اکنون، در صنعت انرژی، ذخیرهسازی انرژی محبوبترین مورد است.
بیش از دوازده استان، از جمله شاندونگ، شانشی، سین کیانگ، مغولستان داخلی، آنهویی و تبت، اسنادی را صادر کردهاند که نیاز به تجهیز نیروگاههای خورشیدی و بادی به سیستمهای ذخیره انرژی دارد.
اگرچه صنعت انرژی مدتهاست که تشخیص داده است که «ذخیرهسازی انرژی یک راهحل مؤثر برای نوسانات و تناوب انرژی خورشیدی و بادی است تا استفاده از انرژی را افزایش داده و از اتلاف آن بکاهد.» کاهش شدید قیمت، این مزیت را برجستهتر میکند، اما به دلیل محدودیتهای فناوری و هزینهای که منجر به «کنار گذاشته شدن» آن شده است. امروز، انتخاب جمعی رسمی بالاخره باعث افتخار ذخیرهسازی انرژی میشود.
اما اگر قرار است ذخیرهسازی انرژی گذار باشکوه از «چیزی که فقط برای بازار لازم است» را تکمیل کند، نه تنها به حمایت سیاسی روشنتر و قویتری نیاز دارد، بلکه همزمان باید توسعه صنعت ذخیرهسازی نوری را از طریق فناوری و نوآوری محصول ارتقا دهیم؟ چگونه میتوان به بهترین شکل آن را ترکیب کرد؟ چالشهای همگرایی چیست؟ همه اینها باید پاسخ داده شوند.
۱. سناریوهای معمول سیستم چیست؟
در حال حاضر، عمدتاً طرحهایی در بازار وجود دارد.
طرح کوپلینگ سمت AC به ذخیرهسازی فتوولتائیک و انرژی در اتصال سمت AC اشاره دارد، سیستم ذخیرهسازی انرژی میتواند به سمت ولتاژ پایین متصل شود، همچنین میتواند به باس 10 کیلوولت تا 35 کیلوولت متصل شود. این طرح برای نیروگاههای ذخیرهسازی نوری در مقیاس بزرگ، طرح متمرکز سیستم ذخیرهسازی انرژی، مدیریت آسان عملیات و توزیع شبکه برق مناسب است.
طرح کوپلینگ سمت DC به سیستم ذخیره انرژی متصل به سمت DC اشاره دارد، تبدیل توان بین دو سیستم با لینکهای کمتر، اتلاف انرژی کم و سرمایهگذاری تجهیزات کمتر انجام میشود. در این سناریو، اینورتر خورشیدی نیاز به رزرو یک رابط ذخیره انرژی دارد.
۲. چگونه میتوان به انتگرال ۱ + ۱ > ۲ دست یافت؟
راهحلهای همجوشی وجود دارد، اما همجوشی برای رسیدن به اثر ۱ + ۱ > ۲ آسان نیست.
فناوری همجوشی نوری پیچیدهتر است. سیستم یکپارچهسازی باید عملکرد ایمن و پایدار فتوولتائیک، ذخیرهسازی انرژی و شبکه برق را تضمین کند و موانع بین سختافزار، نرمافزار و سطح سیستم را از بین ببرد.
دستگاههای زیادی در سیستم فیوژن ذخیرهسازی نوری وجود دارند که نیاز به حل مشکل سازگاری رابط بین سختافزار و نرمافزار دارند. تجهیزات اغلب از تولیدکنندگان مختلف هستند، طراحی نیروگاه، تهیه تجهیزات، بهرهبرداری و نگهداری از آنها دشوار و هزینهها را افزایش میدهد و از همه مهمتر، رابط ارتباطی بین تجهیزات مختلف متفاوت است، یکپارچهسازان باید با پروتکلها و رابطهای مختلف آشنا باشند.
بنابراین، همجوشی ذخیرهسازی نوری یک ترکیب فیزیکی ساده از تجهیزات فتوولتائیک و تجهیزات ذخیرهسازی انرژی نیست، بلکه تکیه بر فناوری همجوشی عمیق برای دستیابی به اثر ۱ + ۱ > ۲ است. این موارد، قدرت یکپارچهسازی انتگرالگیر را به شدت آزمایش میکنند.
۳. اختلال ادغام صنعت با رقابت قیمت پایین ظاهر شد
یکپارچهسازی سیستم، کلید ساخت نیروگاه ذخیرهسازی نوری است، اما چالشهای زیادی در زمینه یکپارچهسازی داخلی وجود دارد.
از یک سو، شرکتهای زیادی با قابلیت یکپارچهسازی سیستمهای ذخیرهسازی نوری وجود ندارند. چه از نظر همگرایی فناوری و چه از نظر همگرایی مدل کسبوکار، ذخیرهسازی انرژی در کشور ما هنوز در مراحل اولیه توسعه صنعتی است. بسیاری از شرکتها در زمینههای انفرادی مانند اینورتر خورشیدی، باتریهای ذخیرهسازی انرژی، سیستمهای ذخیرهسازی اطلاعات شخصی (PCS)، سیستمهای مدیریت انرژی الکترونیکی (EMS) و غیره قوی هستند، اما تنها تعداد انگشتشماری از شرکتها سیستمهای ذخیرهسازی نوری یکپارچه دارند.
از سوی دیگر، پیشنهاد قیمت پایین به طور فزایندهای شدید شده است، شرکتها با هزینههای پایین محدود شدهاند. در حال حاضر، قیمت پیشنهادی ذخیرهسازی انرژی از ۲.۱۵ یوان بر ساعت (قیمت EPC) به ۱.۶۹۹ یوان بر ساعت (قیمت EPC) در بخش انرژیهای نو داخلی کاهش یافته است، این قیمت بسیار پایینتر از قیمت تمامشده شناختهشده در صنعت بوده است.
