Energiatároló rendszer - új energiagyút
Az energiaátmenet felé mutató globális tendencia közepette az energiatároló rendszerek kulcsfontosságú erővé váltak ebben az átalakulásban, pótolhatatlan szerepet játszva. A megújuló energiaforrások, például a szél és a napenergia, bár tiszta és kimeríthetetlen, természetes gyengeséggel rendelkeznek - instabil energiatermelés. Vegyük a napenergiát példaként, ha éjszaka nincs fény, az energiatermelés megszakad; A szélenergia időről időre is változhat a szél nagyságának változása miatt. Ezen a ponton az energiatárolórendszer olyan, mint egy "szuper energiabank", az energia tárolása, ha túlzottan van, és felszabadítja azt, ha nem elegendő, hatékonyan megoldja a megújuló energia szakaszos és ingadozó problémáit, és jelentősen javítja az energiafelhasználás hatékonyságát.
A releváns adatok szerint az energiatároló rendszerek bevezetése után a megújuló energia felhasználási aránya egyes területeken több mint 15%-kal nőtt, és a szél és a napenergia -korlátozás jelensége jelentősen csökkent. Például egy szélerőműparkot Kína északnyugati részén, mielőtt energiatároló rendszerekkel felszereltek volna, nagy mennyiségű villamos energiát pazaroltak a szélenergia instabilitása miatt, a szél elhagyási aránya akár 15%-kal is. Az energiatároló rendszer telepítése után a szél korlátozása 5%-ra csökkent, ami jelentősen javította az energiafelhasználás hatékonyságát. Az energiatároló rendszerek kiemelkedő teljesítményt mutattak az energiaellátás és a kereslet kiegyensúlyozásában, valamint a rácsnyomás enyhítésében. A villamosenergia -felhasználási periódusok alatt az energiatároló rendszer felszabadítja a tárolt elektromos energiát az elégtelen energiahálózat kiegészítésére; Az alacsony villamosenergia -fogyasztás időszakában az energiahulladék elkerülése érdekében a felesleges villamos energiát is tárolhatja. A kutatások kimutatták, hogy az energiatároló technológia 10% -kal csökkentheti az energiahálózat csúcsterhelését -15% -kal, hatékonyan javítva az elektromos hálózat stabilitását.
Ezekből az adatokból és példákból nem nehéz belátni, hogy az energiatároló rendszerek hatékonysága közvetlenül befolyásolja, hogy teljes mértékben képesek -e szerepet játszani, és súlyos hatással van az energiaátalakítás folyamatára. Ezért az energiatárolási rendszerek hatékonyságát befolyásoló tényezőkbe való belemerülés és a hatékony optimalizálási módszerek megtalálása sürgős feladatsá vált az energiamezőben.
Az energiatároló rendszer hatékonyságának többdimenziós elemzése
Az energiatároló rendszer hatékonysága egyszerűen az energia tárolásának és felszabadításának során a bemeneti energia és a bemeneti energia arányára utal. Ez az arány egyszerűnek tűnhet, de hatalmas energia rejtélyt tartalmaz, és alapvető mutatója az energiatároló rendszerek teljesítményének mérésére. Alapvető szerepet játszik az energiatárolás és a felhasználás területén.
Az energiafelhasználás hatékonyságának javításának szempontjából az energiatároló rendszerek hatékonysága közvetlenül meghatározza az energiaveszteség mértékét a tárolási és átalakítási folyamatok során. Minél nagyobb a hatékonyság, annál kisebb az energiavesztés a tárolás és a felszabadulás során, és több energiát lehet felhasználni hatékonyan, ezáltal javítva a teljes energiarendszer felhasználási hatékonyságát. Néhány szélerőműparkban és hatékony energiatároló rendszerekkel felszerelt szélerőművekben az energiatartalom hatékonysága 20% -kal növekedett, ami azt jelenti, hogy a szél és a napenergia több szél és napenergia felhasználható villamos energiává alakul, csökkentve az energiahulladékot.
