Enerģijas uzglabāšanas sistēma - jauns enerģijas centrs
Neskatoties uz globālo tendenci uz enerģijas pāreju, enerģijas uzkrāšanas sistēmas ir kļuvušas par galveno spēku šajā pārveidē, spēlējot neaizvietojamu lomu. Atjaunojamās enerģijas avotiem, piemēram, vēja un saules enerģijai, lai arī tīra un neizsmeļama, ir dabiska vājums - nestabila enerģijas ražošana. Kā piemēru ņem saules enerģiju, kad naktī nav gaismas, tiks pārtraukta enerģijas ražošana; Vēja enerģija arī laiku pa laikam var atšķirties, mainoties vēja lielumam. Šajā brīdī enerģijas uzglabāšanas sistēma ir kā "super enerģijas banka", uzglabājot enerģiju, ja to ir pārmērīgs un atbrīvots, ja nav pietiekams, efektīvi risinot periodiskas un svārstīgas atjaunojamās enerģijas problēmas un ievērojami uzlabojot enerģijas izmantošanas efektivitāti.
Saskaņā ar attiecīgajiem datiem pēc enerģijas uzkrāšanas sistēmu ieviešanas atjaunojamās enerģijas izmantošanas ātrums dažos apgabalos ir palielinājies par vairāk nekā 15%, un vēja un saules enerģijas samazināšanas parādība ir ievērojami samazinājusies. Piemēram, kā piemēru ņemot vēja parku Ķīnas ziemeļrietumos, pirms tam tika aprīkots ar enerģijas uzglabāšanas sistēmām, vēja enerģijas nestabilitātes dēļ tika izšķērdēts liels daudzums elektrības ar vēja pamešanas līmeni pat par 15%. Pēc enerģijas uzkrāšanas sistēmas uzstādīšanas vēja samazināšanas ātrums samazinājās līdz 5%, ievērojami uzlabojot enerģijas izmantošanas efektivitāti. Enerģijas uzglabāšanas sistēmas ir parādījušas arī izcilu sniegumu enerģijas padeves un pieprasījuma līdzsvarošanā un tīkla spiediena mazināšanā. Maksimālā elektrības lietošanas periodos enerģijas uzkrāšanas sistēma izdala glabāto elektrisko enerģiju, lai papildinātu nepietiekamo jaudas tīklu; Zema elektrības patēriņa periodos tas var uzglabāt arī lieko elektrību, lai izvairītos no enerģijas atkritumiem. Pētījumi liecina, ka enerģijas uzkrāšanas tehnoloģija var samazināt enerģijas tīkla maksimālo slodzi par 10% -15%, efektīvi uzlabojot enerģijas tīkla stabilitāti.
No šiem datiem un piemēriem nav grūti saprast, ka enerģijas uzkrāšanas sistēmu efektivitāte tieši ietekmē to, vai tās var pilnībā spēlēt savu lomu, un tām ir dziļa ietekme uz enerģijas pārveidošanas procesu. Tāpēc iedziļināšanās faktoros, kas ietekmē enerģijas uzkrāšanas sistēmu efektivitāti un efektīvu optimizācijas metožu atrašanu, enerģijas laukā ir kļuvusi par steidzamu uzdevumu.
Enerģijas uzkrāšanas sistēmas efektivitātes daudzdimensiju analīze
Enerģijas uzglabāšanas sistēmas efektivitāte vienkāršā izteiksmē attiecas uz izejas enerģijas un enerģijas enerģijas attiecību enerģijas uzglabāšanas un atbrīvošanas procesā. Šī attiecība var šķist vienkārša, taču tajā ir milzīgs enerģijas noslēpums un ir galvenais indikators enerģijas uzkrāšanas sistēmu veiktspējas mērīšanai. Tam ir izšķiroša loma enerģijas uzkrāšanas un izmantošanas jomā.
