Відповідно до глобальної кліматичної кризи, заміна викопних палив чистою енергією стала основним шляхом для людства для досягнення цілей вуглецевого нейтральності. Однак, з постійним збільшенням пропорції нестабільної вітрової та сонячної чистої енергії, підключеного до мережі потужності, вона створює величезні проблеми для стабільної роботи потужної мережі. Технологія зберігання енергії вирішує проблему просторового та часового дисбалансу при силовому та сонячному чистому енергетиці, забезпечує безпечну та стабільну роботу енергетичної мережі та утворює новий тип енергетичної системи з основною структурою "джерела зберігання сітки", стає важливою підтримкою людства для досягнення стійких енергетичних рішень.
Забігаючи на галузі зберігання енергії в 2025 році, безперервна поява системних інтеграційних рішень - це основна тема, яка проходить як через сторону користувача, так і через вихідну мережу. Як інтегрувати ключові компоненти, такі як акумуляторні пакети, перетворювачі на зберігання енергії (ПК), системи управління акумуляторами (BMS) та системи управління енергією (EMS) за допомогою ефективних рішень для максимальної економіки та безпеки системи стали першим принципом розвитку галузі. Складна форма продукту зберігання енергії в поєднанні зі складними режимами додатків заклала основу для революції технології інтеграції. Отже, питання полягає в тому, який маршрут інтеграції зараз слід вибрати для різних сценаріїв додатків? Куди піде майбутня технологічна дорожня карта?
1. Інтеграція зберігання енергії першого покоління: централізоване рішення
Централізоване зберігання енергії - це мейнстрім інтеграції першого покоління в галузі, який паралельно з'єднує декілька кластерів акумуляторів на стороні постійного струму, і утворює контейнер акумулятора з BMS, системою управління температурою, системою автоматичного пожежного захисту та пристроєм розподілу змінного струму/постійного струму. У той же час, у розділі перетворювача та підсилювача, ПК та трансформатор поєднуються в контейнер живлення, а дві контейнери підключені кабелем постійного струму.
Завдяки перевагам низької вартості та низького технологічного порогу, він швидко займав ринок зберігання енергії та став основним маршрутом інтеграції енергозбереження першого покоління, в основному орієнтованим на масштабні енергетичні електростанції на стороні джерела.
Однак, після великої кількості операцій, що підключаються до сітки, централізовані рішення також стикаються з численними проблемами. Тут нам потрібно посилити концепцію, повну вартість електроенергії життєвого циклу, на яку впливають два основні фактори: повна вартість інвестицій у життєвий цикл та повна пропускна здатність електроенергії. Найбільшою проблемою з централізованими рішеннями є неможливість досягти оптимальної потужності пропускної здатності повного життєвого циклу.
Після паралельного з'єднання акумуляторів на стороні постійного струму, через відмінності в електричних продуктах між різними акумуляторами, кожен акумулятор може не бути повністю зарядженим або розрядженим, що також може спричинити серйозні проблеми з циркуляцією. Щоб уникнути проблем безпеки системи, спричинених циркуляцією, 10% запас буде зарезервовано під час зарядки та розряду, що зменшує глибину зберігання та розряду. З точки зору конструкції розсіювання тепла, контейнери зазвичай використовують 1-2 централізовані кондиціонери і потребують більш тривалих повітряних протоків, що призводить до низької ефективності холодильника та великих температурних відмінностей всередині контейнера. Це посилює невідповідність акумуляторних комірок і зменшує кількість системних циклів. Для процесу перетворення існує багато кластерів акумуляторів, підключених до одного ПК, і як тільки виникає несправність, втрата ємності є значною, що впливає на ефективність системи. Зменшення потужності пропускної здатності повного життєвого циклу означає, що централізовані рішення можуть підтримувати хорошу економічну ефективність шляхом зниження витрат. Однак зменшення витрат також приносить більше проблем з безпекою. Поки що більшість електростанцій для зберігання енергії, які стикалися з проблемами безпеки, також прийняли централізовані рішення. У той же час, з точки зору експлуатації та обслуговування, великі збірні кабіни займають велику площу, мають погану гнучкість, не підтримують змішування нових та старих акумуляторів і не мають труднощів поповнення сили. Ці проблеми поступово стануть очевидними в подальшому процесі операції.
На цьому етапі галузь зберігання енергії все ще займається оптимальною інвестиційною вартістю, а зниження витрат є основним фактором технічного розгляду. Причини цього є двоякими: по -перше, незрозуміла модель прибутку накопичення енергії, а по -друге, той факт, що більшість проектів є новим розподілом енергії та зберіганням, і багато електростанцій спрямовані на досягнення відповідних цілей.
2. Інтеграція зберігання енергії другого покоління: розподілене рішення
Основною причиною потужності низької потужності протягом усього життєвого циклу централізованих рішень є насправді невідповідність акумуляторних комірок. Якщо кожен акумулятор не буде контрольовано, це неминуче призведе до зменшення глибини зберігання, ефективності системи та терміну служби акумулятора.
Щоб вирішити цю проблему, всі думали підключити енергетичний оптимізатор до кожного модуля акумулятора
Кластер акумулятора підключений до шини постійного струму через цей енергетичний оптимізатор (постійний струм/постійний струм), а потім підключений до сітки через ПК, що є розподіленим рішенням. Від централізованого до розподіленого, вся система може точно контролювати потужність кожного кластера акумулятора, вирішуючи проблеми недостатньої зарядки, неповного розряду та циркулюючого струму, спричиненого паралельним з'єднанням на стороні постійного струму, значно покращуючи глибину зберігання та розряду та забезпечення терміну експлуатації акумулятора. Однак, через додавання модулів постійного струму/постійного струму, витрати на обладнання збільшилися, а двоступеневі інвертори постійного струму/постійного струму та ПК знижують ефективність системного циклу та збільшують час налагодження з'єднання в мережі.
