V súčasnosti je v energetickom priemysle najpopulárnejšie skladovanie energie.
Viac ako tucet provincií vrátane provincie Shandong, Shanxi, Sin-ťiang, Vnútorné Mongolsko, An-chuej a Tibet vydalo dokumenty, ktoré vyžadujú, aby solárne a veterné elektrárne boli vybavené systémami na skladovanie energie.
Hoci energetický priemysel už dlho uznáva, že „skladovanie energie je účinným riešením prerušovanosti a volatility solárnej a veternej energie, podporuje využívanie energie a znižuje jej obmedzovanie.“ Výrazné zníženie cien túto výhodu ešte viac zvýrazňuje, ale kvôli technologickým a nákladovým obmedzeniam, ktoré viedli k jej vzniku, sa „vyhýba“. Dnes je tento oficiálny kolektívny výber konečne dôvodom, prečo sú spoločnosti na skladovanie energie hrdé.
Ak má však skladovanie energie zavŕšiť veľkolepý prechod z „čerešničky na torte“ na „jednoduchú potrebu trhu“, bude potrebovať nielen jasnejšiu a silnejšiu politickú podporu, ale zároveň by sme mali podporovať rozvoj odvetvia optických úložísk prostredníctvom technológií a produktových inovácií. Ako ich najlepšie zladiť? Aké sú výzvy konvergencie? Na všetky tieto otázky je potrebné odpovedať.
1. Aké sú typické systémové scenáre?
V súčasnosti sú na trhu prevažne schémy.
Schéma prepojenia na strane striedavého prúdu sa vzťahuje na fotovoltaiku a akumuláciu energie v pripojení na strane striedavého prúdu. Systém akumulácie energie je možné pripojiť na stranu nízkeho napätia a tiež na zbernicu 10 kV～35 kV. Schéma je vhodná pre rozsiahle optické elektrárne, centralizované usporiadanie systému akumulácie energie, jednoduchú správu prevádzky a dispečing elektrickej siete.
Schéma prepojenia na strane jednosmerného prúdu sa vzťahuje na systém akumulácie energie pripojený k strane jednosmerného prúdu, pričom konverzia energie medzi týmito dvoma systémami vyžaduje menej prepojení, nízke energetické straty a menšie investície do zariadenia. V tomto scenári by solárny invertor potreboval rezervovať rozhranie pre akumuláciu energie.
2. Ako dosiahnuť integráciu 1 + 1 > 2?
Existujú fúzne riešenia, ale fúzia na dosiahnutie efektu 1 + 1 > 2 nie je jednoduchá.
Technológia optickej fúzie je zložitejšia. Integračný systém musí zabezpečiť bezpečnú a stabilnú prevádzku fotovoltaiky, úložiska energie a elektrickej siete a prekonať bariéry medzi hardvérom, softvérom a systémovou úrovňou.
V optickom úložnom systéme fúzie existuje veľa zariadení, ktoré musia vyriešiť problém kompatibility rozhraní medzi hardvérom a softvérom. Zariadenia často pochádzajú od rôznych výrobcov, čo vedie k problémom a nákladom na návrh elektrární, obstarávanie zariadení, prevádzku a údržbu a čo je najdôležitejšie, komunikačné rozhrania medzi rôznymi zariadeniami sú odlišné a integrátori musia byť oboznámení s rôznymi protokolmi a rozhraniami.
Preto fúzia optického ukladania energie nie je jednoduchou fyzickou kombináciou fotovoltaického zariadenia a zariadenia na ukladanie energie, ale spoliehaním sa na technológiu hlbokej fúzie na dosiahnutie efektu 1 + 1 > 2. Tieto procesy veľmi testujú integračnú silu integrátora.
3. Porucha integrácie odvetvia sa objavila v dôsledku konkurencie nízkych cien
Systémová integrácia je kľúčom k výstavbe optickej úložnej elektrárne, ale v oblasti domácej integrácie existuje mnoho výziev.
Na jednej strane neexistuje veľa podnikov s integrovanými možnosťami optických úložných systémov. Či už ide o konvergenciu technológií alebo konvergenciu obchodných modelov, úložisko energie v našej krajine je stále v počiatočných štádiách priemyselného rozvoja. Mnohé podniky sú silné v jednotlivých oblastiach, ako sú solárne invertory, batérie na skladovanie energie, PCS, EMS atď., ale len hŕstka spoločností má integrované optické úložné systémy.
Na druhej strane, ponukové konania za nízke ceny sa stali čoraz intenzívnejšími a podniky sú obmedzené nízkymi nákladmi. V súčasnosti sa ponuková cena skladovania energie znížila z 2,15 juanov/Wh (cena EPC) na 1,699 juanov/Wh (cena EPC) na strane domácich nových energetických spoločností, pričom táto cena je výrazne nižšia ako cena uznávaná v odvetví.
