Nú, í orkugeiranum, er orkugeymsla vinsælasta leiðin.
Meira en tylft héraða, þar á meðal Shandong, Shanxi, Xinjiang, Innri Mongólía, Anhui og Tíbet, hafa gefið út skjöl sem krefjast þess að sólar- og vindorkuver séu búin orkugeymslukerfum.
Þótt orkugeirinn hafi lengi viðurkennt að „orkugeymsla sé áhrifarík lausn á óstöðugleika og sveiflum í sólar- og vindorku, til að stuðla að orkunýtingu og draga úr skerðingu,“ gerir þessi mikla verðlækkun þennan kost enn áberandi, en vegna tæknilegra takmarkana og kostnaðar hefur hún verið „forðast“. Í dag gerir opinbera sameiginlega valið loksins orkugeymsla stolta.
En ef orkugeymsla á að ljúka hinni stórkostlegu umbreytingu frá „rjóminu á kökunni“ yfir í „markaðinn þarfnast eingöngu“, þá þarf hún ekki aðeins skýrari og sterkari stefnumótun, heldur ættum við jafnframt að stuðla að þróun ljósgeymisiðnaðarins með tækni og vöruþróun. Hvernig blandar maður þessu best saman? Hverjar eru áskoranirnar í samleitni? Öllu þessu þarf að svara.
1. Hverjar eru dæmigerðar kerfisaðstæður?
Eins og er eru aðallega áætlanir á markaðnum.
Tengikerfi á riðstraumshlið vísar til sólarorku- og orkugeymslu í riðstraumshliðinni. Hægt er að tengja orkugeymslukerfið við lágspennuhliðina og einnig við 10 kV ~ 35 kV spennubussa. Kerfið hentar fyrir stórar ljósgeymslustöðvar, miðlæga skipulagningu orkugeymslukerfa, auðvelda notkun og afgreiðslu raforkukerfisins.
Tengikerfi á jafnstraumshlið vísar til orkugeymslukerfis sem er tengt jafnstraumshliðinni, þar sem orkuumbreytingin milli kerfanna er minni, orkutapið er lítið og fjárfesting í búnaði er minni. Í þessu tilfelli þyrfti sólarorkubreytirinn að panta orkugeymsluviðmót.
2. Hvernig á að ná fram heildun 1 + 1 > 2?
Það eru til lausnir við samruna, en samruni til að ná fram áhrifunum 1 + 1 > 2, en það er ekki auðvelt.
Ljóssamrunatækni er flóknari. Samþættingarkerfið þarf að tryggja öruggan og stöðugan rekstur sólarorku, orkugeymslu og raforkukerfisins og brjóta niður hindranir milli vélbúnaðar, hugbúnaðar og kerfisstigs.
Í ljósgeymissamrunakerfum eru mörg tæki sem þurfa að leysa vandamálið með samhæfni viðmóta milli vélbúnaðar og hugbúnaðar. Búnaðurinn er oft frá mismunandi framleiðendum, hönnun virkjana, innkaup, rekstur og viðhald búnaðar geta aukið erfiðleika og kostnað, og síðast en ekki síst er samskiptaviðmótið milli mismunandi búnaðar mismunandi og samþættingaraðilar þurfa að vera kunnugir mismunandi samskiptareglum og viðmótum.
Þess vegna er ljósgeymsla ekki einföld efnisleg samsetning sólarorkubúnaðar og orkugeymslubúnaðar, heldur er notað djúpsamrunatækni til að ná fram áhrifunum 1 + 1 > 2. Þetta reynir mjög á samþættingarstyrk samþættingarbúnaðarins.
3. Samþættingarröskun í atvinnugreininni birtist í lágverðssamkeppni
Kerfissamþætting er lykillinn að byggingu ljósgeymsluaflstöðva, en það eru margar áskoranir á sviði innlendrar samþættingar.
Annars vegar eru fá fyrirtæki með samþætta getu til að búa yfir ljósgeymslukerfum. Hvort sem um er að ræða tæknilega samleitni eða viðskiptamódelasamleitni, þá er orkugeymsla í okkar landi enn á frumstigi iðnaðarþróunar. Mörg fyrirtæki eru sterk á einstökum sviðum eins og sólarspennubreytum, orkugeymslurafhlöðum, PCS, EMS o.s.frv., en aðeins fáein fyrirtæki hafa samþætt ljósgeymslukerfi.
Á hinn bóginn hefur lágverðstilboð orðið sífellt harðari og fyrirtæki eru bundin af lágum kostnaði. Eins og er hefur tilboðsverð á orkugeymslu lækkað úr 2,15 júan/Wh (EPC-verð) í 1,699 júan/Wh (EPC-verð) á innlendum nýjum orkugjöfum, sem hefur verið langt undir viðurkenndu kostnaðarverði í greininni.