На рівні фізичної інтеграції розподілене рішення все ще приймає макет контейнера, який не може досягти гнучкого макета обладнання, ізоляції безпеки розділів та великої кількості акумуляторів, підключених до одного ПК, і проблема значної втрати ємності після відмови не була вирішена.
З появою розподілених рішень люди перейшли від простого оптимального інвестиційного витрати на оптимальні витрати на електроенергію за кіловат -годину. Повна пропускна здатність потужності життєвого циклу набуває все більшого значення, а поступове уточнення моделей прибутку енергії також підвищує попит у галузі від "завершення цілей розподілу та зберігання" до "як отримати прибуток через енергетичні електростанції".
3. Інтеграція зберігання енергії третього покоління: розподілене рішення
Незалежно від того, чи є це централізоване чи розподілене рішення, його ядро - використовувати паралельну конвергенцію на стороні постійного струму, а потім інвертувати через ПК, що робить контейнер необхідною фізичною формою. Однак він ніколи не зміг вирішити проблеми низької ефективності системи та високих витрат на електроенергію протягом усього життєвого циклу. З іншого боку, з постійним збільшенням різниці в ціні між промисловою та комерційною електроенергією та швидким збільшенням розподілених фотоелектричних установок, почала виникати велика кількість вимог користувачів. У цей час існує больова точка несумісності між фізичною формою контейнерів та складною місцевістю промислових та комерційних заводів. У той же час, ємність контейнерних акумуляторів, які можуть легко досягти декількох МВт, не можуть відповідати електроенергії користувачів. Нам потрібно більш гнучке рішення інтеграції енергії для вирішення больових точок систем зберігання побічної енергії користувачів.
Невеликий кабінет став фізичною формою розчину інтеграції енергії третього покоління
На основі невеликого шафи, якщо все ще використовується паралельне з'єднання постійного струму, для завершення роботи інвертора все ще потрібен великий шафа ПКС, що включає дві проблеми. Одне полягає в тому, що ПК з високою ємністю займають велику площу і мають високі вимоги до сайту користувачів, який досі не підходить для багатьох сценаріїв; Друга точка полягає в тому, що в промисловому та комерційному секторі, з постійними змінами навантаження на електроенергію, необхідно покращити гнучкість поповнення потужності та розширення. ПК з великою ємністю важко підтримувати ефективність системи після поповнення потужності та розширення, і не можуть задовольнити потреби користувачів з точки зору гнучкості.
Систематизація продуктів стала основною концепцією рішення інтеграції енергії третього покоління
Тому деякі виробники запропонували використовувати високо інтегровані кластери акумуляторів, ПК, BMS та системи контролю температури для створення інтегрованих невеликих шаф, що робить продукцію систематичним. Використовуючи невеликі шафи, не тільки можна подолати обмеження сценаріїв застосування, але й можна досягти гнучкого розширення, вирішуючи проблему поповнення потужності. Кожен невеликий шафа контролюється незалежними БМ та ПК, а глибина зберігання може досягати 100%. Координація висоти між ПК та кластерами акумуляторів також прорвалася через нові висоти в системній ефективності.
Розподілені рішення також мають значні прориви в безпеці, оскільки фізична конструкція невеликих шаф та підвищення точності контролю дозволяє системі швидко та точно знайти проблемні батареї у разі безпеки. У той же час, ризик теплового втікаю також контролюється в межах однієї шафи. Поки вдосконалення пожежної та вибуху шафи вдосконалюється, область удару може бути ефективно зменшена, що дозволяє пожежникам достатньо часу для боротьби з місцем пожежі. Сингулярність енергія першою запропонувала розподілені рішення і тепер стала зростанням єдинорога в галузі. Різні виробники також прийняли розподілені інтеграційні рішення для нових продуктів на стороні користувача.
З появою інтегрованих рішень третього покоління, розподілені системи зберігання енергії використовуються не лише на стороні користувача, але й часто використовуються у масштабних джерелах мережевих проектів. Збільшення повноважень для зберігання та розряду повного життєвого циклу, безпеки та експлуатаційної зручності, спричиненої розподіленими рішеннями, зробило все більше власників та проектних інститутів, готових прийняти цю нову модель. Хоча це може принести певне збільшення інвестицій, переваги повного життєвого циклу все -таки кращі, ніж контейнерні рішення. Взявши автономний регіон Ningxia, який має найбільше збільшення нового зберігання енергії на стороні джерела сітки в 2024 році, як приклад, ми бачили щомісячний звіт про зберігання енергії, випущений Ningxia Power Grid та відвідав багато місцевих енергетичних електростанцій з установою. Комплексні години використання електростанцій за допомогою розподілених рішень знаходяться в провідному положенні в поточному місяці, а середня ефективність перетворення сторони змінного струму - понад 90%. Відповідно до відгуків персоналу на місці, EPC та власника, через використання розподіленої системи, моніторинг став більш вдосконаленим та вдосконалено безпеку. Насправді персонал на місці не зобов’язаний бути чергуванням на електростанції, справді досягаючи всебічної онлайн-експлуатації та обслуговування.