Raugoties no enerģijas izmantošanas efektivitātes uzlabošanas viedokļa, enerģijas uzkrāšanas sistēmu efektivitāte tieši nosaka enerģijas zudumu pakāpi uzglabāšanas un pārveidošanas procesu laikā. Jo augstāka ir efektivitāte, jo mazāks enerģijas zudums uzglabāšanas un atbrīvošanas laikā un vairāk enerģijas var efektīvi izmantot, tādējādi uzlabojot visas enerģijas sistēmas izmantošanas efektivitāti. Dažās vēja parkos un fotoelektriskajās elektrostacijās, kas aprīkotas ar efektīvām enerģijas uzkrāšanas sistēmām, enerģijas izmantošanas efektivitāte ir palielinājusies par 20% -30%, kas nozīmē, ka vairāk vēja un saules enerģijas tiek pārveidota izmantojamā elektrībā, samazinot enerģijas atkritumus.
Enerģijas uzkrāšanas sistēmu efektivitāte ir arī būtiska, lai nodrošinātu stabilu enerģijas padevi. Enerģijas sistēmā slodzes pieprasījums pastāvīgi mainās, un enerģijas uzkrāšanas sistēma ir kā “stabilizators”. Izmantojot efektīvus uzlādes un izlādes procesus, tas glabā elektrību zema pieprasījuma periodos un atbrīvo elektrību lielā pieprasījuma periodos, efektīvi līdzsvarojot enerģijas padevi un pieprasījumu un nodrošinot enerģijas padeves stabilitāti. Saskaņā ar attiecīgajiem datiem, kad enerģijas uzkrāšanas sistēmu efektivitāte palielinās par 10%, enerģijas tīkla stabilitātes indeksu var uzlabot par 15%-20%, ievērojami samazinot enerģijas padeves pārtraukumu varbūtību un pieprasījuma nelīdzsvarotību.
Galvenie faktori, kas ietekmē efektivitāti
Enerģijas uzglabāšanas sistēmu efektivitāti ietekmē daudzi savstarpēji saistīti faktori, kas darbojas kopā kā precizitātes pārnesumi enerģijas uzkrāšanas sistēmas darbībai. Ļaujiet mums padziļināt šos galvenos faktorus.
(1) Akumulatora koeficients
Kā enerģijas uzkrāšanas sistēmu pamatkomponents, bateriju veiktspējai ir izšķiroša ietekme uz enerģijas uzkrāšanas sistēmu efektivitāti. Dažādiem bateriju veidiem ir būtiskas atšķirības efektivitātes rādītājos to ķīmisko īpašību un konstrukcijas dizaina dēļ. Litija jonu baterijas ir ļoti labvēlīgas daudzās enerģijas uzglabāšanas lietojumprogrammās, pateicoties to lielajai enerģijas blīvumam un augstajai uzlādēšanas un izlādes efektivitātei, ar uzlādes un izlādes efektivitāti parasti sasniedz 90% -95%. Lai arī svina skābes baterijām ir nobriedušas tehnoloģija un zemas izmaksas, to enerģijas blīvums ir zems, un to uzlādes un izlādes efektivitāte ir salīdzinoši zema, parasti no 75% līdz 85%.
Papildus akumulatora tipam tādi faktori kā akumulatora novecošanās, temperatūra un uzlādes izlādes ātrums var būtiski ietekmēt arī akumulatora efektivitāti. Palielinoties lietošanas laikam, ķīmiskās reakcijas akumulatora iekšpusē novedīs pie elektrodu materiālu zaudēšanas un veiktspējas samazināšanās, tādējādi samazinot akumulatora uzlādes un izlādes efektivitāti. Pētījumi liecina, ka tad, kad akumulators ciklē līdz 1 0 00 reizes, tā uzlādes un izlādes efektivitāte var samazināties par 5% -10%. Bateriju veiktspēja ir arī ļoti jutīga pret temperatūras izmaiņām. Augstas vai zemas temperatūras vidē bateriju iekšējā izturība palielināsies, palielinot enerģijas zudumu un samazinot efektivitāti. Kad temperatūra ir zemāka par 0 grādu, litija jonu akumulatoru uzlādes un izlādes efektivitāte var samazināties par 20% -30%. Pārmērīgs uzlādes izlādes ātrums var arī saasināt akumulatora sildīšanu, ietekmējot akumulatora darbības laiku un efektivitāti. Kad uzlādes izlādes ātrums sasniedz 2C, akumulatora efektivitāte var samazināties par 10% -15%.
