מסלולי טכנולוגיית אגירת האנרגיה הריכוזיים והמבוססים על מחרוזת ממלאים תפקידים שונים במערכות אגירת אנרגיה, לכל אחת יתרונות ומגבלות ייחודיות.
טכנולוגיית אחסון אנרגיה מרכזית
יִתרוֹן
היגיון הבקרה פשוט: חבילות הסוללות של מערכת אחסון האנרגיה המרכזית מחוברות ישירות בסדרה ליצירת מקבץ סוללות, ולאחר מכן מחוברות במקביל לממירי אחסון אנרגיה גדולים (PCS) דרך צד DC. מבנה זה הופך את מערכת הבקרה לפשוטה יחסית, קלה לניהול ולתחזוקה.
עלות ראשונית נמוכה: בשל המבנה הפשוט שלו והיכולת להשיג רכש בקנה מידה גדול וניהול מרוכז, הוא יכול להוזיל עלויות בבנייה ראשונית ובתחזוקה תפעולית.
חִסָרוֹן
אפקט חבית: כל מודולי הסוללה מחוברים במקביל, ותוחלת החיים הכוללת של המערכת תלויה בחוליה החלשה ביותר, שהיא מודול הסוללה עם הביצועים הגרועים ביותר.
בעיית מחזור בין אשכולות: לאשכולות סוללות שונות יש עומקי פריקה לא עקביים, מה שמוביל לתופעות זרימה, אשר בתורן משפיעות על יעילות הטעינה והפריקה ועלולות להוות סיכונים בטיחותיים.
מורכבות תפעולית גבוהה: ברגע שמתרחשת תקלה, צוות מקצועי נדרש בדרך כלל להיות נוכח לצורך איתור באגים ותחזוקה, מה שמגדיל את זמן ההשבתה ואת עלויות התפעול.
דוגמאות ליישום
Huaneng Huangtai 100MWפרויקט /200MWh הוא אחת מתחנות הכוח הראשונות לאחסון אנרגיה בקנה מידה גדול בסין שאימצה ארכיטקטורת PCS מרכזית. הפרויקט נוקט בשיטת הרכבה מכולות, וקיבולת הציוד במיכל בודד יכולה להגיע למספר מגה וואט שעות (MWh), מתאים לאגירת אנרגיה בצד רשת ותמיכה באחסון אנרגיה לתחנות כוח גדולות באנרגיה מתחדשת.
טכנולוגיית אחסון אנרגיה מבוססת מיתר
יִתרוֹן
גמישות חזקה: מערכת אחסון האנרגיה מסוג מחרוזת מורכבת ממספר יחידות אחסון אנרגיה בקיבולת קטנה יותר, כל אחת עם פונקציות בקרה וניהול עצמאיות, מה שמקנה לה רמה גבוהה של גמישות ומדרגיות, מה שמקל על הרחבה או חידוש כוח גמישות בהתאם לצרכים בפועל. .
בטיחות גבוהה יותר: כל מקבץ סוללות נשלט בנפרד לטעינה ופריקה, הימנעות מהשפעת זרמים במחזור והשגת בידוד תקלות; ומערכת ניהול תרמית יעילה מאומצת כדי להבטיח אחידות טמפרטורה טובה וחיי סוללה ארוכים יותר.
קל להובלה והתקנה: הארון הבודד בעל גודל קומפקטי, מה שהופך אותו לנוח להובלה ולהתקנה במקום, מתאים במיוחד ליישומים עם שטח מורכב או חלוקה מרובת נקודות.
חִסָרוֹן
מורכבות אינטגרציה מוגברת: בהשוואה למערכות מרכזיות, תהליך האינטגרציה ואיתור הבאגים של אחסון אנרגיה מסוג מחרוזת מורכב יותר מכיוון שהוא דורש תצורה עדינה של כל יחידת אחסון אנרגיה.
עלות גבוהה הכוללת: למרות שעלות הרכיבים הבודדים נמוכה יותר, עלות ההשקעה של המערכת הכוללת תגדל עקב הצורך ביותר מייעלים וציוד ניטור.
דוגמאות ליישום
פרויקט אחסון אנרגיה סולארית של 3MW/6MWh בליניאנג, דז'ואו, שאנדונג הוא מקרה יישום טיפוסי של אחסון אנרגיה מסוג מחרוזת. פרויקט זה משתמש בארונות משולבים לאחסון אנרגיה מסוג מחרוזת, שכל אחד מהם מכיל מספר יחידות אחסון אנרגיה. כל יחידה מחוברת ל-PCS קטן, ואז יציאת ה-AC מחוברת לשנאי לצורך חיזוק וחיבור לרשת החשמל. עיצוב זה לא רק משפר את האמינות והיציבות של המערכת, אלא גם מאפשר ערבוב של סוללות ישנות וחדשות, מה שמשפר עוד יותר את יכולת ההסתגלות והחסכון של המערכת.
