V současné době je v energetickém průmyslu nejoblíbenějším způsobem ukládání energie.
Více než tucet provincií, včetně provincie Shandong, Šan-si, Sin-ťiang, Vnitřní Mongolsko, An-chuej a Tibet, vydalo dokumenty vyžadující, aby solární a větrné elektrárny byly vybaveny systémy pro skladování energie.
Ačkoli energetický průmysl již dlouho uznává, že „skladování energie je účinným řešením pro přerušovanost a volatilitu solární a větrné energie, podporuje využívání energie a snižuje omezování dodávek.“ Výrazné snížení cen tuto výhodu ještě více zdůrazňuje, ale kvůli technologickým a nákladovým omezením, která k ní vedla, byla „zavrhnuta“. Dnes je konečně oficiální kolektivní volbou skladování energie, které je hrdé.
Pokud má ale skladování energie dokončit velkolepý přechod z „třešničky na dortu“ na „prostě potřebné pro trh“, bude potřeba nejen jasnější a silnější politická podpora, ale zároveň bychom měli podporovat rozvoj odvětví optických úložišť prostřednictvím technologií a produktových inovací. Jak nejlépe propojit? Jaké jsou výzvy konvergence? Na všechny tyto otázky je třeba odpovědět.
1. Jaké jsou typické systémové scénáře?
V současné době jsou na trhu převážně schémata.
Schéma propojení na straně střídavého proudu se týká fotovoltaiky a akumulace energie na straně střídavého proudu. Systém akumulace energie lze připojit na stranu nízkého napětí a také na sběrnici 10 kV až 35 kV. Schéma je vhodné pro velké optické elektrárny, centralizované uspořádání systému akumulace energie, snadnou správu provozu a dispečing elektrické sítě.
Schéma propojení na straně stejnosměrného proudu označuje systém pro ukládání energie připojený ke straně stejnosměrného proudu, přičemž přeměna energie mezi oběma systémy vyžaduje méně propojení, nízké energetické ztráty a menší investice do zařízení. V tomto scénáři by solární střídač musel rezervovat rozhraní pro ukládání energie.
2. Jak dosáhnout integrace 1 + 1 > 2?
Existují fúzní řešení, ale fúze k dosažení efektu 1 + 1 > 2 není snadná.
Technologie optické fúze je složitější. Integrační systém musí zajistit bezpečný a stabilní provoz fotovoltaiky, úložišť energie a energetické sítě a prolomit bariéry mezi hardwarem, softwarem a systémovou úrovní.
V optických úložných fúzních systémech existuje mnoho zařízení, která musí řešit problém kompatibility rozhraní mezi hardwarem a softwarem. Zařízení často pocházejí od různých výrobců, což zvyšuje obtíže a náklady na konstrukci elektráren, pořízení zařízení, provoz a údržbu. A co je nejdůležitější, komunikační rozhraní mezi různými zařízeními se liší a integrátoři se musí seznámit s různými protokoly a rozhraními.
Optická fúze pro ukládání energie proto není jednoduchou fyzickou kombinací fotovoltaického zařízení a zařízení pro ukládání energie, ale spoléhá se na technologii hluboké fúze k dosažení efektu 1 + 1 > 2. To velmi prověřuje integrační sílu integrátoru.
3. Porucha integrace odvětví se objevila v důsledku konkurence nízkých cen.
Systémová integrace je klíčem k výstavbě optické úložné elektrárny, ale v oblasti domácí integrace existuje mnoho výzev.
Na jedné straně neexistuje mnoho podniků s integrovanými možnostmi optických úložných systémů. Ať už jde o konvergenci technologií nebo konvergenci obchodních modelů, ukládání energie v naší zemi je stále v raných fázích průmyslového rozvoje. Mnoho podniků je silných v jednotlivých oblastech, jako jsou solární invertory, akumulátory energie, PCS, EMS atd., ale jen hrstka společností má integrované optické úložné systémy.
Na druhou stranu, nabídkové řízení za nízké ceny se stalo stále tvrdším a podniky jsou omezeny nízkými náklady. V současné době se nabídková cena za skladování energie u domácích nových energetických společností snížila z 2,15 juanů/Wh (cena EPC) na 1,699 juanů/Wh (cena EPC), což je hluboko pod cenou uznávanou v odvětví.