سناریوهای مختلف، الزامات متفاوتی برای سیستمهای ذخیره انرژی دارند و هیچ استاندارد واحدی برای طراحی و هزینه سیستمهای ذخیره انرژی وجود ندارد، که میتواند به راحتی به یک منطقه خاکستری تبدیل شود.
یک متخصص ارشد ذخیرهسازی انرژی با درماندگی گفت: «اکنون شرکتها برای باتریها پیشنهاد قیمت میدهند و استاندارد ۶۰۰۰ چرخه است. این صنعت استاندارد ارزیابی یکپارچهای ندارد. برخی از تولیدکنندگان برای پروژههایی با باتریهایی با عمر چرخه کمتر از ۳۰۰۰ چرخه با قیمتهای پایین پیشنهاد قیمت میدهند. البته، ما نمیتوانیم از نظر قیمت با آنها رقابت کنیم.»
این منبع ادامه داد: «البته، مهمترین جنبه ادغام سیستم ذخیرهسازی انرژی، مدیریت ایمنی سمت DC است، یعنی مدیریت ایمنی سیستم باتری، که نیاز به یک طراحی حفاظت سیستم بسیار کامل دارد.» سلول، ماژول، خوشه باتری، مدیریت سیستم باتری، چهار سطح به هم پیوسته، طراحی حفاظت سیستم خوب، میتواند وضعیت عملکرد خود را در زمان واقعی بداند، میتواند هشدار زودهنگام خطا را انجام دهد، در صورت بروز خطا، میتواند حفاظت گام به گام و حفاظت اتصال سریع را نیز محقق کند.
در غیر این صورت، خرابیهای کوچک میتوانند به راحتی به مشکلات بزرگی تبدیل شوند. در سالهای اخیر، بیش از 30 حادثه آتشسوزی در کره جنوبی رخ داده است که بیشتر دلایل آن نقص در طراحی سیستم الکتریکی و سیستم حفاظتی ناشی از خرابی بوده است.
آزمایش به همین جا ختم نمیشود، مشکلات مربوط به عمر باتری وجود دارد، باید طراحی سیستم کنترل دمای ذخیرهسازی انرژی نیز وجود داشته باشد. شبیهسازی حرارتی دقیق و تأیید تجربی، طراحی مجرای هوای محفظههای ذخیرهسازی انرژی، پیکربندی توان تهویه مطبوع و غیره، این پیوندها به طور دقیق کنترل و طراحی نشدهاند، که به راحتی میتواند منجر به عدم تعادل دمای باتریهای لیتیومی داخل محفظه شود و ناپایداری سلول را تشدید کند.
نویسنده با یک سیستم ذخیره انرژی 4H مواجه شده است، زمانی که اختلاف دمای سلول به 22℃ میرسد، نه تنها به طور جدی بر عمر باتری تأثیر میگذارد، بلکه خطر عملکرد نیروگاه ذخیره انرژی را نیز افزایش میدهد.
۴. چگونه میتوان سیستمهای ذخیره انرژی را به طور کارآمد مدیریت کرد؟
از انتخاب طرح تا یکپارچهسازی سیستم، بهرهبرداری ایمن و بهرهگیری بهینه از کل سیستم ذخیرهسازی انرژی، ارتباط نزدیکی با بهرهبرداری و مدیریت کل سیستم دارد.
در مقایسه با حالت سنتی دیسپاچینگ اقتصادی نیروگاه، مدیریت مؤثر باتریها و مبدلها در نیروگاه ذخیرهسازی باید هنگام دیسپاچینگ سیستم تولید توان ذخیرهسازی نوری به طور کامل در نظر گرفته شود، به این ترتیب، ایمنی و اقتصاد کل نیروگاه میتواند بهبود یابد.
اینجاست که اهمیت EMS (سیستم مدیریت انرژی - RRB-)، مغز هوشمند نیروگاه ذخیرهسازی نوری، آشکار میشود. ذخیرهسازی انرژی چگونه با سیستمهای فتوولتائیک و شبکههای برق کار میکند؟ باتری خود چقدر باید شارژ شود، چگونه شارژ شود، چگونه ایمنی را تضمین کنیم؟ همه اینها به مجموعهای از EMS هوشمند و کارآمد برای مدیریت یکپارچه نیاز دارند.
به عنوان مثال، با در نظر گرفتن هموارسازی سیستم فتوولتائیک، سیستم ذخیره انرژی میتواند بر اساس کنترل هموارسازی خروجی فتوولتائیک تولید برق فتوولتائیک باشد، پارامتر هموارسازی را تنظیم کند، EMS پارامتر هموارسازی را به عنوان هدف کنترل در نظر بگیرد، کنترل شارژ و دشارژ سریع بر روی سیستم ذخیره انرژی اعمال شود، به طوری که توان خروجی سیستم تولید برق در محدوده نرخ تغییر تعیین شده باشد.
در حال حاضر، رویه بالغتر در صنعت، EMS هوشمند مبتنی بر پیشبینی توان فتوولتائیک و ویژگیهای پاسخ میلیثانیهای ذخیرهسازی انرژی برای دستیابی به کنترل روان سیستمهای فتوولتائیک، کاهش تأثیر بر شبکه برق، بهبود پایداری و قابلیت اطمینان عملکرد شبکه برق است. در عین حال، یک مکانیسم اتصال سریع میلیثانیهای بین BMS، PCS و EMS برای محافظت از باتری و کل سیستم ساخته شده است.
علاوه بر این، EMS هوشمند پیشرفته همچنین میتواند به مدیریت یکپارچه دیجیتال چند انرژی، پوشش جامع مو، انتقال، توزیع، با صحنه کامل دست یابد.