Az energiatároló rendszerek hatékonysága szintén elengedhetetlen a stabil energiaellátás biztosításához. Az energiarendszerben a terhelési igény folyamatosan változik, és az energiatároló rendszer olyan, mint egy "stabilizátor". A hatékony töltési és kisülési folyamatok révén az alacsony keresleti időszakokban tárolja a villamos energiát, és felszabadítja a villamos energiát a magas keresleti időszakokban, hatékonyan kiegyensúlyozva az áramellátást és a keresletet, és biztosítva az áramellátás stabilitását. A releváns adatok szerint, amikor az energiatároló rendszerek hatékonysága 10%-kal növekszik, az energiahálózat stabilitási indexe 15%-kal javítható -20%-kal, jelentősen csökkentve az áramellátás és a kereslet -egyensúlyhiány által okozott áramkimaradások valószínűségét.
A hatékonyságot befolyásoló kulcsfontosságú tényezők
Az energiatároló rendszerek hatékonyságát számos összefonódó tényező befolyásolja, amelyek együttesen működnek, mint a precíziós fogaskerekek az energiatároló rendszer működését. Mélyen belemerüljünk ezekbe a kulcsfontosságú tényezőkbe.
(1) akkumulátor tényező
Mint az energiatároló rendszerek alapvető alkotóeleme, az akkumulátorok teljesítménye döntő hatással van az energiatároló rendszerek hatékonyságára. A különféle típusú akkumulátorok kémiai jellemzőik és szerkezeti kialakításuk miatt szignifikáns különbségeket mutatnak a hatékonysági teljesítményben. A lítium -ion akkumulátorok sok energiatároló alkalmazásban nagymértékben kedvelik a nagy energia sűrűségük, valamint a nagy töltési és kisülési hatékonyságuk miatt, mivel a töltés és a kisülés hatékonysága általában 90% -95% -ot ér el. Noha az ólom-sav akkumulátorok érett technológiával és olcsó költségekkel rendelkeznek, energia sűrűségük alacsony, és töltési és kisülési hatékonyságuk viszonylag alacsony, általában 75% és 85% között.
Az akkumulátor típusa mellett olyan tényezők, mint az akkumulátor öregedése, a hőmérséklet és a töltés kisülési sebessége, szintén jelentős hatással lehet az akkumulátor hatékonyságára. Ahogy a felhasználási idő növekszik, az akkumulátoron belüli kémiai reakciók az elektródaanyagok elvesztéséhez és a teljesítmény csökkenéséhez vezetnek, ezáltal csökkentve az akkumulátor töltési és ürítési hatékonyságát. A tanulmányok kimutatták, hogy amikor az akkumulátor 1 0 00 -ig is ciklus, akkor annak töltési és kisülési hatékonysága 5% -kal csökkenhet -10% -kal. Az akkumulátorok teljesítménye szintén nagyon érzékeny a hőmérsékleti változásokra. Magas vagy alacsony hőmérsékletű környezetben az akkumulátorok belső ellenállása növekszik, ami megnövekedett energiaveszteséget és csökkent hatékonyságot eredményez. Ha a hőmérséklet 0 fok alatt van, a lítium-ion akkumulátorok töltési és kisülési hatékonysága 20% -kal csökkenhet -30% -kal. A túlzott töltés -kisülési sebesség súlyosbíthatja az akkumulátor fűtését is, befolyásolva az akkumulátor élettartamát és hatékonyságát. Ha a töltés kisülési sebessége eléri a 2C -t, az akkumulátor hatékonysága 10% -kal csökkenhet.
