Energiasalvestussüsteem - uus energiakeskus
Energia ülemineku ülemaailmse suundumuse keskel on energiasalvestussüsteemid muutunud selle teisenduse võtmejõuks, mängides asendamatut rolli. Taastuvatel energiaallikatel, nagu tuul ja päikeseenergia võimsus, on kuigi puhas ja ammendamatu, on loomulik nõrkus - ebastabiilne elektritootmine. Võtke näitena päikeseenergiat, kui öösel valgust pole, katkestatakse elektritootmine; Tuuleenergia võib tuule ulatuse muutuste tõttu ka aeg -ajalt varieeruda. Sel hetkel on energiasalvestussüsteem nagu "ülivõimsa pank", mis säilitab energia ülemäärase ja vabastamise korral, kui see on ebapiisav, lahendades tõhusalt taastuvenergia vahelduvaid ja kõikuvaid probleeme ning parandades oluliselt energiakasutuse tõhusust.
Asjakohaste andmete kohaselt on pärast energiasalvestussüsteemide kasutuselevõttu taastuvenergia kasutamise määr mõnes piirkonnas suurenenud enam kui 15%ning tuule ja päikeseenergia vähendamise nähtus on märkimisväärselt vähenenud. Võttes näitena loodeosa tuulepargi, enne kui see oli varustatud energiasäästusüsteemidega, raisati tuulevõimsuse ebastabiilsuse tõttu suur hulk elektrit, tuule loobumise määr oli koguni 15%. Pärast energiasalvestussüsteemi paigaldamist vähenes tuule vähendamise määr 5%-ni, parandades märkimisväärselt energiakasutuse tõhusust. Samuti on energiasalvestussüsteemid näidanud silmapaistvat jõudlust toiteallika ja nõudluse tasakaalustamisel ning ruudustiku rõhu leevendamisel. Elektrienergia tipptasemel perioodidel vabastab energiasalvestussüsteem ebapiisava elektrivõrgu täiendamiseks salvestatud elektrienergia; Madala elektritarbimise perioodidel võib see energiajäätmete vältimiseks säilitada ka liigset elektrit. Uuringud on näidanud, et energiasalvestuse tehnoloogia võib vähendada elektrivõrgu tippkoormust 10% -15%, suurendades tõhusalt elektrivõrgu stabiilsust.
Nende andmete ja näidete põhjal pole raske mõista, et energiasalvestussüsteemide tõhusus mõjutab otseselt seda, kas nad saavad oma rolli täielikult mängida ja mõjutavad sügavat mõju energia muundamise protsessile. Seetõttu on energiasalvestussüsteemide efektiivsust mõjutavate tegurite uurimine ja tõhusate optimeerimismeetodite leidmine muutunud energiavaldkonnas kiireloomuliseks ülesandeks.
Energiasalvestussüsteemi efektiivsuse mitmemõõtmeline analüüs
Energiasalvestussüsteemi tõhusus viitab lihtsas mõttes energiaallika ja vabastamise ajal väljundienergia ja sisendienergia suhtele. See suhe võib tunduda lihtne, kuid see sisaldab tohutut energiamüsteeriumi ja on põhinäitaja energiasalvestussüsteemide jõudluse mõõtmiseks. See mängib olulist rolli energia salvestamise ja kasutamise valdkonnas.
Energia kasutamise tõhususe parandamise vaatenurgast määrab energiasalvestussüsteemide tõhusus otseselt energiakaotuse aste salvestamise ja muundamise protsesside ajal. Mida suurem on efektiivsus, seda väiksem on energiakaotus ladustamise ja vabanemise ajal ning rohkem energiat saab tõhusalt kasutada, parandades seeläbi kogu energiasüsteemi kasutamise efektiivsust. Mõnedes tuuleparkides ja tõhusate energiasalvestussüsteemidega varustatud fotogalvaaniliste elektrijaamades on energia kasutamise efektiivsus suurenenud 20% -30%, mis tähendab, et rohkem tuule ja päikeseenergiat muundatakse kasutatavaks elektriks, vähendades energiajäätmeid.
Energiasalvestussüsteemide tõhusus on ka stabiilse energiavarustuse tagamiseks ülioluline. Toitesüsteemis muutub koormusvajadus pidevalt ja energiasalvestussüsteem on nagu "stabilisaator". Tõhusate laadimis- ja tühjendamisprotsesside kaudu salvestab ta madala nõudluse perioodidel elektrit ja vabastab elektrienergia suure nõudluse perioodidel, tasakaalustades tõhusalt energiapakkumist ja nõudlust ning tagades elektrivarustuse stabiilsuse. Vastavalt asjakohastele andmetele, kui energiasalvestussüsteemide tõhusus suureneb 10%, saab elektrivõrgu stabiilsusindeksit parandada 15%-20%, vähendades oluliselt elektrivarustuse ja nõudluse tasakaalustamatuse põhjustatud elektrikatkestuste tõenäosust.
