מה תא הסוללה במערכת אחסון האנרגיה

כיום ישנם שני מבנים עיקריים לתאי סוללה: סוג ארון מכולות ומסחרי. היחידה הבסיסית ביותר של מערכת אחסון אנרגיה היא תא הסוללה, ותאי סוללה מרובים משולבים יחד יוצרים מודול סוללה. מודולי סוללה מרובים משולבים עם מארז BMS, חבילת סוללה מורכבת מרתמת חיווט, פיזור חום וכו '. חבילות סוללות מרובות נמתחות זו לזו, בשילוב עם ניהול סוללות BCU, מבנה, פיזור חום, רתמת חיווט וכו' ליצירת אשכול סוללות. אשכולות סוללות אחד או יותר, מערכת ניהול אנרגיה EMS, מערכת ניהול תרמית, מערכת בטיחות אש וכו ', יוצרים תא אחסון צדדי DC אנרגיה. בשילוב עם מחשבים דו כיווניים, הוא יכול ליצור תא סוללות לאחסון אנרגיה של פלט AC.

מבנה בסיסי של תא הסוללה

על פי צורת תא הסוללה, ניתן לחלק אותו לשני סוגים מבניים: סוג מיכל וסוג ארון תעשייתי ומסחרי. מיכלי אחסון אנרגיה משתמשים באשכולות סוללות מרובות המחוברים במקביל, עם קיבולת בדרך כלל מעל MWH. ארונות אחסון אנרגיה תעשייתיים ומסחריים משתמשים בדרך כלל בשיטת ניהול PCS Cluster One, עם קיבולת בדרך כלל מתחת ל- MWH. ‌

1.1 סוג מיכל

אחסון אנרגיה מכולה, המכונה גם אחסון אנרגיה ריכוזית, משתמש במכולות סטנדרטיות או לא סטנדרטיות עם פגזי פלדה בעלי חוזק גבוה המשלבים עמידות לאש, איטום ומים ועמידות בפני השפעה, מה שמקל על הובלה ופריסה במהירות. זה מתאים לתחנות כוח לאחסון אנרגיה רחבות היקף ולפרויקטים של אנרגיה מבוזרת. אחסון אנרגיה מסוג מיכל הוא בדרך כלל אחסון אנרגיה בצד DC, עם סוללות המותקנות בתוך התיבה ומספר קטן של מחשבים אישיים המותקנים. קיבולת מסוג זה קטנה יחסית, כמו מיכל 20 רגל עם קיבולת של כ- 500kW/1000kWh.

ישנם שלושה גדלי ארונות נפוצים: 10 רגל, 20 רגל ו -40 רגל, כמו גם ארונות 15 רגל ו -30 רגל

גודל המכולה הרגיל של 20 רגל הוא 6058 * 2438 * 2896 מ"מ, שהוא מיכל מלא בסוללות ומשקלו בערך 32-45 טון. גודל הארון הרגיל של 40 רגל הוא 12192 * 2438 * 2896 מ"מ.

1.2 סגנון ארון

אחסון אנרגיה מסוג ארון, המכונה גם אחסון אנרגיה מסוג מיתרים, אחסון אנרגיה מופץ, אחסון אנרגיה מודולרית, מתייחס בדרך כלל לאשכול סוללות כארון עצמאי, עם מחשבים פנימיים או חיצוניים המחוברים, באמצעות גישה לניהול אשכולות. תאי אחסון אנרגיה מסוג ארון משמשים בעיקר בפרויקטים של אחסון אנרגיה תעשייתית ומסחרית, עם יכולות יחידה יחידה של 50 קילוואט/100 קוט"ש, 100kW/215 קוט"ש, 110 קילוואט/233 קוט"ש, 125 קילוואט/250 קוט"ש, 372 קוט"ש ודגמים אחרים.