(2) Teljesítménykonverziós tényezők
Az energiatároló konverter (PCS) kulcsfontosságú berendezés az elektromos energia AC-DC átalakításának eléréséhez. Az elektromos energia -átalakítás folyamata során a PC -k elkerülhetetlenül bizonyos energiaveszteségeket generálnak, ami közvetlenül befolyásolja az energiatároló rendszer általános hatékonyságát. Jelenleg a PC -k hatékonysága a piacon általában 95% és 98% között van. Noha a PC -k hatékonysága fokozatosan javul a technológia folyamatos fejlődésével, még mindig van még javulás. Az áramköri tervezés optimalizálásával és az új tápegységek elfogadásával a PC -k energiavesztesége tovább csökkenthető, és átalakulhat. Egy kutatócsoport javította a PC -k topológiai struktúráját, konverziós hatékonyságát 2% -3% -kal növelve, hatékonyan javítva az energiatároló rendszer teljes teljesítményét.
(3) Elektromos csatlakozások és áramköri tényezők
Az energiatároló rendszerekben az energiaveszteség akkor fordul elő, amikor az áram áthalad a kábeleken és a kapcsolóberendezésen az ellenállás jelenléte miatt. Joule törvénye szerint a karmesteren áthaladó áram által generált hő arányos az áram négyzetével, a vezető ellenállásával és az áram időtartamával. Nagyszabású energiatároló rendszerekben, a nagy áram miatt, még akkor is, ha az ellenállás vesztesége viszonylag kicsi, akkor azt nem lehet figyelmen kívül hagyni. Az 1 0 MW energiatároló erőműben, ha a vonal ellenállása 0,1 Ω, és az áram 1000a, az energiavesztés óránként eléri a 100kWh -ot, ami jelentős hatással van az energiatároló rendszer hatékonyságára.
(4) A kiegészítő berendezések energiafogyasztási tényezői
Az energiatároló rendszerek olyan kiegészítő berendezésekre támaszkodnak, mint a légkondicionáló és a hűtőrendszerek a stabil működés fenntartása érdekében. Ezek a kiegészítő eszközök bizonyos mennyiségű elektromos energiát fogyasztanak működés közben, ezáltal csökkentve az energiatároló rendszer általános hatékonyságát. Különösen a magas hőmérsékletű környezetben az akkumulátorok és más eszközök normál működésének biztosítása érdekében a légkondicionáló rendszerek energiafogyasztása jelentősen növekszik. A nyári magas hőmérsékleti periódusban a légkondicionáló rendszer energiafogyasztása egy bizonyos energiatároló erőműben a teljes energiafogyasztás 30% -os -40% -át teszi ki, ami jelentős negatív hatással van az energiatároló rendszer hatékonyságára.
(5) Rendszertervezési és vezérlési stratégiai tényezők
Az ésszerű rendszertervezés és az optimalizált vezérlési stratégiák minimalizálhatják az energiaveszteséget és javíthatják az energiatároló rendszerek hatékonyságát. A villamosenergia -árak és a terhelésváltozások pontos előrejelzésével, a töltési és kibocsátási stratégiák optimalizálásával az energiatároló rendszerek az alacsony villamosenergia -árak során felszámíthatók, és a magas villamosenergia -árak során kibocsáthatók, ezáltal maximalizálva a gazdasági előnyöket. Eközben az ésszerű hőeloszlás kialakítása és az akkumulátorkezelő rendszer optimalizálása hatékonyan csökkentheti az akkumulátor hőmérsékletét és javíthatja az akkumulátor hatékonyságát. Egy bizonyos vállalkozás egy intelligens vezérlőrendszert fogadott el az energiatárolórendszer töltési és kisülési stratégiáinak dinamikus kiigazítására a valós idejű villamosenergia-árak és a terhelési adatok alapján, amelyek 8% -kal javították az energiatároló rendszer hatékonyságát, miközben csökkentették a működési költségeket.