(2) Jaudas pārveidošanas koeficienti
Enerģijas uzglabāšanas pārveidotājs (PCS) ir galvenais aprīkojums, lai sasniegtu AC-DC elektriskās enerģijas konvertēšanu. Elektriskās enerģijas pārveidošanas procesa laikā datori neizbēgami rada noteiktus enerģijas zudumus, kas tieši ietekmē enerģijas uzkrāšanas sistēmas kopējo efektivitāti. Pašlaik personālo datoru efektivitāte tirgū parasti ir no 95% līdz 98%. Lai arī personālo datoru efektivitāte pakāpeniski uzlabojas, nepārtraukti attīstoties tehnoloģijai, joprojām ir daži uzlabojumi. Optimizējot shēmas projektēšanu un pieņemot jaunas enerģijas ierīces, personālo datoru enerģijas zudumu var vēl vairāk samazināt un uzlabot tā pārveidošanas efektivitāti. Pētniecības grupa ir uzlabojusi personālo datoru topoloģijas struktūru, palielinot tā pārveidošanas efektivitāti par 2% -3%, efektīvi uzlabojot enerģijas uzkrāšanas sistēmas kopējo veiktspēju.
(3) Elektriskie savienojumi un shēmas koeficienti
Enerģijas uzglabāšanas sistēmās enerģijas zudumi rodas, ja strāva iziet cauri kabeļiem un komutācijai pretestības klātbūtnes dēļ. Saskaņā ar Joule likumu, siltums, ko rada strāva caur vadītāju, ir proporcionāls strāvas kvadrātā, vadītāja pretestībai un strāvas ilgumam. Liela mēroga enerģijas uzkrāšanas sistēmās lielās strāvas dēļ, pat ja pretestības zudums ir salīdzinoši mazs, to nevar ignorēt, kad to uzkrāj. 1 0 MW enerģijas uzglabāšanas elektrības stacijā, ja līnijas pretestība ir 0,1 Ω un strāva ir 1000A, enerģijas zudums stundā sasniedz 100kWh, kas ir būtiska ietekme uz enerģijas uzkrāšanas sistēmas efektivitāti.
(4) palīgiekārtas enerģijas patēriņa faktori
Enerģijas uzglabāšanas sistēmas paļaujas uz papildu aprīkojumu, piemēram, gaisa kondicionēšanas un dzesēšanas sistēmām, lai uzturētu stabilu darbību darbības laikā. Šīs papildu ierīces darbības laikā patērē noteiktu daudzumu elektriskās enerģijas, tādējādi samazinot enerģijas uzkrāšanas sistēmas kopējo efektivitāti. Īpaši augstas temperatūras vidē, lai nodrošinātu akumulatoru un citu ierīču normālu darbību, gaisa kondicionēšanas sistēmu enerģijas patēriņš ievērojami palielināsies. Augstas temperatūras periodā vasarā gaisa kondicionēšanas sistēmas enerģijas patēriņš noteiktā enerģijas uzkrāšanas elektrības stacijā var veidot 30% -40% no kopējā enerģijas patēriņa, kam ir būtiska negatīva ietekme uz enerģijas uzkrāšanas sistēmas efektivitāti.
(5) Sistēmas projektēšanas un kontroles stratēģijas faktori
Saprātīga sistēmas projektēšana un optimizētas vadības stratēģijas var samazināt enerģijas zudumus un uzlabot enerģijas uzkrāšanas sistēmu efektivitāti. Precīzi prognozējot elektrības cenas un slodzes izmaiņas, optimizējot uzlādes un izlādes stratēģijas, zemo elektrības cenu laikā var iekasēt enerģijas uzkrāšanas sistēmas un izrakstīt augstas elektrības cenu laikā, tādējādi maksimāli palielinot ekonomiskos ieguvumus. Tikmēr saprātīgs karstuma izkliedes dizains un akumulatora pārvaldības sistēmas optimizācija var efektīvi samazināt akumulatora temperatūru un uzlabot akumulatora efektivitāti. Noteikts uzņēmums pieņēma inteliģentu vadības sistēmu, lai dinamiski pielāgotu enerģijas uzkrāšanas sistēmas uzlādes un izlādes stratēģijas, pamatojoties uz reālā laika elektrības cenām un slodzes datiem, kas uzlaboja enerģijas uzkrāšanas sistēmas efektivitāti par 8% -10%, vienlaikus samazinot darbības izmaksas.