Tõhusust mõjutavad peamised tegurid
Energiasalvestussüsteemide tõhusust mõjutavad paljud põimunud tegurid, mis toimivad koos energiasalvestussüsteemi tööl nagu Precision Gears. Uurime põhjalikult neid võtmetegureid.
(1) Akutegur
Energiasalvestussüsteemide põhikomponendina mõjutab akude jõudlust energiasalvestussüsteemide tõhususele otsustavalt. Erinevat tüüpi patareidel on tõhususe toimimises olulised erinevused nende keemiliste omaduste ja konstruktsioonide kujundamise tõttu. Liitiumioonioonide akud on paljudes energiasalvestusrakendustes väga soositud tänu suure energiatiheduse ning suure laadimise ja tühjendamise efektiivsuse tõttu, laadimise ja tühjendamise efektiivsused ulatuvad tavaliselt 90% -ni -95%. Ehkki pliihappe akudel on küpsed tehnoloogiad ja madalad kulud, on nende energiatihedus madal ning laadimis- ja tühjendamise efektiivsus on suhteliselt madal, tavaliselt vahemikus 75–85%.
Lisaks aku tüübile võivad sellised tegurid nagu aku vananemine, temperatuur ja laengu tühjendamise kiirus avaldada märkimisväärset mõju aku efektiivsusele. Kasutusaja suurenedes põhjustavad aku sees olevad keemilised reaktsioonid elektroodimaterjalide kaotuse ja jõudluse vähenemise, vähendades sellega aku laadimise ja tühjendamise efektiivsust. Uuringud on näidanud, et kui aku tsüklib kuni 1 0 00 korda, võivad selle laadimise ja tühjendamise efektiivsuse väheneda 5% -10%. Akude jõudlus on ka temperatuurimuutuste suhtes väga tundlik. Kõrge või madala temperatuuriga keskkonnas suureneb akude sisemine takistus, põhjustades energiakadu suurenenud ja vähenenud efektiivsuseni. Kui temperatuur on alla 0 kraadi, võib liitium-ioonpatareide laadimine ja tühjendamine väheneda 20% -30%. Liigne laengu tühjendamise kiirus võib ka aku kuumutamist süvendada, mõjutades aku kestvust ja tõhusust. Kui laengu tühjendamise kiirus jõuab 2C -ni, võib aku efektiivsus väheneda 10% -15%.
(2) Võimsuse muundamise tegurid
Energia salvestusmuundur (PCS) on võtmeseadmed elektrienergia vahelduvvoolu-DC muundamise saavutamiseks. Elektrienergia muundamise protsessi käigus genereerivad personaalarvutid paratamatult teatud energiakadusid, mis mõjutab otseselt energiasalvestussüsteemi üldist efektiivsust. Praegu on PC -de tõhusus turul tavaliselt vahemikus 95–98%. Ehkki personaalarvutite tõhusus paraneb järk -järgult tehnoloogia pideva edenemisega, on veel natuke parendusruumi. Ahela disaini optimeerimisel ja uute energiaseadmete kasutuselevõtmise abil saab PC -de energiakaotust veelgi vähendada ja selle muundamise efektiivsust parandada. Uurimisrühm on parandanud PC -de topoloogiastruktuuri, suurendades selle muundamise efektiivsust 2% -3%, suurendades tõhusalt energiasalvestussüsteemi üldist jõudlust.
(3) Elektrilised ühendused ja vooluahelategurid
Energiasalvestussüsteemides toimub energiakaotus, kui vool läbib takistuse olemasolu tõttu kaableid ja lülitusseadmeid. Joule'i seaduse kohaselt on juhi läbiva voolu tekitatud kuumus võrdeline voolu ruudu, juhi takistusega ja voolu kestusega. Suure voolu tõttu suuremahulistes energiasalvestussüsteemides, isegi kui takistuse kaotus on suhteliselt väike, ei saa seda kogunemisel eirata. Kui 1 0 MW energiasalvestusjaamas on liini takistus 0,1 Ω ja vool 1000A, ulatub energiakao tunnis 100kWh, mis on oluline mõju energiasalvestussüsteemi tõhususele.