היתרונות העיקריים של ארונות אחסון אנרגיה מסחרית:

יעילות מערכת גבוהה:יישום אשכול אחד ניהול אחד משפר את האיזון ואת יעילות הטעינה והפרקה של חבילות הסוללה.

תחזוקה קלה:פעולה ותחזוקה כוללת של אשכול בודד, מיקום מדויק של אשכול יחיד במקרה של כשל במערכת.

בטיחות גבוהה:כל אשכול סוללות נשלט באופן אינדיבידואלי לצורך טעינה ושחרור, ונמנע מהשפעת זרמים המסתובבים והשגת בידוד תקלות. אימוץ מערכת ניהול תרמית יעילה מבוססת אשכול עם אחידות בטמפרטורה טובה, חיי סוללה ארוכים ותפעול מערכת יציב

גמישות חזקה:עם גודל ארון יחיד קטן, זה נוח לתחבורה והתקנה, המתאים לתרחישים שונים של יישומים כמו משתמשים תעשייתיים ומסחריים, אחסון אנרגיה משותף, וחלוקת ואחסון אנרגיה חדשה; המערכת תומכת בערבוב של סוללות ישנות וחדשות, ויכולה להיות מורחבת בגמישות או לטעון אותה בהתאם לצרכים בפועל, ומשפרת מאוד את הגמישות והתחזוקה של המערכת.

2 ציוד עיקרי

תא סוללות מורכב בדרך כלל מכמה חלקים, כולל גוף תא הנוסעים, מערכת הסוללה, מערכת בקרת הטמפרטורה, מערכת הגנת אש, מערכת חשמל וכו '. תא הנוסעים מאמצת תכנון מכולה, שיש לו איטום טוב וסיסמי התנגדות, ויכול להגן ביעילות על ציוד פנימי מפני השפעות סביבתיות חיצוניות. מערכת הסוללה היא ליבת תא הנוסעים הטרום-פרה, המורכבת ממספר סטים של סוללות ליתיום-יון האחראיות לאחסון ושחרור אנרגיה חשמלית. מערכת בקרת הטמפרטורה מבטיחה שמערכת הסוללה פועלת בטווח טמפרטורות מתאים באמצעות ציוד מיזוג אוויר ואוורור, ומונעת ריצה תרמית של הסוללה. מערכת הגנת האש מצוידת בגלאי עשן, מטפים ומכשירים אחרים. ברגע שמתרחשת שריפה, ניתן להפעיל במהירות את תוכנית כיבוי האש כדי לשלוט על השריפה בטווח המינימלי. מערכת החשמל כוללת מחשבים אישיים, BMS, חיבורים חשמליים, תקשורת וכו 'אחראים לחיבור בקתות טרומי לרשת החשמל החיצונית והשגת קלט ופלט של אנרגיה חשמלית.

2.1 מערכת סוללה

מורכבים מסוללות ליתיום-יון (כמו פוספט ליתיום ברזל) או סוללות נתרן יון בסדרה ובמקביל, ויוצרים מודולים או אשכולות סוללות כדי לספק פונקציות אחסון אנרגיה ליבה.

2.2 מערכת חשמל

מערכת ניהול סוללות (BMS). ארכיטקטורה ברמה של שלוש (רמת מודול, רמת אשכול, רמת מערכת), ניטור בזמן אמת של פרמטרים כמו מתח, טמפרטורה, SOC/SOH, מיטוב אסטרטגיות טעינה ופריקה והתרעה של תקלות. ‌

מערכת המרת הכוח (PCS) משיגה המרה דו כיוונית בין כוח AC ו- DC. במהלך הטעינה הוא מייקד את כוח AC לכוח DC ומאחסן אותו בסוללה. במהלך הפריקה הוא הופך ומוצא כוח AC לשימוש בעומס.

