Централизираните и базирани на низове технологии за съхранение на енергия играят различни роли в системите за съхранение на енергия, всяка с уникални предимства и ограничения.
Технология за централизирано съхранение на енергия
Предимство
Логиката на управление е проста: батерийните пакети на централизираната система за съхранение на енергия са директно свързани последователно, за да образуват клъстер от батерии, и след това свързани паралелно към един или няколко големи инвертора за съхранение на енергия (PCS) през страната на DC. Тази структура прави контролната система относително опростена, лесна за управление и поддръжка.
Ниски първоначални разходи: Благодарение на простата си структура и възможността за постигане на широкомащабни доставки и централизирано управление, той може да намали разходите за първоначално изграждане и поддръжка на експлоатацията.
Недостатък
Ефект на цевта: Всички батерийни модули са свързани паралелно и общият живот на системата зависи от най-слабата връзка, която е батерийният модул с най-лоша производителност.
Проблем с циркулацията между клъстерите: Различните клъстери на батерии имат непоследователна дълбочина на разреждане, което води до явления на циркулация, които от своя страна влияят на ефективността на зареждане и разреждане и могат да представляват риск за безопасността.
Висока оперативна сложност: След като възникне неизправност, обикновено се изисква присъствието на професионален персонал за отстраняване на грешки и поддръжка, което увеличава времето за престой и оперативните разходи.
Примери за приложение
Huaneng Huangtai 100MWПроектът /200MWh е една от първите големи електроцентрали за съхранение на енергия в Китай, които приемат централизирана PCS архитектура. Проектът възприема метод за сглобяване в контейнери и капацитетът на оборудването в един контейнер може да достигне няколко мегаватчаса (MWh), подходящ за съхранение на енергия от страна на мрежата и поддържащо съхранение на енергия за големи електроцентрали за възобновяема енергия.
Технология за съхранение на енергия, базирана на низове
Предимство
Силна гъвкавост: Системата за съхранение на енергия от низов тип се състои от множество единици за съхранение на енергия с по-малък капацитет, всяка с независими функции за контрол и управление, което й придава висока степен на гъвкавост и мащабируемост, което улеснява гъвкавото разширяване или попълване на мощността според действителните нужди .
По-висока безопасност: Всеки клъстер от батерии се контролира индивидуално за зареждане и разреждане, избягвайки влиянието на циркулиращите токове и постигайки изолация на повредата; И е приета ефективна система за управление на топлината, за да се осигури добра равномерност на температурата и по-дълъг живот на батерията.
Лесен за транспортиране и инсталиране: Единичният шкаф е с компактен размер, което го прави удобен за транспортиране и монтаж на място, особено подходящ за приложения със сложен терен или многоточково разпределение.
Недостатък
Повишена сложност на интегриране: В сравнение с централизираните системи, процесът на интегриране и отстраняване на грешки при съхранение на енергия от низов тип е по-сложен, защото изисква фина конфигурация на всяко устройство за съхранение на енергия.
Обща висока цена: Въпреки че цената на отделните компоненти е по-ниска, инвестиционната цена на цялостната система ще се увеличи поради необходимостта от повече оптимизатори и оборудване за мониторинг.
Примери за приложение
Проектът за съхранение на слънчева енергия с мощност 3MW/6MWh в Линянг, Дежоу, Шандонг е типичен случай на приложение на съхранение на енергия от стрингов тип. Този проект използва интегрирани шкафове за съхранение на енергия от интелигентен тип низ, всеки от които съдържа няколко единици за съхранение на енергия. Всяко устройство е свързано към малък PCS, а AC изходът след това е свързан към трансформатора за усилване и свързване към електрическата мрежа. Този дизайн не само подобрява надеждността и стабилността на системата, но също така позволява смесването на стари и нови батерии, което допълнително подобрява адаптивността и икономичността на системата.
