Tagad enerģētikas nozarē vispopulārākā ir enerģijas uzglabāšana.
Vairāk nekā ducis provinču, tostarp Šaņdunas, Šaņsji, Siņdzjanas, Iekšējās Mongolijas, Anhui un Tibetas, ir izdevušas dokumentus, kas pieprasa, lai saules un vēja enerģijas stacijas būtu aprīkotas ar enerģijas uzkrāšanas sistēmām.
Lai gan enerģētikas nozare jau sen ir atzinusi, ka “enerģijas uzglabāšana ir efektīvs risinājums saules un vēja enerģijas nepastāvībai un svārstībai, lai veicinātu enerģijas izmantošanu un samazinātu ierobežojumus”, ievērojamais cenu kritums padara šo priekšrocību vēl izteiktāku, taču tehnoloģiju un izmaksu ierobežojumu dēļ tā ir “noraidīta”. Šodien oficiālā kolektīvā izvēle beidzot liek enerģijas uzglabāšanai lepoties.
Bet, lai enerģijas uzkrāšana pabeigtu krāšņo pāreju no “apsēžotnes uz kūkas” uz “tikai tirgus vajadzību”, tai būs nepieciešams ne tikai skaidrāks un spēcīgāks politikas atbalsts, bet vienlaikus mums jāveicina optiskās atmiņas nozares attīstība, izmantojot tehnoloģiju un produktu inovācijas. Kā vislabāk apvienot? Kādas ir konverģences problēmas? Uz visām šīm problēmām ir jāatbild.
1. Kādi ir tipiskie sistēmas scenāriji?
Pašlaik tirgū galvenokārt ir shēmas.
Maiņstrāvas puses savienojuma shēma attiecas uz fotoelektrisko un enerģijas uzkrāšanu maiņstrāvas puses pieslēgumā, enerģijas uzkrāšanas sistēmu var pieslēgt zemsprieguma pusei, kā arī 10 kV ~ 35 kV kopnei. Shēma ir piemērota liela mēroga optiskās uzglabāšanas spēkstacijām, centralizētam enerģijas uzkrāšanas sistēmas izkārtojumam, vienkāršai darbības pārvaldībai un elektrotīkla dispečeru vadībai.
Līdzstrāvas puses savienošanas shēma attiecas uz enerģijas uzkrāšanas sistēmu, kas savienota ar līdzstrāvas pusi, lai abu sistēmu jaudas pārveidošana notiktu ar mazāk saitēm, zemiem enerģijas zudumiem un mazākām investīcijām iekārtās. Šādā gadījumā saules invertoram būtu jārezervē enerģijas uzkrāšanas saskarne.
2. Kā panākt integrāciju 1 + 1 > 2?
Ir kodolsintēzes risinājumi, bet kodolsintēze, lai panāktu 1 + 1 > 2 efektu, nav viegla.
Optiskās kodolsintēzes tehnoloģija ir sarežģītāka. Integrācijas sistēmai ir jānodrošina fotoelektrisko, enerģijas uzkrāšanas un elektrotīkla droša un stabila darbība, kā arī jāpārvar barjeras starp aparatūras, programmatūras un sistēmas līmeni.
Optiskās atmiņas kodolsintēzes sistēmās ir daudz ierīču, kurām jāatrisina aparatūras un programmatūras saskarnes saderības problēma. Iekārtas bieži vien ir no dažādiem ražotājiem, elektrostaciju projektēšana, iekārtu iegāde, ekspluatācija, apkope rada grūtības un izmaksas palielinās, un, pats galvenais, komunikācijas saskarne starp dažādām iekārtām ir atšķirīga, integratoriem ir jāpārzina dažādi protokoli un saskarnes.
Tāpēc optiskās uzglabāšanas saplūšana nav vienkārša fotoelektrisko iekārtu un enerģijas uzglabāšanas iekārtu fiziska kombinācija, bet gan dziļās saplūšanas tehnoloģijas izmantošana, lai panāktu 1 + 1 > 2 efektu. Tie ļoti pārbauda integratora integrācijas stiprību.
3. Nozares integrācijas traucējumi parādījās zemo cenu konkurences dēļ
Sistēmu integrācija ir optiskās atmiņas elektrostacijas būvniecības atslēga, taču vietējās integrācijas jomā ir daudz izaicinājumu.
No vienas puses, nav daudz uzņēmumu ar integrētām optisko uzglabāšanas sistēmu iespējām. Neatkarīgi no tā, vai runa ir par tehnoloģiju konverģenci vai biznesa modeļu konverģenci, enerģijas uzglabāšana mūsu valstī joprojām ir rūpnieciskās attīstības sākumposmā. Daudzi uzņēmumi ir spēcīgi atsevišķās jomās, piemēram, saules invertoru, enerģijas uzglabāšanas akumulatoru, PCS, EMS utt. jomā, taču tikai nedaudziem uzņēmumiem ir integrētas optiskās uzglabāšanas sistēmas.
No otras puses, zemo cenu solīšana ir kļuvusi arvien sīvāka, un uzņēmumus ierobežo zemās izmaksas. Pašlaik enerģijas uzglabāšanas piedāvājuma cena vietējā jaunās enerģijas pusē ir samazināta no 2,15 juaņām/Wh (EPC cena) līdz 1,699 juaņām/Wh (EPC cena), kas ir krietni zemāka par nozarē atzīto pašizmaksu.
