Nykyään energiateollisuudessa energian varastointi on suosituin vaihtoehto.
Yli tusina maakuntaa, mukaan lukien Shandong, Shanxi, Xinjiang, Sisä-Mongolia, Anhui ja Tiibet, on antanut asiakirjoja, jotka edellyttävät aurinko- ja tuulivoimaloiden varustamista energian varastointijärjestelmillä.
Vaikka energiateollisuus on jo pitkään tunnustanut, että ”energian varastointi on tehokas ratkaisu aurinko- ja tuulivoiman vaihtelevuuteen ja volatiliteettiin, energian käytön edistämiseksi ja supistusten vähentämiseksi”, merkittävä hinnanlasku tekee tästä edusta entistä näkyvämmän, mutta teknologiansa ja kustannusrajoitteidensa vuoksi se on ”hylätty”. Nykyään virallinen kollektiivinen valinta tekee energian varastoinnista vihdoin ylpeän.
Mutta jos energian varastoinnin on määrä saattaa päätökseen upea siirtymä "kakun päällä olevasta pelistä" "markkinoiden tarvitsemaan" tilaan, se ei tarvitse ainoastaan selkeämpää ja vahvaa poliittista tukea, vaan meidän on samalla edistettävä optisen tallennusteollisuuden kehitystä teknologian ja tuotteiden innovaatioiden avulla. Miten parhaiten yhdistät nämä? Mitkä ovat konvergenssin haasteet? Kaikkiin näihin on vastattava.
1. Mitkä ovat tyypilliset järjestelmäskenaariot?
Tällä hetkellä markkinoilla on pääasiassa järjestelmiä.
Vaihtovirtapuolen kytkentäkaavio viittaa aurinkosähkön ja energian varastointiin vaihtovirtapuolen liitännässä. Energian varastointijärjestelmä voidaan liittää pienjännitepuolelle tai 10 kV ~ 35 kV väylään. Kaavio soveltuu suurille optisille tallennusvoimalaitoksille, keskitettyyn energian varastointijärjestelmän asetteluun, helppoon käytön hallintaan ja sähköverkon jakamiseen.
Tasavirtapuolen kytkentäkaavio viittaa energian varastointijärjestelmään, joka on kytketty tasavirtapuolelle. Tämä tarkoittaa, että kahden järjestelmän välinen tehonmuunnos tapahtuu vähemmillä linkeillä, pienemmällä energiahäviöllä ja pienemmillä laiteinvestoinneilla. Tässä skenaariossa aurinkoinvertterin on varattava energian varastointiliitäntä.
2. Miten saavutetaan integrointi 1 + 1 > 2?
On olemassa fuusioratkaisuja, mutta fuusiolla 1 + 1 > 2 -vaikutuksen saavuttaminen ei ole helppoa.
Optinen fuusioteknologia on monimutkaisempaa. Integrointijärjestelmän on varmistettava aurinkosähkön, energian varastoinnin ja sähköverkon turvallinen ja vakaa toiminta sekä murrettava laitteisto-, ohjelmisto- ja järjestelmätason väliset esteet.
Optisten tallennusfuusiojärjestelmien laitteita on monia, joiden on ratkaistava laitteiston ja ohjelmiston välinen rajapintojen yhteensopivuusongelma. Laitteet ovat usein eri valmistajilta, voimalaitosten suunnittelu, laitteiden hankinta, käyttö ja ylläpito vaikeutuvat ja kustannukset kasvavat. Mikä tärkeintä, eri laitteiden välinen kommunikaatiorajapinta on erilainen, joten integraattoreiden on tunnettava eri protokollat ja rajapinnat.
Siksi optinen tallennusfuusio ei ole yksinkertainen aurinkosähkölaitteiden ja energian varastointilaitteiden fyysinen yhdistelmä, vaan se perustuu syväfuusioteknologiaan 1 + 1 > 2 -vaikutuksen saavuttamiseksi. Nämä testaavat integraattorin integrointilujuutta erittäin paljon.
3. Toimialan integraatiohäiriö ilmeni halpahintakilpailun kautta
Järjestelmäintegraatio on avainasemassa optisen tallennusvoimalaitoksen rakentamisessa, mutta kotimaisessa integraatiokentässä on monia haasteita.
Toisaalta ei ole paljon yrityksiä, joilla on integroitu optinen tallennusjärjestelmä. Olipa kyse sitten teknologisesta konvergenssista tai liiketoimintamallien konvergenssista, energian varastointi on maassamme vielä teollisen kehityksen alkuvaiheessa. Monet yritykset ovat vahvoja yksittäisillä aloilla, kuten aurinkoinverttereissä, energian varastoinnissa akuissa, PCS:ssä, EMS:ssä jne., mutta vain kourallisella yrityksillä on integroitu optinen tallennusjärjestelmä.
Toisaalta halpahintainen tarjouskilpailu on kiristynyt, ja yritykset joutuvat alhaisten kustannusten rajoittamaksi. Tällä hetkellä energian varastoinnin tarjoushinta on laskenut kotimaisen uuden energian puolella 2,15 yuanista/Wh (EPC-hinta) 1,699 yuaniin/Wh (EPC-hinta), mikä on huomattavasti alle alan tunnustaman omakustannushinnan.