Характеристики на два технологични маршрута по отношение на капацитета за съхранение на енергия
Централизирано съхранение на енергия
Ограничение на капацитета
Капацитет на един контейнер:
В централизираните решения за съхранение на енергия типичният контейнер за съхранение на енергия обикновено съдържа множество клъстери от батерии, които са свързани паралелно от страната на DC и след това са свързани към голям PCS за инверторна обработка. Според различни стандарти за проектиране и технически спецификации, максималният инсталиран капацитет на един контейнер може да достигне няколко мегаватчаса (MWh). Например, в данните се споменава, че 40-футов контейнер с 280Ah акумулаторни клетки може да има максимален инсталиран капацитет от 1000V батерии.
Капацитет на мощност през целия жизнен цикъл:
Поради барел ефекта на централизираното съхранение на енергия, производителността на цялата система е ограничена от най-слабия клъстер от батерии. Следователно, при продължителна работа, действителният наличен капацитет за съхранение на енергия ще намалее. Освен това, за да се предотвратят рискове за безопасността, причинени от проблеми с циркулацията, се запазва известен резерв по време на зареждане и разреждане, което индиректно намалява ефективния капацитет за съхранение на енергия.
Скалируемост на капацитета
Приложимост при мащабни проекти:
Централизираното съхранение на енергия е много подходящо за мащабни проекти за съхранение на енергия на ниво мрежа, като например големи електроцентрали за съхранение на енергия от страната на източника на мрежата, които често изискват висока мощност при единично зареждане/разреждане и голям общ капацитет за съхранение на енергия. Въпреки това, когато става въпрос за разширяване или попълване на мощността, операциите трябва да се извършват на база кабина по кабина, което води до слаба гъвкавост.
Струнно съхранение на енергия
Ограничение на капацитета
Предимствата на модулния дизайн:
Системата за съхранение на енергия от низов тип обикновено приема модулен дизайн, където всеки клъстер от батерии в интегрирания шкаф за съхранение на енергия е свързан към независим малък PCS и след това е свързан към електрическата мрежа чрез AC конвергенция. Тази архитектура позволява по-гъвкаво дефиниране на размера на всяка единица за съхранение на енергия, като теоретично ги комбинира в система за съхранение на енергия с всякакъв размер въз основа на търсенето. Например, докладвано е, че минималната мощност на системите за съхранение на енергия от стрингов тип започва от 50kW.
Капацитет на единичен шкаф:
Въпреки че капацитетът на един интегриран шкаф за съхранение на енергия е относително малък, те могат лесно да постигнат голям капацитет за съхранение на енергия чрез паралелно свързване. Освен това, тъй като всяко устройство за съхранение на енергия се контролира независимо, дори ако някои устройства имат проблеми, това няма да повлияе на работата на други устройства, което помага да се поддържа стабилността и надеждността на цялостната система.
Скалируемост на капацитета
Гъвкави методи за разширяване:
Значително предимство на съхранението на енергия от низов тип е неговата висока гъвкавост, не само при адаптиране към различни сложни теренни условия, но и при поддържане на смесването на стари и нови батерии и добавяне на нови единици за съхранение на енергия за разширяване по всяко време според действителните нужди . Това означава, че потребителите постепенно увеличават капацитета си за съхранение на енергия въз основа на промените в собственото си електрическо натоварване, без необходимост от еднократна инвестиция в изграждане на мащабни съоръжения.
Съображенияв практически приложения
Избор на капацитет за съхранение на енергия:
Независимо дали става въпрос за централизирано или стринг тип съхранение на енергия, при избора на конкретен капацитет за съхранение на енергия трябва да се вземат предвид специфичните изисквания на проекта, включително, но не само, очакван експлоатационен живот, политики за ценообразуване на електроенергията на целевия пазар, местни климатични условия и т.н. сценарии на приложение, които изискват бързо разгръщане и ограничена първоначална инвестиция, по-подходящо е съхранението на енергия на базата на низове; За широкомащабни проекти за съхранение на енергия, които вече са планирани, централизираното съхранение на енергия е по-добър избор, тъй като изгражда достатъчен капацитет за съхранение на енергия в ранните етапи.