מאפיינים של שני מסלולים טכנולוגיים מבחינת יכולת אגירת אנרגיה
אחסון אנרגיה מרכזי
הגבלת קיבולת
הקיבולת של מיכל בודד:
בפתרונות אחסון אנרגיה מרכזיים, מיכל אגירת אנרגיה טיפוסי מכיל בדרך כלל מספר אשכולות סוללות, המחוברים במקביל בצד ה-DC ולאחר מכן מחוברים למחשב PCS גדול לעיבוד מהפך. על פי תקני עיצוב ומפרטים טכניים שונים, הקיבולת המותקנת המקסימלית של מיכל בודד יכולה להגיע למספר מגה וואט שעות (MWh). לדוגמה, מוזכר בנתונים כי מיכל 40 רגל עם תאי סוללה של 280Ah יכול להיות בעל קיבולת מותקנת מקסימלית של סוללות 1000V.
קיבולת תפוקת כוח במחזור החיים המלא:
בשל אפקט החבית של אחסון אנרגיה מרכזי, הביצועים של המערכת כולה מוגבלים על ידי מקבץ הסוללות החלש ביותר. לכן, בהפעלה ארוכת טווח, קיבולת אחסון האנרגיה הזמינה בפועל תקטן. בנוסף, על מנת למנוע מפגעי בטיחות הנגרמים מבעיות במחזור, נשמר מרווח מסוים במהלך הטעינה והפריקה, מה שמפחית בעקיפין את יכולת אגירת האנרגיה האפקטיבית.
מדרגיות קיבולת
ישימות לפרויקטים בקנה מידה גדול:
אגירת אנרגיה מרכזית מתאימה מאוד לפרויקטים של אגירת אנרגיה בקנה מידה גדול ברמת הרשת, כמו תחנות כוח גדולות לאגירת אנרגיה בצד רשת המקור, אשר לרוב דורשות הספק טעינה/פריקה בודד גבוה ויכולת אגירת אנרגיה כוללת גדולה. עם זאת, כאשר מדובר בהרחבה או חידוש כוח, הפעולות חייבות להתבצע על בסיס קבינה אחר תא, וכתוצאה מכך גמישות לקויה.
אחסון אנרגיה מסוג מחרוזת
הגבלת קיבולת
היתרונות של עיצוב מודולרי:
מערכת אחסון האנרגיה מסוג מחרוזת מאמצת בדרך כלל עיצוב מודולרי, כאשר כל מקבץ סוללות בארון המשולב של אחסון האנרגיה מחובר ל-PCS קטן עצמאי, ולאחר מכן מחובר לרשת החשמל באמצעות התכנסות AC. ארכיטקטורה זו מאפשרת הגדרה גמישה יותר של גודלה של כל יחידת אגירת אנרגיה, תוך שילוב תיאורטי שלהן לכל גודל של מערכת אגירת אנרגיה בהתאם לביקוש. לדוגמה, דווח כי ההספק המינימלי של מערכות אחסון אנרגיה מסוג מיתר מתחיל מ-50 קילוואט.
קיבולת ארון בודד:
למרות שהקיבולת של ארון משולב לאחסון אנרגיה קטן יחסית, הם יכולים בקלות להשיג אחסון אנרגיה בקיבולת גדולה באמצעות חיבור מקביל. יתרה מכך, מכיוון שכל יחידת אגירת אנרגיה נשלטת באופן עצמאי, גם אם לחלק מהיחידות יש בעיות, הדבר לא ישפיע על פעולתן של יחידות אחרות, מה שעוזר לשמור על היציבות והאמינות של המערכת הכוללת.
מדרגיות קיבולת
שיטות הרחבה גמישות:
יתרון משמעותי של אגירת אנרגיה מסוג מיתר הוא הגמישות הגבוהה שלו, לא רק בהתאמה לתנאי שטח מורכבים שונים, אלא גם בתמיכה בערבוב של סוללות ישנות וחדשות, והוספת יחידות אגירת אנרגיה חדשות להרחבה בכל עת בהתאם לצרכים בפועל. . המשמעות היא שמשתמשים מגדילים בהדרגה את קיבולת אגירת האנרגיה שלהם בהתבסס על שינויים בעומס החשמל שלהם, ללא צורך בהשקעה חד פעמית בבניית מתקנים בקנה מידה גדול.
שיקוליםביישומים מעשיים
בחירת קיבולת אחסון אנרגיה:
בין אם מדובר באחסון אנרגיה מרכזי או מסוג מחרוזת, בעת בחירת קיבולת אחסון אנרגיה ספציפית, יש לקחת בחשבון את הדרישות הספציפיות של הפרויקט, כולל אך לא רק חיי השירות הצפויים, מדיניות תמחור חשמל בשוק היעד, תנאי אקלים מקומיים וכו'. תרחישי יישומים הדורשים פריסה מהירה והשקעה ראשונית מוגבלת, אחסון אנרגיה מבוסס מחרוזת מתאים יותר; עבור פרויקטי אחסון אנרגיה בקנה מידה גדול שכבר תוכננו, אחסון אנרגיה מרכזי הוא בחירה טובה יותר מכיוון שהוא בונה יכולת אחסון אנרגיה מספקת בשלבים המוקדמים.