סרגלות וארונות הפצה מבטיחים את יציבות ההעברה הנוכחית; ‌

2.3 מערכת הגנת אש

מתקני הלחימה באש המשמשים לתאי סוללות לאחסון אנרגיה הם בדרך כלל כדלקמן: ראשית, מכשירי אוורור; שנית, גלאי גז דליקים; שלישית, מטפים אש; הרביעי הוא קופסת החול האש; החמישית היא מערכת אזעקת האש; השישי הוא מערכת כיבוי האש האוטומטית של גז.

מערכת כיבוי האש האוטומטית של גז מורכבת מארונות גז, צינורות, חרירים, מכשירי הקלה בלחץ, אזעקות אש ומתקנים אחרים. הארון ממוקם בדרך כלל בקצה אחד של תא הנוסעים ומחובר לכל חרירי הגז המותקנים בחלקו העליון של תא הנוסעים דרך רשת צינורות, ויוצרים מערכת כיבוי אש אוטומטית. במקביל, Heptafluoropropane השתנה מנוזל לגז לאחר ההזרקה, והלחץ בתוך תא הנוסעים גדל במהירות. כאשר כל שריפה חשמלית מתרחשת בתא הסוללה הטרומי, מערכת הכיבוי של שריפת הגז תופעל תחילה, וכל חרירי הגזים ירססו את חומרי הכיבוי האש כדי לכבות את האש הראשונית באמצעות בקשה שקועה לחלוטין.

2.4 מערכת ניהול תרמית

מערכת הניהול התרמית של תא אחסון האנרגיה מורכבת בעיקר ממערכת מיזוג אוויר, מערכת קירור נוזלית ומערכת בקרת טמפרטורה של BMS.

מטרת הניהול התרמי היא להבטיח כי סוללות בעלות אנרגיה גבוהה פועלות בטווח טמפרטורות מתאים ויש להן חלוקת טמפרטורה אחידה יחסית, ובכך ישפרו את היעילות ותוחלת החיים של הסוללה, ובמקביל לשקול בטיחות ומניעת חימום לא תקין של הסוללה לגרום לשריפות בטיחות. לפיכך, השלב הראשון בניהול תרמי הוא לתכנן מערכת מיזוג אוויר ואוורור מעוצבת היטב, כמו גם מערכת קירור נוזלי תאי סוללה. בהתבסס על הפריסה בתא הסוללה, ארגון זרימת האוויר היעיל מתוכנן באמצעות תוכנת סימולציה תרמית כדי להבטיח את הפעולה הבטוחה והיציבה של הסוללה.

תא הסוללה מאמצת בדרך כלל מערכת מיזוג אוויר, המשמשת בדרך כלל כדי להבטיח כי טמפרטורת הסביבה של תא הסוללה תהיה סביב טמפרטורת החדר. יחידת הקירור הנוזל מחליפה חום בין האוויר למים כדי להסיר את החום מתאי הסוללה, ומבטיחה כי ניתן לשלוט על הפרש הטמפרטורה בין הסוללות תוך 5 מעלות.

3 תפקיד ליבה

3.1 גילוח שיא ומילוי עמק

טעינה בתקופות עומס נמוכות ושחרור בתקופות שיא של רשת החשמל, איזון בין אספקת חשמל וביקוש והפחתת עלויות החשמל.

3.2 חיבור רשת אנרגיה מתחדשת

לייצב את התנודתיות של כוח פוטו -וולטאי/רוח, הגדילו את שיעור צריכת האנרגיה הנקייה ועזרו להשיג יעדי נייטרליות פחמן.

3.3 ספק כוח חירום

כמקור כוח גיבוי למיקומים קריטיים כמו בתי חולים ומרכזי נתונים, הוא מבטיח המשכיות חשמל במקרה של הפסקות חשמל פתאומיות.

3.4 גילוח שיא רשת, ויסות תדרים, התחלה שחורה וכו '

הגיב במהירות לתנודות התדרים, לשפר את היציבות של פעולת רשת החשמל והפחיתו את לחץ ויסות התדרים של יחידות כוח תרמיות מסורתיות.