی به مدیریت انرژی توزیع‌شده خواهد بود. سیستم ذخیره انرژی نقش مهمی در کاربردهای متنوع تنظیم فرکانس تولید برق، تراشیدن پیک، ظرفیت ذخیره و سمت کاربر و سمت انتقال و توزیع خواهد داشت. پیشرفت فناوری و کاهش هزینه، کاربرد گسترده سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی را ارتقا می‌دهد، در حالی که توسعه فناوری‌های هوشمند و دیجیتال، کارایی، ایمنی و اقتصاد آنها را افزایش می‌دهد. به طور کلی، بازار ذخیره انرژی به سمت مقیاس، تجاری سازی و تنوع توسعه خواهد یافت و به یک نیروی کلیدی در انتقال انرژی جهانی تبدیل خواهد شد.
بر اساس داده های BNEF، اندازه بازار ذخیره انرژی جهانی در سال 2023 تقریباً دو برابر شده است و بزرگترین رشد سال به سال در تاریخ را رقم می زند. تا سال 2030، انتظار می رود ظرفیت نصب شده جهانی ذخیره سازی انرژی به 411 گیگاوات (1194 گیگاوات ساعت) برسد که 15 برابر مقیاس سال 2021 است. با تقاضای بازار از سوی شرکت ها و تاسیسات صنعتی برای کاهش هزینه های انرژی، بهبود بهره وری انرژی و افزایش قابلیت اطمینان انرژی. مشاهده می شود که تقاضای جهانی برای ذخیره سازی انرژی صنعتی و تجاری به رشد خود ادامه خواهد داد.
(ظرفیت نصب شده تجمعی جهانی دستگاه های ذخیره انرژی از سال 2015 تا 2030)
سناریوهای کاربردی
سمت تولید برق (منبع)
کاربرد سیستم های ذخیره انرژی در سمت تولید برق عمدتاً شامل خروجی صاف، تنظیم فرکانس سیستم، ظرفیت پشتیبان و غیره است
خروجی صاف:با توجه به ماهیت متناوب و ناپایدار تولید انرژی تجدیدپذیر (مانند نیروی باد و فتوولتائیک)، سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی می‌توانند خروجی برق را صاف کنند، تاثیر نوسانات برق بر روی شبکه را کاهش دهند و پایداری منبع تغذیه را تضمین کنند.
تنظیم فرکانس سیستم:تغییرات در فرکانس شبکه می تواند بر عملکرد ایمن، کارآمد و عمر مفید تجهیزات تولید و مصرف برق تأثیر بگذارد. سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی می‌توانند به سرعت به نیازهای شبکه برق پاسخ دهند، تنظیم ولتاژ و فرکانس را فراهم می‌کنند و در نتیجه کیفیت برق و پایداری سیستم را بهبود می‌بخشند.
ظرفیت پشتیبان:سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی می‌توانند به عنوان ظرفیت پشتیبان عمل کنند، ذخایر توان فعال لازم را برای شبکه برق در طول بارهای اوج قدرت فراهم کنند، عملکرد پایدار تجهیزات برق را تضمین کنند و قابلیت اطمینان و سازگاری شبکه برق را افزایش دهند.
انتقال نیروشبکه و توزیع
کاربرد سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی در سمت انتقال و توزیع عمدتاً شامل کاهش گردن باتری‌های انتقال و توزیع و بهبود راندمان انتقال و توزیع است.
باز کردن گردن باتری انتقال و توزیع:هنگامی که خطوط انتقال یا پست‌ها با بار زیاد مواجه می‌شوند، سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی می‌توانند پشتیبانی انرژی اضافی را فراهم کنند، ازدحام انتقال و توزیع را کاهش دهند، از اضافه بار خط جلوگیری کنند و قابلیت اطمینان و پایداری شبکه برق را بهبود بخشند.
بهبود راندمان انتقال و توزیع:با شارژ و دشارژ سیستم ذخیره انرژی می توان توان راکتیو در خطوط انتقال و توزیع را بهینه کرد، ضریب توان را اصلاح کرد و راندمان و پایداری کلی سیستم انتقال و توزیع را بهبود بخشید.
سمت کاربر (هلندی)
کاربرد سیستم های ذخیره انرژی در سمت کاربر عمدتا به دو دسته فتوولتائیک و غیر فتوولتائیک تقسیم می شود. با رشد مستمر تقاضای بازار، استفاده از محصولات ذخیره انرژی به تدریج از ذخایر برق پشتیبان اولیه و اضطراری به سناریوهای متنوع تر گسترش یافته است.