Dažādiem scenārijiem ir atšķirīgas prasības enerģijas uzkrāšanas sistēmām, un nav vienota standarta enerģijas uzkrāšanas sistēmu projektēšanai un izmaksām, tāpēc tas var viegli kļūt par pelēko zonu.
“Tagad uzņēmumi piedalās konkursos par akumulatoriem, un standarts ir 6000 cikli. Nozarei nav vienota novērtēšanas standarta. Daži ražotāji piedalās konkursos par projektiem ar akumulatoriem, kuru cikla ilgums ir mazāks par 3000 cikliem, par zemām cenām. Protams, mēs nevaram ar viņiem konkurēt cenas ziņā,” bezpalīdzīgi sacīja pieredzējis enerģijas uzkrāšanas speciālists.
"Protams, vissvarīgākais enerģijas uzkrāšanas sistēmas integrācijas aspekts ir līdzstrāvas puses drošības pārvaldība, tas ir, akumulatoru sistēmas drošības pārvaldība, kam nepieciešama ļoti pilnīga sistēmas aizsardzības konstrukcija," turpināja avots. Šūnu, moduļu, akumulatoru klasteru, akumulatoru sistēmas pārvaldība, visi četri līmeņi ir savstarpēji savienoti, laba sistēmas aizsardzības konstrukcija, var zināt to darbības statusu reāllaikā, var veikt kļūmes agrīnu brīdināšanu, ja rodas kļūme, tā var realizēt arī pakāpenisku aizsardzību un ātru savienojuma aizsardzību.
Pretējā gadījumā nelielas kļūmes var viegli pārvērsties lielās problēmās. Pēdējos gados Dienvidkorejā notikuši vairāk nekā 30 ugunsgrēki, kuru lielākā daļa iemeslu ir elektrosistēmas konstrukcijas defekti, aizsardzības sistēmas kļūmes.
Tests ar to nebeidzas, pastāv akumulatora darbības laika problēmas, ir jāprojektē enerģijas uzkrāšanas temperatūras kontroles sistēma. Stingra termiskā simulācija un eksperimentāla pārbaude, enerģijas uzkrāšanas konteineru gaisa vadu projektēšana, gaisa kondicionēšanas jaudas konfigurācija utt. Šīs saites netiek stingri kontrolētas un projektētas, tāpēc var rasties litija akumulatoru temperatūras nelīdzsvarotība konteinera iekšpusē, kas saasina šūnas nestabilitāti.
Autors ir saskāries ar 4H enerģijas uzkrāšanas sistēmu, kad šūnas temperatūras starpība sasniedz 22 ℃, ne tikai nopietni ietekmē akumulatora darbības laiku, bet arī palielina enerģijas uzkrāšanas elektrostacijas darbības risku.
4. Kā var efektīvi pārvaldīt enerģijas uzkrāšanas sistēmas?
Sākot ar shēmas izvēli un beidzot ar sistēmas integrāciju, visas enerģijas uzkrāšanas sistēmas droša darbība un optimāls ieguvums ir cieši saistīts ar visas sistēmas darbību un pārvaldību.
Salīdzinot ar tradicionālo elektrostacijas ekonomisko dispečervadības režīmu, optiskās uzglabāšanas enerģijas ražošanas sistēmas dispečervadības laikā pilnībā jāņem vērā akumulatoru un pārveidotāju efektīva pārvaldība uzglabāšanas elektrostacijā, tādējādi uzlabojot visas elektrostacijas drošību un ekonomiju.
Šeit izpaužas EMS (enerģijas pārvaldības sistēmas — RRB) — optiskās uzglabāšanas iekārtas viedās smadzenes — nozīme. Kā enerģijas uzglabāšana darbojas ar fotoelektriskajām sistēmām un elektrotīkliem? Cik daudz akumulatoram vajadzētu uzlādēties, kā to uzlādēt, kā nodrošināt drošību? Visiem šiem aspektiem ir nepieciešams viedu un efektīvu EMS kopums integrētai pārvaldībai.
Ņemot vērā fotoelektriskās sistēmas izlīdzināšanu kā piemēru, enerģijas uzkrāšanas sistēma var balstīties uz fotoelektriskās enerģijas ražošanas fotoelektriskās izejas izlīdzināšanas kontroli, iestatot gluduma parametru, EMS ņem gluduma parametru par vadības mērķi, enerģijas uzkrāšanas sistēmai tiek piemērota ātra uzlādes un izlādes vadība, lai enerģijas ražošanas sistēmas izejas jauda būtu iestatītā izmaiņu ātruma diapazonā.
Pašlaik nozarē nobriedušāka prakse ir tāda, ka viedās EMS, kuru pamatā ir fotoelektriskās jaudas prognozēšana un enerģijas uzkrāšanas milisekundes reakcijas raksturlielumi, nodrošina vienmērīgu fotoelektrisko sistēmu vadību, samazina ietekmi uz elektrotīklu un uzlabo elektrotīkla darbības stabilitāti un uzticamību. Vienlaikus starp BMS, PCS un EMS tika izveidots milisekundes ātras saiknes mehānisms, lai aizsargātu akumulatoru un visu sistēmu.
Turklāt uzlabotā viedā EMS var panākt arī vairāku enerģiju digitālo integrēto pārvaldību, visaptverošu matu, pārraides, izplatīšanas pārklājumu ar visu ainu.