Mismunandi aðstæður hafa mismunandi kröfur um orkugeymslukerfi og þar sem enginn sameiginlegur staðall er fyrir hönnun og kostnað við orkugeymslukerfi getur það auðveldlega orðið grátt svæði.
„Nú bjóða fyrirtæki í rafhlöður og staðallinn er 6.000 lotur. Iðnaðurinn hefur ekki sameiginlegan matsstaðal. Sumir framleiðendur bjóða í verkefni með rafhlöður með líftíma undir 3.000 lotum á lágu verði. Auðvitað getum við ekki keppt við þá hvað varðar verð,“ sagði reyndur sérfræðingur í orkugeymslu hjálparvana.
„Að sjálfsögðu er mikilvægasti þátturinn í samþættingu orkugeymslukerfa öryggisstjórnun jafnstraumshliðarinnar, það er öryggisstjórnun rafhlöðukerfisins, sem krefst mjög heildstæðrar kerfisverndarhönnunar,“ hélt heimildarmaðurinn áfram. Fjögur stig stjórnunar á rafhlöðum, einingum, rafhlöðuklasa og rafhlöðukerfi eru samtengd, góð kerfisverndarhönnun, sem gerir kleift að vita rekstrarstöðu þeirra í rauntíma, getur gefið snemmbúna viðvörun um bilun, og ef bilun kemur upp getur það einnig veitt stigvaxandi vörn og hraðvirka tengingu.
Annars geta smávægilegar bilanir auðveldlega orðið að stórum vandamálum. Á undanförnum árum hafa meira en 30 brunaslys átt sér stað í Suður-Kóreu, flestar ástæðurnar eru gallar í hönnun rafkerfa, öryggiskerfi af völdum bilunar.
Prófunin endar ekki þar, það eru vandamál með endingu rafhlöðunnar, það verður að vera hönnun á hitastýringarkerfi fyrir orkugeymslu. Strangt hitauppgerðarhermun og tilraunaprófanir, hönnun loftrása í orkugeymsluílátum, stilling á afli loftræstikerfisins og svo framvegis. Þessi tengsl eru ekki stranglega stjórnuð og hönnuð, sem getur auðveldlega leitt til hitastigsójafnvægis í litíumrafhlöðum inni í ílátinu, sem eykur óstöðugleika rafhlöðunnar.
Höfundurinn hefur rekist á 4H orkugeymslukerfi, þar sem hitastigsmunurinn á rafhlöðunni nær 22°C, sem ekki aðeins hefur alvarleg áhrif á endingu rafhlöðunnar, heldur einnig aukið hættuna á rekstri orkugeymsluvirkjunar.
4. Hvernig er hægt að stjórna orkugeymslukerfum á skilvirkan hátt?
Frá vali á kerfi til kerfissamþættingar eru örugg rekstur og hámarksávinningur af öllu orkugeymslukerfinu nátengd rekstri og stjórnun alls kerfisins.
Í samanburði við hefðbundna hagkvæma afgreiðsluaðferð virkjana, ætti að taka tillit til skilvirkrar stjórnun rafhlöðu og breyti í geymsluvirkjunum þegar ljósgeymisorkuframleiðslukerfið er afgreitt, á þennan hátt er hægt að bæta öryggi og hagkvæmni allrar virkjunarinnar.
Þetta er þar sem mikilvægi orkustjórnunarkerfis (EMS - Energy Management System, RRB -), hins gáfaða heila ljósgeymsluversins, kemur við sögu. Hvernig virkar orkugeymsla með sólarorkukerfum og raforkukerfum? Hversu mikið ætti rafhlaðan sjálf að hlaða, hvernig á að hlaða hana, hvernig á að tryggja öryggi? Allt þetta krefst gáfaðs og skilvirks orkustjórnunarkerfis fyrir samþætta stjórnun.
Ef við tökum sléttun sólarorkukerfisins sem dæmi, þá getur orkugeymslukerfið byggt á sléttunarstýringu sólarorkuframleiðslunnar, stillt sléttunarbreytuna, EMS tekur sléttunarbreytuna sem stjórnunarmarkmið, og hraðhleðslu- og útskriftarstýring er beitt á orkugeymslukerfið, þannig að úttaksafl orkuframleiðslukerfisins sé innan stillts breytingarhraða.
Nú á dögum er þroskaðri starfsháttur í greininni að nota snjallar EMS-kerfi sem byggja á spá um sólarorku og svörun við orkugeymslu á millisekúndum til að ná fram jöfnum stjórn á sólarorkukerfum, draga úr áhrifum á raforkukerfið og bæta stöðugleika og áreiðanleika rekstrar raforkukerfisins. Á sama tíma var smíðaður millisekúndna hraðtengingarkerfi milli BMS, PCS og EMS til að vernda rafhlöðuna og allt kerfið.
Að auki getur háþróuð, greindur EMS einnig náð fram stafrænni samþættri stjórnun á mörgum orkugjöfum, sem veitir alhliða umfjöllun um hár, sendingu, dreifingu og allt sviðsmyndina.