Optimizācijas stratēģijas efektivitātes uzlabošanai
(1) Tehnoloģisko inovāciju virziens
Tehnoloģisko inovāciju ceļojumā akumulatora tehnoloģijas uzlabošana neapšaubāmi ir galvenais izrāviens enerģijas uzkrāšanas sistēmu efektivitātes uzlabošanā. Pēdējos gados cietā stāvokļa baterijas ir piesaistījušas lielu uzmanību kā ļoti daudzsološai jaunai akumulatora tehnoloģijai. Salīdzinot ar tradicionālajām šķidruma baterijām, cietvielu baterijās tiek izmantoti cietie elektrolīti, kuriem ir lielāks enerģijas blīvums, ātrāka uzlāde un izlādes ātrums, kā arī labāka drošība. Pētījumi liecina, ka cietvielu bateriju enerģijas blīvumu var palielināt par 30% {-50%, salīdzinot ar tradicionālajām litija jonu baterijām, kas nozīmē, ka cietvielu baterijas var uzglabāt vairāk enerģijas ar tādu pašu tilpumu un svaru, un tām ir mazāks enerģijas zudums un lielāka efektivitāte uzlādes un izlādēšanas laikā. Pašlaik daudzas pētniecības iestādes un uzņēmumi palielina ieguldījumus cietvielu bateriju izpētē un attīstībā. Daži cieta stāvokļa akumulatoru produkti ir iekļuvuši eksperimentālajā posmā, un paredzams, ka tuvāko gadu laikā tie tiks sasniegti komerciāli, nodrošinot kvalitatīvu lēcienu enerģijas uzkrāšanas sistēmu efektivitātes uzlabošanai.
Enerģijas uzglabāšanas pārveidotāja (PCS) tehnoloģijas uzlabošana ir arī svarīgs virziens, lai uzlabotu enerģijas uzkrāšanas sistēmu efektivitāti. Pārtraukti attīstot enerģijas elektronikas tehnoloģiju, turpina parādīties jauni enerģijas ierīču un vadības algoritmu veidi. Silīcija karbīda (SIC) enerģijas ierīcēm ir tādas priekšrocības kā augsta sprieguma izturība, zema izturība un augstfrekvences īpašības. Salīdzinot ar tradicionālajām silīcija bāzes enerģijas ierīcēm, tās var ievērojami samazināt datoru enerģijas zudumus elektriskās enerģijas pārveidošanas procesā un uzlabot konversijas efektivitāti. Daži personālie datori, kas izmanto silīcija karbīda enerģijas ierīces, ir sasniegusi reklāmguvumu efektivitāti virs 98%, kas ir 2-3 procentpunkti augstāki nekā tradicionālie datori. PCS vadības algoritma optimizēšana, piemēram, izmantojot inteliģenta MPPT (maksimālā jaudas punktu izsekošanas) vadības algoritmu, var precīzāk izsekot fotoelektriskā masīva maksimālajam jaudas punktam, uzlabot fotouzglabāšanas sistēmas efektivitātes efektivitāti un netieši uzlabotu enerģijas uzglabāšanas sistēmas efektivitāti.
(2) Sistēmas dizaina optimizācija
Raugoties no sistēmas projektēšanas, saprātīga aprīkojuma izvēle un izkārtojums ir svarīgas saites enerģijas zudumu samazināšanā un enerģijas uzkrāšanas sistēmu efektivitātes uzlabošanā. Runājot par akumulatora izvēli, ir jāapsver visaptveroši tādi faktori kā akumulatora tips, ietilpība, uzlādes un izlādes īpašības, kalpošanas laiks un izmaksas. Dažiem pielietojuma scenārijiem, kuriem nepieciešams liela enerģijas blīvums, piemēram, elektriskie transportlīdzekļi un pārnēsājamas elektroniskās ierīces, litija jonu baterijas ir ideāla izvēle; Dažiem izmaksu jutīgiem liela mēroga enerģijas uzglabāšanas scenārijiem, piemēram, tīkla enerģijas uzkrāšanai un sadalītai enerģijas uzkrāšanai, zemām izmaksām, piemēram, svina oglekļa baterijām un plūsmas baterijām, ir noteiktas priekšrocības. Iekārtas izkārtojuma ziņā ir nepieciešams pēc iespējas saīsināt kabeļu garumu, lai samazinātu enerģijas zudumus, ko izraisa līnijas pretestība. Novietojiet akumulatoru un personālos datorus netālu no slodzes, lai samazinātu enerģijas zudumus pašreizējās transmisijas laikā. Izšķiroša ir arī saprātīga karstuma izkliedes dizains. Laba karstuma izkliede var samazināt bateriju un ierīču darbības temperatūru un uzlabot to veiktspēju un efektivitāti. Izmantojot šķidruma dzesēšanas tehnoloģiju, salīdzinot ar tradicionālo gaisa dzesēšanu, var efektīvāk samazināt akumulatora temperatūru un uzlabot akumulatora uzlādes un izlādes efektivitāti.