Optimalizálási stratégiák a hatékonyság javítására
(1) Technológiai innovációs irány
A technológiai innováció útján az akkumulátor -technológia fejlesztése kétségkívül kulcsfontosságú áttörés az energiatároló rendszerek hatékonyságának javításában. Az utóbbi években a szilárdtest akkumulátorok nagy figyelmet fordítottak, mint egy nagyon ígéretes új akkumulátor-technológiát. A hagyományos folyékony akkumulátorokkal összehasonlítva a szilárdtestű akkumulátorok szilárd elektrolitokat használnak, amelyek nagyobb energia sűrűségűek, gyorsabb töltési és kisülési sebességgel, valamint jobb biztonsággal rendelkeznek. A kutatások kimutatták, hogy a szilárdtestű akkumulátorok energia sűrűsége 30% -kal növelhető -50% -kal a hagyományos lítium-ion akkumulátorokhoz képest, ami azt jelenti, hogy a szilárdtest-elemek több energiát tárolhatnak azonos mennyiségű és súlyú, és kevesebb energiaveszteséggel és nagyobb hatékonysággal tudnak tölteni a töltés és a kibocsátás során. Jelenleg számos kutatóintézet és vállalkozás növeli beruházását a szilárdtest akkumulátorok kutatásába és fejlesztésére. Néhány szilárdtest akkumulátor-termék belépett a kísérleti szakaszba, és várhatóan a következő néhány évben kereskedelmi alkalmazást fog elérni, kvalitatív ugrást hozva az energiatároló rendszerek hatékonyságának javításához.
Az energiatároló konverter (PCS) technológia frissítése szintén fontos irány az energiatároló rendszerek hatékonyságának javításához. A teljesítményelektronikai technológiák folyamatos fejlesztésével az új típusú energiakészülékek és a vezérlő algoritmusok továbbra is megjelennek. A szilícium-karbid (SIC) tápegységeknek olyan előnyei vannak, mint a nagyfeszültség-ellenállás, alacsony az ellenállás és a nagyfrekvenciás jellemzők. A hagyományos szilícium-alapú tápegységekkel összehasonlítva jelentősen csökkenthetik a PC-k energiaveszteségét az elektromos energia-átalakítás során, és javíthatják az átalakulás hatékonyságát. Néhány szilícium -karbid -tápegységgel használó PC -k 98%-os konverziós hatékonyságot értek el, ami 2-3 százalékponttal magasabb, mint a hagyományos PC -k. A PC -k vezérlő algoritmusának, például az intelligens MPPT (maximális teljesítménypont -követő) vezérlő algoritmus használata optimalizálása pontosabban nyomon követheti a fotovoltaikus tömb maximális teljesítménypontját, javíthatja a fotovoltaikus energiatermelés felhasználási sebességét, és közvetetten javíthatja az energiatároló rendszer hatékonyságát.
(2) A rendszer tervezésének optimalizálása
A rendszertervezés szempontjából az ésszerű berendezések kiválasztása és elrendezése fontos kapcsolatok az energiaveszteség csökkentésében és az energiatároló rendszerek hatékonyságának javításában. Az akkumulátor kiválasztása szempontjából átfogóan figyelembe kell venni az olyan tényezőket, mint az akkumulátor típusa, a kapacitás, a töltés és a kisülési jellemzők, az élettartam és a költségek. Egyes alkalmazási forgatókönyvekhez, amelyek nagy energiát igényelnek, például az elektromos járműveket és a hordozható elektronikus eszközöket, a lítium-ion akkumulátorok ideális választás; Néhány költségérzékeny nagyszabású energiatárolási forgatókönyv esetén, mint például a rácskészlet és az elosztott energiatárolás esetén, az olcsó akkumulátorok, például az ólom szén akkumulátorok és az áramlási akkumulátorok bizonyos előnyökkel rendelkeznek. A berendezések elrendezése szempontjából a kábelek hosszát a lehető legnagyobb mértékben le kell csökkenteni, hogy csökkentsék a vonal ellenállás által okozott energiaveszteséget. Helyezze az akkumulátorcsomagot és a PC -ket a terhelés közelében, hogy csökkentse az energiaveszteséget az aktuális sebességváltó során. Az ésszerű hőeloszlás kialakítása szintén döntő jelentőségű. A jó hőeloszlás csökkentheti az akkumulátorok és eszközök működési hőmérsékletét, és javíthatja azok teljesítményét és hatékonyságát. A folyadékhűtési technológiával összehasonlítva a hagyományos léghűtéshez képest hatékonyabban csökkentheti az akkumulátor hőmérsékletét, és javíthatja az akkumulátor töltését és a kisülési hatékonyságot.
