מסלולי טכנולוגיית אגירת האנרגיה הריכוזיים והמבוססים על מחרוזת תופסים עמדות חשובות בתחום אגירת האנרגיה הנוכחית, לכל אחד יתרונות וחסרונות ייחודיים ומתאימים לתרחישי יישום שונים.
מסלול טכנולוגיית אגירת אנרגיה מרכזית
תכונות ויתרונות
היגיון בקרה פשוט: חבילות הסוללות של מערכת אחסון האנרגיה המרכזית מחוברות ישירות בסדרה, ולאחר מכן מספר חבילות מחוברות במקביל למהפך גדול (PCS) בצד DC, מה שמקל על הניהול והתחזוקה.
עלות מערכת נמוכה: בשל המבנה הפשוט יחסית שלה, עלויות ההשקעה והתחזוקה הראשוניות נמוכות, במיוחד ברכש בקנה מידה גדול כדי להוזיל עוד יותר עלויות.
קל להשיג תזמון בקנה מידה גדול: זה יכול לאזן ביעילות את ההיצע והביקוש של רשת החשמל, לשפר את איכות ויציבות החשמל, והוא מתאים לאחסון אנרגיה בצד רשת ותמיכה בתחנות כוח בקנה מידה גדול של אנרגיה מתחדשת.
יתרונות כלכליים משמעותיים: באמצעות ניהול מרוכז, הצטמצמו עלויות הציוד והתפעול, מה שמוכיח יתרונות כלכליים משמעותיים.
חִסָרוֹן
אפקט חבית: תוחלת החיים הכוללת של מערכת תלויה בחוליה החלשה ביותר, כאשר מודול הסוללה בעל הביצועים הגרועים ביותר משפיע על היעילות של המערכת כולה.
בעיית מחזור בין אשכולות: לאשכולות סוללות שונות יש עומקי פריקה לא עקביים, מה שמוביל לתופעות זרימה ומשפיע על יעילות הטעינה והפריקה.
אתגר אבטחה: היווצרותם של זרמים במחזור בין אשכולות סוללות מקבילים מגבירה את הסיכון לטעינת יתר של תאי הסוללה, דבר המהווה איום על הבטיחות.
מורכבות גבוהה של תפעול ותחזוקה: כאשר המערכת נתקלת בבעיות, יצרנים צריכים בדרך כלל לשלוח צוות טכני לאתר לצורך איתור באגים ותחזוקה, מה שיכול להאריך את זמן ההשבתה ולהגדיל את עלויות התפעול והתחזוקה.
דוגמאות ליישום
אם ניקח לדוגמא את פרויקט Huaneng Huangtai 100MW/200MWh, זוהי תחנת הכוח הראשונה לאחסון אנרגיה בקנה מידה גדול בסין שמאמצת ארכיטקטורת PCS מרכזית, המדגימה את הפוטנציאל של פתרונות מרוכזים באחסון אנרגיה ברשת ותמיכה באנרגיה מתחדשת בקנה מידה גדול.
מסלול של טכנולוגיית אגירת אנרגיה מסוג מחרוזת
תכונות ויתרונות
גמישות חזקה: מורכבת ממספר יחידות אחסון אנרגיה בקיבולת קטנה יותר, לכל יחידה יש פונקציות בקרה וניהול עצמאיות, וניתן להגדיר אותה בגמישות בהתאם לדפוסי ייצור וצריכת אנרגיה שונים.
יעילות מערכת משופרת: השיגה ניהול אשכול אחד, שיפור האיזון ויעילות הטעינה והפריקה של ערכות סוללות.
אמינות גבוהה ותחזוקה קלה: במקרה של תקלה, הוא יכול לאתר במדויק מקבץ בודד מבלי להשפיע על פעולתם של ארונות אחרים, מה שמפחית את הסיכון הכולל לכיבוי של המערכת.
בטיחות גבוהה יותר: הימנעות מהשפעת זרמים במחזור, השגת בידוד תקלות ואימוץ מערכת ניהול תרמית יעילה כדי להבטיח אחידות טמפרטורה טובה וחיי סוללה ארוכים.
חִסָרוֹן
שיטת האינטגרציה מורכבת יחסית: בהשוואה לריכוזיות, אינטגרציה וניפוי באגים מבוססות מחרוזות מורכבות יותר מכיוון שכל יחידת אחסון אנרגיה צריכה להיות מוגדרת עדינה כדי להבטיח יציבות המערכת.
עליית עלות המערכת: עקב השימוש ביותר מייעלים והתקני ניטור, העלות הכוללת גבוהה יותר.
דוגמאות ופרמטרים ליישום
פרויקט אחסון אנרגיה סולארית של 3MW/6MWh בליניאנג, דז'ואו, שאנדונג הוא מקרה טיפוסי של שימוש בפתרון אחסון אנרגיה מחרוזת. פרויקט זה לא רק משפר את יכולת ההסתגלות והכלכלה של המערכת, אלא גם מוכיח את ערכו במערכות אנרגיה מבוזרות.
