Ανάλυση δομής και τεχνολογίας συστήματος ντουλαπιού αποθήκευσης ενέργειας

 

Ο θάλαμος αποθήκευσης ενέργειας (ESC) είναι μια ολοκληρωμένη συσκευή που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας και τη ρύθμιση της κατάστασης λειτουργίας των συστημάτων ισχύος. Συνήθως αποτελείται από μονάδες μπαταρίας, έναν μετατροπέα ισχύος (PCS), ένα σύστημα διαχείρισης μπαταρίας (BMS), ένα τσιπ ελέγχου, ένα σύστημα ψύξης και ένα προστατευτικό περίβλημα. Τα ντουλάπια αποθήκευσης ενέργειας αποθηκεύουν ενέργεια σε περιόδους χαμηλού φορτίου δικτύου και την απελευθερώνουν κατά τα φορτία αιχμής, διευκολύνοντας έτσι το ξύρισμα του φορτίου αιχμής, τη ρύθμιση συχνότητας και τάσης και την εφεδρική ισχύ.

 

Στα σύγχρονα νέα ενεργειακά συστήματα, τα ερμάρια αποθήκευσης ενέργειας μπαταριών είναι ζωτικής σημασίας υποστηρικτικός εξοπλισμός για φωτοβολταϊκούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, αιολικά πάρκα και βιομηχανικά μικροδίκτυα. Εξομαλύνουν αποτελεσματικά τις διακυμάνσεις στη ροή των διακοπτόμενων πηγών ενέργειας (όπως τα φωτοβολταϊκά και η αιολική ενέργεια) που συνδέονται με το δίκτυο, διατηρώντας τη σταθερότητα του δικτύου και βελτιώνοντας τον συνολικό συντελεστή ισχύος.

 

 

 

 

Ο σχεδιασμός ενός θαλάμου αποθήκευσης ενέργειας εξαρτάται από το σενάριο εφαρμογής και τον τύπο του συστήματος μπαταρίας, αλλά γενικά περιλαμβάνει τα ακόλουθα βασικά στοιχεία:

 

Μονάδα μπαταρίας
Ως κεντρική μονάδα αποθήκευσης ενέργειας, η μονάδα μπαταρίας καθορίζει τη χωρητικότητα και τη διάρκεια ζωής του συστήματος. Οι συνήθεις τύποι περιλαμβάνουν μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου, τριμερείς μπαταρίες λιθίου και μπαταρίες μολύβδου-οξέος. Ο αρθρωτός σχεδιασμός διευκολύνει την επέκταση και τη συντήρηση, καθιστώντας το ντουλάπι της τράπεζας μπαταριών μια τυποποιημένη λύση για-ενεργειακά συστήματα μεγάλης κλίμακας.

 

Σύστημα διαχείρισης μπαταριών (BMS)
Το BMS παρακολουθεί τη θερμοκρασία, την τάση, το ρεύμα και την κατάσταση της μπαταρίας, παρέχοντας προστασία υπερφόρτισης, υπερ-εκφόρτισης και υπερέντασης για να διασφαλίσει τη σταθερή λειτουργία της μπαταρίας.

 

Μετατροπέας ισχύος (PCS) και σύστημα ελέγχου
Το PCS είναι υπεύθυνο για τη μετατροπή ενέργειας DC/AC. το σύστημα ελέγχου (EMS) παρακολουθεί τη ροή ισχύος και εφαρμόζει στρατηγικές διανομής ενέργειας, λειτουργώντας ως «εγκέφαλοι» ολόκληρου του θαλάμου του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας.

 

Σύστημα ψύξης
Για μονάδες αποθήκευσης ενέργειας υψηλής-ισχύς, ο έλεγχος θερμοκρασίας είναι κρίσιμος. Τα ντουλάπια αποθήκευσης ενέργειας που ψύχονται με υγρό-χρησιμοποιούν ψυκτικό υγρό που κυκλοφορεί για τον ακριβή έλεγχο της θερμοκρασίας της μπαταρίας, καθιστώντας τα πιο αποτελεσματικά και ασφαλέστερα από τις παραδοσιακές λύσεις που ψύχονται με αέρα-.