A vezérlési stratégiák optimalizálása a kulcsa az energiatároló rendszerek hatékony működésének eléréséhez. Az intelligens vezérlőrendszer bevezetésével az energiatároló rendszer töltési és kisülési stratégiái dinamikusan beállíthatók valós idejű információk, például villamosenergia-árak, terhelések és akkumulátor státusza alapján, a maximális gazdasági előnyök és hatékonyság elérése érdekében. Az alacsony villamosenergia -árak időszakában az energiatároló rendszerek alacsonyabb energiát töltenek fel az energiaveszteség csökkentése érdekében a töltési folyamat során; A villamosenergia -árak csúcsa alatt a gazdasági hatékonyság javítása érdekében magasabb energiával járnak. Az akkumulátor valós idejű állapota szerint, például a megmaradó teljesítmény, az egészségi állapot stb., Dinamikusan állítsa be a töltési és kisülési paramétereket, hogy elkerülje az akkumulátor túlterhelését és túlterhelését, meghosszabbítsa az akkumulátor élettartamát, és javítsa az energiatároló rendszer hatékonyságát.
(3) Az operatív menedzsment megerősítése
Az operatív menedzsment megerősítése fontos garancia az energiatároló rendszerek hatékony működésének biztosítására. Az energiatárolórendszer működési állapotának valós idejű megfigyelése időben észlelheti a lehetséges problémákat és hibákat, meghozza a megfelelő intézkedéseket azok kezelésére, a probléma elkerülése érdekében, és ezáltal javítja az energiatároló rendszer megbízhatóságát és hatékonyságát. Az intelligens megfigyelő eszközök telepítésével, az akkumulátor paramétereinek, például a feszültség, az áram, a hőmérséklet, a SOC (töltési állapot) valós idejű megfigyelésével, valamint a Big Data elemzés és a mesterséges intelligencia technológia felhasználására az adatok megfigyelésére és előrejelzésére, például az akkumulátor öregedése és meghibásodása, a karbantartás és a csere időszerűen elvégezhető.
A rendszeres karbantartás és karbantartás kulcsfontosságú az energiatároló rendszerek hatékony működésének biztosításához. Az akkumulátorok rendszeres tesztelése, kiegyensúlyozása és karbantartása meghosszabbíthatja élettartamát, és javíthatja teljesítményüket és hatékonyságukat. Rendszeresen ellenőrizze, tisztítsa meg és karbantartja a PC -ket és más berendezéseket a normál működésének biztosítása és a berendezés meghibásodása által okozott energiavesztés csökkentése érdekében.
A személyi képzés megerősítése, a szakmai készségek és a kezelők kezelési szintjének javítása szintén nagy jelentőséggel bír az energiatároló rendszerek hatékonyságának javítása érdekében. Az üzemeltetőknek ismerniük kell az energiatároló rendszerek működési elvét, működési eljárásait és karbantartási pontjait, és képesnek kell lenniük az energiatároló rendszer megfelelő működtetésére és fenntartására, hogy elkerüljék az energiaveszteség és a nem megfelelő működés által okozott berendezések meghibásodását. Erősítse meg az üzemeltetők biztonsági képzését, javítsa a biztonság tudatosságát, és biztosítsa az energiatároló rendszerek biztonságos működését.