Různé scénáře mají různé požadavky na systémy skladování energie a neexistuje jednotný standard pro návrh a náklady na systémy skladování energie, takže se to může snadno stát šedou zónou.
„Firmy nyní podávají nabídky na baterie a standard je 6 000 cyklů. Průmysl nemá jednotný standard hodnocení. Někteří výrobci podávají nabídky na projekty s bateriemi s životností kratší než 3 000 cyklů za nízké ceny. Samozřejmě s nimi nemůžeme cenově konkurovat,“ řekl bezmocně jeden z vedoucích odborníků na skladování energie.
„Nejdůležitějším aspektem integrace systému skladování energie je samozřejmě řízení bezpečnosti na straně stejnosměrného proudu, tj. řízení bezpečnosti bateriového systému, které vyžaduje velmi komplexní návrh ochrany systému,“ pokračoval zdroj. Články, moduly, bateriové clustery a bateriové systémy – všechny čtyři úrovně jsou vzájemně propojené, systém má dobrý návrh ochrany, umožňuje v reálném čase znát jejich provozní stav, včasné varování před poruchami a v případě poruchy zajišťuje postupnou ochranu a rychlé propojení.
Jinak se malé poruchy mohou snadno změnit ve velké problémy. V posledních letech došlo v Jižní Koreji k více než 30 požárům, přičemž většinou jde o konstrukční vady elektrického systému nebo poruchy ochranného systému.
Test tím ale nekončí, existují problémy s životností baterie, musí existovat návrh systému regulace teploty akumulace energie. Přísná tepelná simulace a experimentální ověření, návrh vzduchovodů pro akumulaci energie, konfigurace napájení klimatizace atd. Tyto články nejsou striktně kontrolovány a navrženy, což snadno vede k teplotní nerovnováze lithiových baterií uvnitř akumulační nádoby a zhoršuje nestabilitu článku.
Autor se setkal se systémem akumulace energie 4H, kde teplotní rozdíl článku dosáhl 22 °C, což nejen vážně ovlivnilo životnost baterie, ale také zvýšilo riziko provozu elektrárny s akumulací energie.
4. Jak lze efektivně spravovat systémy skladování energie?
Od výběru schématu až po integraci systému, bezpečný provoz a optimální přínos celého systému skladování energie úzce souvisí s provozem a správou celého systému.
Ve srovnání s tradičním ekonomickým způsobem dispečerského řízení elektráren by se při dispečerském řízení optického systému pro výrobu energie s akumulačním úložištěm mělo plně zohlednit efektivní řízení baterií a měničů v akumulační elektrárně, čímž se může zlepšit bezpečnost a hospodárnost celé elektrárny.
A právě zde přichází na řadu důležitost EMS (Energy Management System - RRB), inteligentního mozku optického úložiště energie. Jak funguje úložiště energie s fotovoltaickými systémy a energetickými sítěmi? Jak moc by se měla baterie sama nabíjet, jak se nabíjet, jak zajistit bezpečnost? To vše vyžaduje sadu inteligentních a efektivních systémů EMS pro integrované řízení.
Vezměme-li jako příklad vyhlazování fotovoltaického systému, systém akumulace energie může být založen na vyhlazování fotovoltaického výstupu výroby energie z fotovoltaiky, nastavení parametru vyhlazování, EMS bere parametr vyhlazování jako cíl řízení, na systém akumulace energie se aplikuje rychlé řízení nabíjení a vybíjení tak, aby výstupní výkon systému výroby energie byl v rozsahu nastavené rychlosti změny.
V současné době je v oboru nejrozšířenější praxí inteligentní EMS založený na predikci výkonu fotovoltaiky a milisekundových charakteristikách odezvy ukládání energie. To umožňuje plynulé řízení fotovoltaických systémů, snižuje dopad na elektrickou síť a zlepšuje stabilitu a spolehlivost provozu elektrické sítě. Zároveň byl mezi BMS, PCS a EMS vybudován milisekundový rychlý propojovací mechanismus pro ochranu baterie a celého systému.
Kromě toho může pokročilý inteligentní EMS dosáhnout také multienergetického digitálního integrovaného řízení, komplexního pokrytí vlasů, přenosu, distribuce a celého procesu.