 

Δομή προστασίας περιβλήματος και ασφάλειας
Το περίβλημα ενός ντουλαπιού αποθήκευσης ενέργειας έχει γενικά υψηλό βαθμό προστασίας (IP54 ή υψηλότερο) και ενσωματώνει ηλεκτρική μόνωση, μόνωση πυρκαγιάς και θερμότητας και αντικραδασμική προστασία. Για εφαρμογές σε εξωτερικούς χώρους, ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας υπαίθριου ντουλαπιού μπορεί να αναπτυχθεί απευθείας σε πολύπλοκα περιβάλλοντα και να υποστηρίζει λειτουργία 24/7.

 

Σύστημα σύνδεσης (Έπιπλο CCS / Ερμάριο συστήματος σύνδεσης κυψέλης)
Το σύστημα σύνδεσης είναι υπεύθυνο για τις ηλεκτρικές και επικοινωνιακές συνδέσεις μεταξύ των μονάδων, διασφαλίζοντας αξιόπιστη μετάδοση σήματος και ενέργειας. Αυτό είναι ιδιαίτερα κρίσιμο σε σενάρια υψηλής-τάσης και υψηλού ρεύματος-.

 

Διακριτικά ντουλάπια αποθήκευσης ενέργειας
Κάθε εξάρτημα εγκαθίσταται ανεξάρτητα, καθιστώντας το εύκολο στη συντήρηση και κατάλληλο για βιομηχανικά και μεγάλης κλίμακας εργοστασιακά συστήματα διανομής ενέργειας.

 

Ερμάρια Συνδυασμένης Αποθήκευσης Ενέργειας
Διαφορετικές μονάδες χωρητικότητας μπορούν να συνδυαστούν με ευελιξία για να σχηματίσουν ένα δομοστοιχειωτό ενσωματωμένο ερμάριο αποθήκευσης ενέργειας για την κάλυψη διαφορετικών απαιτήσεων τάσης.

 

Βάση-Ενσωματωμένα ντουλάπια αποθήκευσης ενέργειας
Με ενσωματωμένο σχεδιασμό μπαταρίας και μετατροπέα, μπορούν να αναπτυχθούν απευθείας σε εξωτερικούς χώρους. Αυτό είναι ένα τυπικό σύστημα αποθήκευσης ενέργειας σε εξωτερικούς χώρους.

 

Το Integrated Energy Storage Cabinet (IESC) ενσωματώνει τη μπαταρία, το PCS, το BMS, το σύστημα ψύξης και το σύστημα ελέγχου επικοινωνίας σε ένα ενιαίο ερμάριο, καθιστώντας το εύκολο στην εγκατάσταση και καταλαμβάνοντας ένα μικρό αποτύπωμα. Αυτή η λύση χρησιμοποιείται ευρέως σε βιομηχανικές και εμπορικές εφαρμογές, τροφοδοτικά έκτακτης ανάγκης και συστήματα μικροδικτύων.

 

Το Photovoltaic Energy Storage Cabinet (PESC) ενσωματώνεται με φωτοβολταϊκά πάνελ και συστήματα μετατροπέα και μπορεί να εγκατασταθεί κεντρικά σε μεγάλους σταθμούς παραγωγής ενέργειας ή να διανεμηθεί σε οικιακά ή εμπορικά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας. Είναι χαρακτηριστικό παράδειγμα ντουλαπιού αποθήκευσης ηλιακών μπαταριών.

 

Το ντουλάπι αποθήκευσης ενέργειας με υγρή ψύξη (LCESC) χρησιμοποιεί τεχνολογία ελέγχου θερμοκρασίας ψύξης υγρού και είναι κατάλληλο για εφαρμογές μπαταριών υψηλής πυκνότητας ισχύος-. Σε σύγκριση με τα αερόψυκτα συστήματα, προσφέρει υψηλότερη απόδοση θερμικής διαχείρισης και μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, με αποτέλεσμα να χρησιμοποιείται ευρέως σε νέους σταθμούς παραγωγής ενέργειας και σε έργα ολοκληρωμένης αποθήκευσης ενέργειας.

 

 

 

Ανωμαλίες μπαταρίας: Αυτές περιλαμβάνουν γήρανση, υπερφόρτιση, υπερβολική-αφόρτιση και εσωτερικά βραχυκυκλώματα. Το σύστημα διαχείρισης μπαταρίας (BMS) θα πρέπει να παρακολουθεί την κατάσταση της μπαταρίας σε πραγματικό χρόνο.

 

Ηλεκτρικά σφάλματα: Η υπερένταση, η υποτάση ή η ζημιά στη μόνωση μπορούν να αντιμετωπιστούν μέσω προστασίας απομόνωσης και περιττής σχεδίασης.