(4) Lisaseadmete energiatarbimisfaktorid
Energiasalvestussüsteemid tuginevad töö ajal stabiilse töö säilitamiseks lisaseadmetele, näiteks kliimaseadmetele ja jahutussüsteemidele. Need abiseadmed tarbivad töö ajal teatud koguses elektrienergiat, vähendades sellega energiasalvestussüsteemi üldist efektiivsust. Eriti kõrge temperatuuriga keskkonnas, et tagada akude ja muude seadmete normaalne toimimine, suureneb kliimaseadmete energiatarve märkimisväärselt. Suvel kõrgel temperatuuril võib kliimaseadmete energiatarbimine teatud energiasalvestusjaamas moodustada 30% -40% kogu energiatarbimisest, millel on märkimisväärne negatiivne mõju energiasalvestuse süsteemi tõhususele.
(5) Süsteemi kavandamise ja juhtimise strateegiategurid
Mõistlik süsteemi kujundamine ja optimeeritud juhtimisstrateegiad võivad minimeerida energiakadu ja parandada energiasalvestussüsteemide tõhusust. Elektrihindade ja koormuse muutuste täpselt ennustades, laadimis- ja tühjendamise strateegiaid optimeerides saab energiasalvestussüsteeme maksta madala elektrivõimaluste ajal ja kõrgete elektrihindade ajal tühjendades, maksimeerides sellega majanduslikke eeliseid. Samal ajal võivad soojuse hajumise mõistlik disain ja akuhaldussüsteemi optimeerimine tõhusalt vähendada aku temperatuuri ja parandada aku tõhusust. Teatud ettevõte võttis vastu intelligentse juhtimissüsteemi, et dünaamiliselt kohandada energiasalvestussüsteemi laadimis- ja tühjendamisstrateegiaid reaalajas elektrihindade ja koormuse andmetel, mis parandas energiasalvestussüsteemi tõhusust 8% -10%, vähendades samal ajal tegevuskulusid.
Optimeerimisstrateegiad tõhususe parandamiseks
(1) Tehnoloogiline innovatsiooni suund
Tehnoloogiliste innovatsioonide teekonnal on akutehnoloogia täiustamine kahtlemata peamine läbimurre energiasalvestussüsteemide tõhususe suurendamisel. Viimastel aastatel on tahkispatareid pälvinud palju tähelepanu väga paljutõotava uue akutehnoloogiana. Võrreldes traditsiooniliste vedelate akudega, kasutavad tahkispatareisid tahkeid elektrolüüte, millel on suurem energiatihedus, kiirem laadimis- ja tühjenduskiirus ning parem ohutus. Uuringud on näidanud, et tahke oleku patareide energiatihedust saab suurendada 30% -50% võrreldes traditsiooniliste liitium-ioonakudega, mis tähendab, et tahkispatareisid saavad sama mahu ja kaaluga rohkem energiat säilitada ning laadimise ja tühjendamise ajal vähem energiakadu ja suurema efektiivsuse korral. Praegu suurendavad paljud teadusasutused ja ettevõtted oma investeeringuid tahkispatareide uurimisse ja arendamisse. Mõned tahkis-akutooted on sisenenud katseetappi ja eeldatakse, et nad saavutavad lähiaastatel ärilise rakenduse, tuues energiasalvestussüsteemide tõhususe parandamiseks kvalitatiivse hüppe.
Energia salvestamise muunduri (PCS) tehnoloogia uuendamine on samuti oluline suund energiasalvestussüsteemide tõhususe parandamiseks. Energiaelektroonika tehnoloogia pideva arendamise korral ilmnevad jätkuvalt uut tüüpi energiaseadmed ja juhtimisalgoritmid. Räni karbiidi (SIC) toiteseadmetel on eeliseid nagu kõrge pingetakistus, vähene takistus ja kõrgsageduslike omadused. Võrreldes traditsiooniliste ränipõhiste energiaseadmetega saavad need elektrienergia muundamise protsessis märkimisväärselt vähendada PC-de energiakadu ja parandada muundamise tõhusust. Mõned räni karbiidi energiaseadmete kasutavad personaalarvutid on saavutanud muundamise efektiivsuse üle 98%, mis on 2-3 protsendipunktid kõrgemad kui traditsioonilised personaalarvutid. PCS -i juhtimisalgoritmi optimeerimine, näiteks intelligentse MPPT (maksimaalne Power Pointi jälgimise) juhtimisalgoritm kasutades, saab täpsemalt jälgida fotogalvaanilise massiivi maksimaalset võimsuspunkti, parandada fotogalvaanilise energiatootmise kasutamise kiirust ja suurendada kaudselt energia salvestussüsteemi tõhusust.