Eri skenaarioissa on erilaiset vaatimukset energian varastointijärjestelmille, eikä energian varastointijärjestelmien suunnittelulle ja kustannuksille ole yhtenäistä standardia, joten siitä voi helposti tulla harmaa alue.
”Nyt yritykset tekevät tarjouksia akuista, ja standardi on 6 000 lataussykliä. Alalla ei ole yhtenäistä arviointistandardia. Jotkut valmistajat tekevät tarjouksia projekteista, joissa on alle 3 000 lataussyklin käyttöikäisiä akkuja alhaisilla hinnoilla. Emme tietenkään voi kilpailla heidän kanssaan hinnalla”, sanoi kokenut energian varastointialan ammattilainen avuttomana.
”Energian varastointijärjestelmän integroinnin kriittisin osa on tietenkin tasavirtapuolen turvallisuuden hallinta, eli akkujärjestelmän turvallisuuden hallinta, joka vaatii erittäin kattavan järjestelmäsuojaussuunnittelun”, lähde jatkoi. Kenno, moduuli, akkuklusteri, akkujärjestelmän hallinta, kaikki neljä tasoa ovat toisiinsa kytkeytyneitä, hyvä järjestelmän suojaussuunnittelu, niiden toimintatila voidaan tietää reaaliajassa, vikailmoitus voidaan tehdä etukäteen. Vian sattuessa voidaan toteuttaa myös vaiheittainen suojaus ja nopea linkityssuojaus.
Muuten pienistä häiriöistä voi helposti tulla suuria ongelmia. Viime vuosina Etelä-Koreassa on sattunut yli 30 tulipaloa, joista useimmat ovat sähköjärjestelmän suunnitteluvirheitä tai suojausjärjestelmän vioista johtuvia ongelmia.
Testi ei lopu tähän, akun käyttöikään liittyy ongelmia, ja energian varastoinnin lämpötilan säätöjärjestelmän suunnittelussa on oltava tarkkaa lämpösimulointia ja kokeellista varmennusta, energian varastosäiliöiden ilmakanavien suunnittelua, ilmastoinnin tehon konfigurointia ja niin edelleen. Näiden linkkien tiukka valvonta ja suunnittelu voivat helposti johtaa litium-akkujen lämpötilan epätasapainoon säiliön sisällä, mikä pahentaa kennon epävakautta.
Kirjoittaja on törmännyt 4H-energian varastointijärjestelmään, jossa kennon lämpötilaero saavuttaa 22 ℃, mikä ei ainoastaan vaikuta vakavasti akun käyttöikään, vaan myös lisää energian varastointivoimalaitoksen toiminnan riskiä.
4. Miten energian varastointijärjestelmiä voidaan hallita tehokkaasti?
Järjestelmän valinnasta järjestelmäintegraatioon koko energian varastointijärjestelmän turvallinen toiminta ja optimaalinen hyöty liittyvät läheisesti koko järjestelmän toimintaan ja hallintaan.
Verrattuna voimalaitoksen perinteiseen taloudelliseen lähetystapaan, akkujen ja muuntimien tehokas hallinta voimalaitoksessa tulisi ottaa täysimääräisesti huomioon, kun optisen tallennusvoimantuotantojärjestelmän lähetystä suoritetaan, tällä tavoin koko voimalaitoksen turvallisuutta ja taloudellisuutta voidaan parantaa.
Tässä kohtaa korostuu EMS:n (energianhallintajärjestelmä, RRB), optisen tallennuslaitoksen älykkään aivon, merkitys. Miten energian varastointi toimii aurinkosähköjärjestelmien ja sähköverkkojen kanssa? Kuinka paljon akun tulisi latautua, miten se ladataan ja miten turvallisuus varmistetaan? Kaikki nämä vaativat älykkään ja tehokkaan EMS-järjestelmän integroitua hallintaa varten.
Esimerkkinä aurinkosähköjärjestelmän tasoittamisesta energian varastointijärjestelmä voi perustua aurinkosähkön tuotannon aurinkosähkön tasoitusohjaukseen, asettaa tasaisuusparametrin, EMS ottaa tasaisuusparametrin ohjaustavoitteeksi, nopea lataus- ja purkausohjaus kohdistetaan energian varastointijärjestelmään siten, että sähkön tuotantojärjestelmän lähtöteho on asetetun muutosnopeuden alueella.
Tällä hetkellä alan kehittyneempi käytäntö on, että älykkäät EMS-järjestelmät perustuvat aurinkosähkötehon ennustamiseen ja energian varastoinnin millisekunnin vasteominaisuuksiin aurinkosähköjärjestelmien sujuvan ohjauksen saavuttamiseksi, sähköverkkoon kohdistuvien vaikutusten vähentämiseksi sekä sähköverkon toiminnan vakauden ja luotettavuuden parantamiseksi. Samalla BMS:n, PCS:n ja EMS:n välille rakennettiin millisekunnin nopea kytkentämekanismi akun ja koko järjestelmän suojaamiseksi.
Lisäksi edistynyt älykäs EMS voi saavuttaa myös monienergiaisen digitaalisen integroidun hallinnan, kattavan kattavuuden hiuksista, siirrosta, jakelusta koko kohtauksella.