Rôzne scenáre majú rôzne požiadavky na systémy skladovania energie a neexistuje jednotný štandard pre návrh a náklady na systémy skladovania energie, čo sa môže ľahko stať sivou zónou.
„Teraz sa spoločnosti uchádzajú o batérie a štandard je 6 000 cyklov. Priemysel nemá jednotný štandard hodnotenia. Niektorí výrobcovia sa uchádzajú o projekty s batériami s životnosťou kratšou ako 3 000 cyklov za nízke ceny. Samozrejme, nemôžeme im cenou konkurovať,“ povedal bezmocne vedúci odborník na skladovanie energie.
„Najdôležitejším aspektom integrácie systému skladovania energie je samozrejme riadenie bezpečnosti na strane jednosmerného prúdu, teda riadenie bezpečnosti batériového systému, ktoré si vyžaduje veľmi komplexný návrh ochrany systému,“ pokračoval zdroj. Články, moduly, batériové klastre, riadenie batériového systému – štyri úrovne sú vzájomne prepojené, dobrý návrh ochrany systému umožňuje sledovať ich prevádzkový stav v reálnom čase, včasné varovanie pred poruchou a v prípade poruchy realizovať postupnú ochranu a rýchlu ochranu prepojením.
V opačnom prípade sa malé poruchy môžu ľahko zmeniť na veľké problémy. V posledných rokoch sa v Južnej Kórei stalo viac ako 30 požiarov, pričom väčšinou príčin boli chyby v konštrukcii elektrického systému alebo poruchy ochranného systému.
Test sa tým nekončí, existujú problémy s výdržou batérie, musí existovať návrh systému regulácie teploty skladovania energie. Prísna tepelná simulácia a experimentálne overenie, návrh vzduchovodov zásobníkov energie, konfigurácia napájania klimatizácie atď. Tieto prepojenia nie sú prísne kontrolované a navrhnuté, čo ľahko vedie k teplotnej nerovnováhe lítiových batérií vo vnútri zásobníka, čo zhoršuje nestabilitu článku.
Autor sa stretol so systémom skladovania energie 4H, kde teplotný rozdiel článku dosiahol 22 ℃, čo nielen vážne ovplyvnilo životnosť batérie, ale tiež zvýšilo riziko prevádzky elektrárne na skladovanie energie.
4. Ako možno efektívne riadiť systémy skladovania energie?
Od výberu schémy až po integráciu systému, bezpečná prevádzka a optimálny úžitok z celého systému skladovania energie úzko súvisia s prevádzkou a riadením celého systému.
V porovnaní s tradičným ekonomickým dispečerským spôsobom elektrárne by sa pri dispečingu optického systému na výrobu energie s akumuláciou energie malo plne zvážiť efektívne riadenie batérií a meničov v akumulačnej elektrárni, čím sa môže zlepšiť bezpečnosť a hospodárnosť celej elektrárne.
Tu prichádza na rad dôležitosť EMS (systému riadenia energie - RRB), inteligentného mozgu zariadenia na ukladanie energie. Ako funguje ukladanie energie s fotovoltaickými systémami a elektrickými sieťami? Koľko energie by sa mala samotná batéria nabíjať, ako ju nabíjať, ako zabezpečiť bezpečnosť? To všetko si vyžaduje inteligentný a efektívny systém EMS pre integrované riadenie.
Ak vezmeme ako príklad vyhladenie fotovoltaického systému, systém skladovania energie môže byť založený na riadení vyhladzovania fotovoltaického výstupu výroby fotovoltaickej energie, nastaví parameter hladkosti, EMS vezme parameter hladkosti ako cieľ riadenia a na systém skladovania energie sa aplikuje riadenie rýchleho nabíjania a vybíjania tak, aby výstupný výkon systému výroby energie bol v rozsahu nastavenej rýchlosti zmeny.
V súčasnosti je v tomto odvetví vyspelejšou praxou inteligentný systém riadenia energie (EMS) založený na predikcii výkonu fotovoltaiky a milisekundových charakteristikách odozvy akumulácie energie, čo umožňuje plynulé riadenie fotovoltaických systémov, znižuje vplyv na elektrickú sieť a zlepšuje stabilitu a spoľahlivosť prevádzky elektrickej siete. Zároveň bol medzi systémom riadenia budovy (BMS), systémom PCS a systémom EMS vybudovaný mechanizmus rýchleho prepojenia v milisekundových intervaloch na ochranu batérie a celého systému.
Okrem toho dokáže pokročilý inteligentný EMS dosiahnuť aj viacenergetické digitálne integrované riadenie, komplexné pokrytie vlasov, prenosu, distribúcie a celej scény.