ביצועי יישום של שני מסלולים טכנולוגיים בצד הרשת, בצד המשתמש ובתרחישים ספציפיים אחרים
אגירת אנרגיה בצד הרשת
אחסון אנרגיה מרכזי
יישום בקנה מידה גדול וחסכוניות: טכנולוגיית אחסון אנרגיה מרכזית שולטת באחסון אנרגיה בצד הרשת בשל קיבולת המכשיר הבודד הגדולה שלה, המבנה הקומפקטי והקלות בהשגת הקצאת אנרגיה בקנה מידה גדול.
לדוגמה, הוא יכול לאזן ביעילות את יחסי ההיצע והביקוש של רשת החשמל, לשפר את איכות ויציבות החשמל, במיוחד בתחום התמיכה באחסון אנרגיה בתחנות כוח גדולות של אנרגיה מתחדשת.
תיאור מקרה: פרויקט Huaneng Huangtai 100MW/200MWh הוא דוגמה טיפוסית, המשתמשת בארכיטקטורת PCS מרכזית כדי לתמוך בצרכי אחסון אנרגיה ברמת הרשת.
אחסון אנרגיה מסוג מחרוזת
גמישות ואמינות: למרות שאגירת אנרגיה מרכזית נפוץ יותר בתחום האחסון בקנה מידה גדול, עם התפתחות הטכנולוגיה, אגירת אנרגיה מסוג מחרוזת חודרת בהדרגה לתחום זה. העיצוב המודולרי שלו מאפשר טיפול גמיש יותר בשטחים מורכבים ובפריסות אנרגיה מפוזרות, תוך הפחתת זמן ההשבתה הכולל של המערכת הנגרמת על ידי רוח.
מגמה מתפתחת: כמה מערכות חדשות לאחסון אנרגיה מסוג מחרוזת עברו בהצלחה הערכה טכנית ומתאימות לתרחישי יישומים שונים כגון רשתות חשמל חזקות, רשתות חשמל חלשות ומחוץ לרשת, מה שמצביע על כך שטכנולוגיה זו הולכת לקראת יישומים בקנה מידה גדול יותר.
אחסון אנרגיה בצד המשתמש
אחסון אנרגיה מרכזי
ישימות מוגבלת: עבור צד המשתמש, לאחסון אנרגיה מרכזי יש מעט יחסית תרחישים ישימים בשל הנפח הגדול של מכשיר בודד, קושי הובלה גבוה ודרישות מחמירות של אתר ההתקנה. בנוסף, יש לבצע הרחבה או חידוש כוח על בסיס תא תא, שהוא פחות גמיש.
שיקולים כלכליים: למרות שעלות ההשקעה הראשונית נמוכה יחסית, היא אינה משתלמת למשתמשים קטנים מכיוון שברגע שמתרחשת תקלה, יש צורך לסגור את כל המערכת לבדיקה, מה שמגדיל את זמן התפעול והתחזוקה ואת העלויות.
אחסון אנרגיה מסוג מחרוזת
אומץ נרחב: לעומת זאת, אחסון אנרגיה מסוג מחרוזת נעשה שימוש נרחב בתחומים ביתיים ומסחריים. יש לו נפח ארון יחיד קטן, מה שמקל על הובלה והתקנה, והוא יכול בקלות להתאים את הספק והקיבולת של המערכת בהתאם לצרכים בפועל.
היתרונות ברורים: טכנולוגיה זו תומכת לא רק בערבוב של סוללות ישנות וחדשות, אלא גם ניתנת להרחבה באופן גמיש בהתאם למצבים בפועל, מה שהופך אותה למתאימה מאוד ליישומים מבוזרים כגון פוטו גג ביתי, תחנות כוח קטנות לאחסון אנרגיה וכו'.
תרחישי יישום ספציפיים
היתרונות של אגירת אנרגיה מבוססת מחרוזת במערכות אנרגיה מבוזרות: במערכות אנרגיה מבוזרות כגון פארקים אפס פחמן וחלוקה ואחסון אנרגיה חדשים, ניתן להגדיר במדויק אחסון אנרגיה מבוסס מיתר בהתאם לדפוסי ייצור וצריכת אנרגיה שונים, ולשפר את היעילות והאמינות של המערכת. הוא משיג ניהול מעודן של יחידות אחסון אנרגיה בודדות, ובכך תואם טוב יותר את השינויים בדרישת החשמל המקומית.
בטיחות ויציבות: כל מקבץ סוללות נשלט בנפרד לטעינה ופריקה, הימנעות מהשפעת זרמים במחזור, השגת בידוד תקלות והבטחת פעולה יציבה לטווח ארוך של המערכת.
שטח מורכב ופריסה מפוזרת
יכולת הסתגלות חזקה: בין אם באזורים הרריים או באזורי שוליים עירוניים, אגירת אנרגיה מסוג מחרוזת יכולה להסתגל היטב לסביבות גיאוגרפיות מורכבות ומשתנות. אפילו במקרה של תקלה בחלק מיחידות אחסון האנרגיה, היחידות הנותרות יכולות להמשיך לפעול, ולהפחית את הסיכון הכולל של כיבוי המערכת.