برای سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی غیر فتوولتائیک، مانند خانه‌ها، ساختمان‌های تجاری، مدارس و دیگر سناریوهایی که برای نصب فتوولتائیک در مقیاس بزرگ مناسب نیستند، این سیستم‌ها می‌توانند انرژی را از طریق پیکربندی مستقل ذخیره کنند، برق را در دوره‌های تقاضای کم ذخیره کنند و آن را در طول دوره آزاد کنند. دوره های اوج، به طور موثر بارهای اوج را کاهش می دهد. به لطف سیاست‌های قیمت‌گذاری برق داخلی و گسترش مداوم اختلاف قیمت‌های پیک دره، کاربران می‌توانند از تفاوت قیمت برای کاهش هزینه‌های برق استفاده کنند. علاوه بر این، در سناریوهایی مانند ایستگاه‌های پایه و مراکز داده، سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی می‌توانند به عنوان منابع انرژی پشتیبان برای تأسیسات حیاتی برای مقابله با بلایای طبیعی و سایر قطعی‌های برق عمل کنند و پایداری و انعطاف‌پذیری منبع تغذیه را بهبود بخشند.
سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی فتوولتائیک از ویژگی‌های همپوشانی پیک مصرف برق و تولید برق فتوولتائیک استفاده می‌کنند و عملکردهای تولید برق فتوولتائیک، ذخیره انرژی و شارژ را از طریق حالت "ذخیره‌سازی فتوولتائیک یکپارچه (شارژ)" ترکیب می‌کنند. انرژی خورشیدی توسط ماژول‌های فتوولتائیک به انرژی الکتریکی تبدیل می‌شود و الکتریسیته اضافی را می‌توان در سیستم‌های ذخیره انرژی برای شارژ وسایل نقلیه الکتریکی و سایر تجهیزات ذخیره کرد و به مدیریت انرژی خود مصرف دست یافت.
علاوه بر این، در مناطقی با نفوذ بالای انرژی های تجدیدپذیر، مانند جزایر، پارک های صنعتی، و مناطق دور افتاده، سیستم های ذخیره سازی انرژی با امکانات تولید انرژی تجدیدپذیر ترکیب می شوند تا راه حل های تامین برق مستقل برای مناطق بدون پوشش شبکه ارائه شود. ایجاد یک سیستم ریزشبکه مستقل از شبکه برق در چنین سناریوهایی و ترکیب آن با ذخیره سازی انرژی صنعتی و تجاری می تواند قابلیت اطمینان و انعطاف پذیری منبع تغذیه را به طور قابل توجهی بهبود بخشد.
سمت منبع تغذیه
پیک تراشیدن برق:ذخیره انرژی برای دستیابی به پیک تراشیدن و پر شدن دره بار الکتریکی استفاده می شود، یعنی نیروگاه ها باتری ها را در دوره هایی با بار الکتریکی کم شارژ می کنند و الکتریسیته ذخیره شده را در دوره های بار الکتریکی زیاد آزاد می کنند.
تامین ظرفیت:با ذخیره انرژی، ظرفیت تولید برق برای مقابله با بارهای اوج و بهبود راندمان عملیاتی مجموعه ژنراتورهای سنتی را فراهم کنید.
تنظیم فرکانس:ذخیره انرژی دارای سرعت تنظیم فرکانس سریع است و می تواند به طور انعطاف پذیر بین حالت های شارژ و دشارژ جابجا شود و از ولتاژ و فرکانس پایدار در سمت منبع تغذیه اطمینان حاصل کند و کیفیت منبع تغذیه را بهبود بخشد.
سمت شبکه
رفع ازدحام شبکه برق:نصب سیستم های ذخیره انرژی در بالادست خط انتقال. هنگامی که انسداد خط رخ می دهد، انرژی قابل انتقال را می توان در دستگاه های ذخیره انرژی ذخیره کرد. هنگامی که بار خط کمتر از ظرفیت خط باشد، سیستم ذخیره انرژی دوباره به خط تخلیه می شود.
تاخیر در توسعه و ارتقاء تجهیزات انتقال و توزیع:در سیستم های انتقال و توزیع با بارهای نزدیک به ظرفیت تجهیزات، می توان از سیستم های ذخیره انرژی برای بهبود موثر ظرفیت انتقال و توزیع شبکه برق از طریق ظرفیت نصب شده کمتر استفاده کرد و در نتیجه ساخت تاسیسات جدید انتقال و توزیع را به تاخیر انداخت و هزینه ها را کاهش داد.
سمت کاربر
آربیتراژ قیمت پیک ولی:در بازار برق که در آن قیمت‌های پیک دره اجرا می‌شود، سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی با قیمت‌های پایین شارژ می‌شوند و با قیمت‌های بالا تخلیه می‌شوند تا به آربیتراژ قیمت دره اوج دست یابند و هزینه‌های برق را کاهش دهند.
بهبود قابلیت اطمینان منبع تغذیه:در صورت قطع برق، سیستم ذخیره‌سازی انرژی می‌تواند انرژی ذخیره‌شده را برای کاربران نهایی تامین کند و از قطع برق در طول فرآیند تعمیر عیب جلوگیری کند تا از قابلیت اطمینان منبع تغذیه اطمینان حاصل شود.
استفاده شخصی از برق:کاربران صنعتی و تجاری که فتوولتائیک نصب می‌کنند، می‌توانند با پیکربندی ایستگاه‌های ذخیره‌سازی انرژی، از توان فتوولتائیک بهتر استفاده کنند، سطح مصرف خود را بهبود بخشند و هزینه‌های برق را کاهش دهند.