(2) Süsteemi kujundamise optimeerimine
Süsteemi kujundamise vaatenurgast on olulised seosed mõistlikud seadmed ja paigutus energiakao vähendamiseks ja energiasalvestussüsteemide tõhususe parandamiseks. Aku valimise osas on vaja põhjalikult arvestada selliste teguritega nagu aku tüüp, maht, laadimine ja tühjendusomadused, eluiga ja kulud. Mõnede rakendusstsenaariumide jaoks, mis nõuavad suure energiatihedust, näiteks elektrisõidukid ja kaasaskantavad elektroonikaseadmed, on liitium-ioonakud ideaalne valik; Mõnede kulutustundlike suuremahuliste energia salvestamise stsenaariumid, näiteks võre energia salvestamine ja hajutatud energia salvestamine, on odavate patareide, näiteks pliiakude ja vooluakude pliiakudel, teatud eelised. Seadmete paigutuse osas on vaja lühendada kaablite pikkust nii palju kui võimalik, et vähendada liiniresistentsest põhjustatud energiakadu. Asetage aku ja arvutid koormuse lähedale, et vähendada energiakadu praeguse ülekande ajal. Samuti on ülioluline soojuse hajumise kujundamine. Hea soojuse hajumine võib vähendada akude ja seadmete töötemperatuuri ning parandada nende jõudlust ja tõhusust. Vedela jahutustehnoloogia kasutamine võrreldes traditsioonilise õhujahutusega saab tõhusamalt vähendada aku temperatuuri ning parandada aku laadimise ja tühjendamise tõhusust.
Kontrollistrateegiate optimeerimine on energiasalvestussüsteemide tõhusa toimimise võti. Intelligentse juhtimissüsteemi tutvustamisega saab energiasalvestussüsteemi laadimis- ja tühjendamisstrateegiaid dünaamiliselt reguleerida reaalajas teabe, näiteks elektrihindade, koormuste ja aku staatuse põhjal, saavutades maksimaalse majandusliku kasu ja tõhususe. Madalate elektrihindade perioodidel võtavad energiasäästusüsteemid väiksema võimsusega, et vähendada energiakadu laadimisprotsessi ajal; Elektrienergia tipptasemel perioodidel tühjendage majandusliku efektiivsuse parandamiseks suurema võimsuse korral. Vastavalt aku reaalajas olekule, näiteks järelejäänud võimsus, tervislik olek jne, reguleerige dünaamiliselt laadimis- ja tühjendusparameetreid, et vältida aku ülelaadimist ja üleandmist, pikendada aku kestvust ja parandada energia salvestussüsteemi tõhusust.
(3) operatiivjuhtimise tugevdamine
Operatiivse juhtimise tugevdamine on oluline garantii energiasalvestussüsteemide tõhusa toimimise tagamiseks. Energiasalvestussüsteemi tööseisundi reaalajas jälgimine võimaldab võimalikke probleeme ja vigu õigeaegselt tuvastada, võtta nendega toimetulemiseks vastavaid meetmeid, vältida probleemi eskaleerumist ning parandada seega energiasalvestuse süsteemi usaldusväärsust ja tõhusust. Installides intelligentseid seireseadmeid, näiteks aku parameetrite nagu pinge, vool, temperatuur, SOC (laadimisseisund) reaalajas jälgimine ning suurandmete analüüsi ja tehisintellektitehnoloogia abil saab jälgida andmete analüüsimiseks ja ennustamiseks selliseid probleeme nagu aku vananemine ja tõrge ning hooldust ja asendamist saab ajaliselt läbi viia.
Regulaarne hooldus ja hooldus on ka energiasalvestussüsteemide tõhusa toimimise tagamiseks võtmetähtsusega. Regulaarne testimine, tasakaalustamine ja akude hooldamine võib pikendada nende eluiga ning parandada nende jõudlust ja tõhusust. Kontrollige, puhastage ja hooldage regulaarselt personaalarvute ja muude seadmete hooldamist, et tagada nende normaalne töö ja vähendada seadme tõrgete põhjustatud energiakadu.
Personali koolituse tugevdamine, operaatorite ametialaste oskuste ja juhtimistaseme parandamine on ka energiasäästusüsteemide tõhususe suurendamiseks suur tähtsus. Operaatorid peavad olema tuttavad energiasalvestussüsteemide tööpõhimõtte, tööprotseduuride ja hoolduspunktidega ning olema võimelised energiasalvestussüsteemi õigesti töötama ja hooldama, et vältida ebaõiget tööst põhjustatud energiakadu ja seadmete rikkeid. Tugevdage operaatorite ohutuskoolitust, suurendage nende ohutusalaseid teadlikkust ja tagage energiasalvestussüsteemide ohutu toimimine.