 

Περιβαλλοντικές επιπτώσεις: Η υγρασία, η θερμοκρασία και τα διαβρωτικά αέρια μπορούν να μειώσουν τη διάρκεια ζωής του συστήματος. Ως εκ τούτου, τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας σε εξωτερικούς θαλάμους πρέπει να διαθέτουν ισχυρές δυνατότητες προστασίας και ελέγχου θερμοκρασίας.

 

Δόνηση ή χαλαρότητα της δομής: Αυτά μπορεί να προκύψουν κατά τη μεταφορά ή τη μακροπρόθεσμη-λειτουργία. Ελέγχετε τακτικά τη σταθερότητα των στηρίξεων και της καλωδίωσης.

 

 

Ο σχεδιασμός και η κατασκευή ντουλαπιών αποθήκευσης ενέργειας θα πρέπει να συμμορφώνονται με τα ακόλουθα εθνικά και βιομηχανικά πρότυπα:

 

GB/T 40090-2021 «Κανονισμοί Λειτουργίας και Συντήρησης για Σταθμούς Ηλεκτρικής Ενέργειας Αποθήκευσης Ενέργειας»

GB/T 36558-2022 "Γενικές τεχνικές απαιτήσεις για συστήματα ηλεκτροχημικής αποθήκευσης ενέργειας σε συστήματα ισχύος"

GB/T 36549-2022 «Λειτουργικοί δείκτες και αξιολόγηση σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας αποθήκευσης ηλεκτροχημικής ενέργειας»

GB/T 42288-2022 "Κανονισμοί ασφαλείας για σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής αποθήκευσης ηλεκτροχημικής ενέργειας"

GB/T 36276-2018 "Μπαταρίες ιόντων λιθίου για αποθήκευση ενέργειας"

 

Αυτά τα πρότυπα παρέχουν μια συστηματική βάση για τον ασφαλή σχεδιασμό, τη δοκιμή και τη λειτουργία των ντουλαπιών CCS και των ντουλαπιών συστημάτων σύνδεσης κυψελών.

 

 

Με τη συνεχή αύξηση της εγκατεστημένης ισχύος φωτοβολταϊκών και αιολικής ενέργειας, τα ερμάρια αποθήκευσης ενέργειας διαδραματίζουν ολοένα και πιο σημαντικό ρόλο στα νέα συνδεδεμένα συστήματα-ενέργειας. Από-σταθμούς παραγωγής ενέργειας μεγάλης κλίμακας έως οικιακά ηλιακά-συστήματα αποθήκευσης ενέργειας, τα ολοκληρωμένα ερμάρια αποθήκευσης ενέργειας (ESC) έχουν γίνει απαραίτητος εξοπλισμός για αποτελεσματική χρήση ενέργειας.

 

Στο μέλλον, η ευφυΐα, η σπονδυλοποίηση και η υγρή ψύξη θα είναι τρεις κύριες τάσεις στην ανάπτυξη ντουλαπιών αποθήκευσης ενέργειας. Τα ολοκληρωμένα ερμάρια αποθήκευσης ενέργειας (ESC) χρησιμοποιούν τυποποιημένες διεπαφές και αυτοματοποιημένα συστήματα διαχείρισης για να επιτρέπουν την ταχεία ανάπτυξη και επέκταση των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας. Οι λύσεις που συνδυάζουν ντουλάπια αποθήκευσης ηλιακών μπαταριών με ντουλάπια αποθήκευσης φωτοβολταϊκών ενέργειας οδηγούν την εξέλιξη της πράσινης ενέργειας προς μεγαλύτερη απόδοση και ασφάλεια.

 

 

Τα ντουλάπια αποθήκευσης ενέργειας δεν είναι μόνο η βασική μονάδα των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας αλλά και βασικός εξοπλισμός που οδηγεί την έξυπνη και αρθρωτή ανάπτυξη της νέας βιομηχανίας ενέργειας. Από τα ερμάρια τράπεζας μπαταριών έως τα ερμάρια αποθήκευσης ενέργειας με υγρή-ψύξη, από τα βιομηχανικά και εμπορικά συστήματα έως τις κατανεμημένες φωτοβολταϊκές εφαρμογές, η εξέλιξη της τεχνολογίας αποθήκευσης ενέργειας παρέχει σταθερή υποστήριξη για μελλοντικά ενεργειακά συστήματα.