Kontroles stratēģiju optimizēšana ir atslēga, lai panāktu efektīvu enerģijas uzkrāšanas sistēmu darbību. Ieviešot inteliģentu vadības sistēmu, enerģijas uzkrāšanas sistēmas uzlādes un izlādes stratēģijas var dinamiski koriģēt, pamatojoties uz reāllaika informāciju, piemēram, elektrības cenām, kravām un akumulatora stāvokli, sasniedzot maksimālu ekonomisko ieguvumu un efektivitāti. Zemu elektrības cenu periodos enerģijas uzkrāšanas sistēmas uzlādē ar zemāku jaudu, lai samazinātu enerģijas zudumus uzlādes procesā; Maksimālās elektrības cenu periodos izdalīšanās ar lielāku jaudu, lai uzlabotu ekonomisko efektivitāti. Saskaņā ar akumulatora reāllaika statusu, piemēram, atlikušo jaudu, veselības stāvokli utt., Dinamiski pielāgojiet uzlādes un izlādes parametrus, lai izvairītos no akumulatora pārmērīgas uzlādes un pārlādēšanas, pagarinātu akumulatora darbības laiku un uzlabotu enerģijas uzkrāšanas sistēmas efektivitāti.
(3) Darbības vadības stiprināšana
Darbības vadības stiprināšana ir svarīga garantija, lai nodrošinātu efektīvu enerģijas uzkrāšanas sistēmu darbību. Enerģijas uzkrāšanas sistēmas darbības stāvokļa reālā laika uzraudzība var savlaicīgi noteikt iespējamās problēmas un kļūdas, veikt atbilstošus pasākumus, lai tos risinātu, izvairītos no problēmas saasināšanās un tādējādi uzlabot enerģijas uzkrāšanas sistēmas uzticamību un efektivitāti. Instalējot inteliģentas uzraudzības ierīces, akumulatora parametru, piemēram, sprieguma, strāvas, temperatūras, SOC (uzlādes stāvokļa), reāllaika uzraudzība un lielo datu analīzes un mākslīgā intelekta tehnoloģijas izmantošana, lai analizētu un prognozētu datu uzraudzību, tādas problēmas kā akumulatora novecošana un kļūme var iepriekš noteikt, un apkope un nomaiņa var veikt savlaicīgi.
Regulāra apkope un uzturēšana ir arī atslēga, lai nodrošinātu efektīvu enerģijas uzkrāšanas sistēmu darbību. Regulāra bateriju testēšana, līdzsvarošana un uzturēšana var pagarināt viņu kalpošanas laiku un uzlabot veiktspēju un efektivitāti. Regulāri pārbaudiet, notīriet un uzturiet personālos datorus un citu aprīkojumu, lai nodrošinātu to parasto darbību un samazinātu enerģijas zudumus, ko izraisa aprīkojuma kļūmes.
Personāla apmācības stiprināšanai, profesionālo prasmju un operatoru līmeņa uzlabošanai ir arī liela nozīme enerģijas uzkrāšanas sistēmu efektivitātes uzlabošanā. Operatoriem ir jāpārzina enerģijas uzglabāšanas sistēmu darba princips, darbības procedūras un uzturēšanas punkti, kā arī jāspēj pareizi darbināt un uzturēt enerģijas uzkrāšanas sistēmu, lai izvairītos no enerģijas zudumiem un aprīkojuma kļūmes, ko izraisa nepareiza darbība. Stiprināt drošības apmācību operatoriem, uzlabot viņu izpratni par drošību un nodrošināt enerģijas uzglabāšanas sistēmu drošu darbību.