ระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่

เดิมที อุตสาหกรรมพลังงานมักโต้แย้งว่าธุรกิจพลังงานมีความแตกต่างจากธุรกิจและตลาดอื่นๆ เนื่องจากไม่สามารถจัดเก็บได้

สิ่งนี้ถูกต้องโดยพื้นฐานแล้ว แต่ความก้าวหน้าในอนาคตสามารถขับไล่แนวคิดนี้และสามารถรวมพื้นที่เก็บข้อมูลเข้ากับเทคโนโลยีกริดเมทริกซ์อื่น ๆ เพื่อสร้างกระบวนทัศน์ใหม่!

แบตเตอรี่ไฟฟ้าอาจมีศักยภาพที่ดีที่สุดในฐานะตัวเปิดใช้งานกริดอัจฉริยะ ขณะนี้แบตเตอรี่รุ่นล่าสุดได้รับการลำเลียงเพื่อรองรับรูปแบบการส่งผ่านและการกระจายที่แตกต่างกัน โดยมีข้อดีที่แตกต่างกันซึ่งอาจกระจายออกมาจากสถานประกอบการที่โดดเดี่ยว: ระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่

การวิจัยยังคงมองหาเทคโนโลยีใหม่ๆ ที่จะทำให้เกิดความก้าวหน้าในสื่อจัดเก็บข้อมูล ซึ่งจะเป็นความก้าวหน้าในด้านสื่อจัดเก็บข้อมูลที่มีต้นทุนต่ำสำหรับสาธารณูปโภคในอนาคต

คำจำกัดความของระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (BESS)

BESS คือระบบกักเก็บพลังงานประเภทหนึ่งที่ใช้แบตเตอรี่เพื่อกักเก็บและจ่ายพลังงานในรูปของไฟฟ้า

ระบบเหล่านี้มักใช้ในระบบโครงข่ายไฟฟ้าและในการใช้งานอื่นๆ เช่น ยานพาหนะไฟฟ้า การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ และบ้านอัจฉริยะ

ในระดับพื้นฐานที่สุด BESS ประกอบด้วยแบตเตอรี่ตั้งแต่หนึ่งก้อนขึ้นไปที่เก็บพลังงานไฟฟ้าเพื่อใช้ในภายหลัง พลังงานที่เก็บไว้นี้สามารถดึงออกมาได้เมื่อจำเป็นเพื่อตอบสนองความต้องการพลังงานที่หลากหลายในการใช้งานที่แตกต่างกัน

BESS ยังสามารถให้ข้อได้เปรียบเหนือระบบกักเก็บพลังงานอื่นๆ รวมถึงประสิทธิภาพและความยืดหยุ่นที่มากขึ้น เวลาตอบสนองที่เร็วขึ้นเมื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์หรืออุปกรณ์ และลดต้นทุนโดยรวม

การจัดเก็บพลังงานส่งผลให้ความต้องการระบบไฟฟ้าสูงสุดลดลง และเจ้าของ ESS มักจะได้รับการชดเชยผ่านโครงการตลาดกริดระดับภูมิภาค หน่วยงานกำกับดูแลยังเสนอสิ่งจูงใจ (และในบางกรณีอาณัติ) เพื่อส่งเสริมการมีส่วนร่วม

“ ระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่จะกลายเป็นแกนหลักของการจัดเก็บพลังงานในบ้าน ”

-คุณหน้าแรก

ทำไมต้อง BESS เหนือเทคโนโลยีการจัดเก็บข้อมูลอื่นๆ

BESS มีข้อได้เปรียบเหนือเทคโนโลยีการจัดเก็บอื่นๆ เนื่องจากมีเนื้อที่น้อยและไม่มีข้อจำกัดเกี่ยวกับตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ที่สามารถตั้งอยู่ได้ เทคโนโลยีการจัดเก็บอื่นๆ เช่น Pumped Hydro Storage (PHS) และการจัดเก็บพลังงานลมอัด (CAES) เหมาะสำหรับพื้นที่จำนวนจำกัดเท่านั้น โดยพิจารณาจากข้อจำกัดที่เกี่ยวข้องกับน้ำและสถานที่ตั้ง และข้อจำกัดในการส่งผ่าน ความหนาแน่นพลังงานและพลังงานของเทคโนโลยีบางอย่างมีดังนี้:

ด้วยเหตุนี้ BESS จึงใช้เทคโนโลยีลิเธียมไอออนจึงให้พลังงานและความหนาแน่นของพลังงานสูง เหมาะสำหรับการใช้งานในระดับหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่าย พื้นที่ว่างในการตั้งค่าหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายสามารถใช้เพื่อค้นหา BESS

จุดสูงสุดยามค่ำคืนที่ต้องจัดการคือสูงสุดประมาณ 4 ชั่วโมง ดังนั้นเวลาในการคายประจุที่จำเป็นสำหรับ BESS เฉพาะจึงน้อยกว่า 4 ชั่วโมง นอกจากนี้ กำลังไฟฟ้าที่ชัดเจนของหม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่ายยังอยู่ในช่วง 160 kVA, 400kVA ถึง 1 MVA (สำหรับชนบท ในเมือง และนครหลวง ตามลำดับ)

ดังนั้น BESS จำเป็นต้องจัดหาความจุเพียงบางส่วนในช่วงเวลาสูงสุด 4 ชั่วโมงเท่านั้น

รูปต่อไปนี้แสดงให้เห็นถึงตำแหน่งที่เทคโนโลยีต่างๆ มีในพื้นที่ซึ่งมีกำลัง พลังงาน และเวลาคายประจุเป็นมิติ

ลักษณะของระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่

ประสิทธิภาพไป-กลับ — ระบุปริมาณพลังงานที่ใช้ได้ซึ่งสามารถระบายออกจากระบบจัดเก็บโดยสัมพันธ์กับปริมาณพลังงานที่ใส่เข้าไป ซึ่งจะพิจารณาถึงพลังงานที่สูญเสียไปในแต่ละรอบการชาร์จและคายประจุ ค่าทั่วไปอยู่ระหว่าง 60% ถึง 95%

เวลาตอบสนอง — ระยะเวลาที่ระบบจัดเก็บข้อมูลต้องเปลี่ยนจากโหมดสแตนด์บายไปเป็นเอาต์พุตเต็ม เกณฑ์ประสิทธิภาพนี้เป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญประการหนึ่งของความยืดหยุ่นในการจัดเก็บข้อมูลในฐานะทรัพยากรกริดที่สัมพันธ์กับทางเลือกอื่น ระบบจัดเก็บข้อมูลส่วนใหญ่มีเวลาตอบสนองที่รวดเร็ว โดยทั่วไปจะน้อยกว่าหนึ่งนาที การจัดเก็บไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบและการจัดเก็บพลังงานลมอัดมีแนวโน้มที่จะค่อนข้างช้าเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่

อัตราทางลาด — อัตราทางลาดแสดงอัตราที่สามารถเปลี่ยนแปลงพลังงานในการจัดเก็บได้ อัตราการเปลี่ยนแปลงของแบตเตอรี่สามารถเปลี่ยนแปลงได้เร็วกว่า 100% ในหนึ่งถึงสองสามวินาที อัตราทางลาดสำหรับการจัดเก็บไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบและสำหรับการจัดเก็บพลังงานลมอัดมีความคล้ายคลึงกับอัตราทางลาดของโรงงานผลิตไฟฟ้าทั่วไป

การเก็บรักษาพลังงานหรือการสูญเสียการสแตนด์บาย — เวลากักเก็บพลังงานคือระยะเวลาที่ระบบกักเก็บประจุไว้ แนวคิดเรื่องการเก็บรักษาพลังงานมีความสำคัญเนื่องจากมีแนวโน้มว่าการจัดเก็บบางประเภทจะคายประจุเองหรือกระจายพลังงานในขณะที่ไม่ได้ใช้งานการจัดเก็บ

ความหนาแน่นของพลังงาน — ปริมาณพลังงานที่สามารถเก็บสะสมไว้ตามปริมาณพื้นที่ ปริมาตร หรือมวลที่กำหนด เกณฑ์นี้มีความสำคัญในการใช้งานที่พื้นที่เป็นปัจจัยจำกัด ตัวอย่างเช่น ในสถานีย่อยในเมือง ซึ่งพื้นที่อาจเป็นข้อจำกัดจำกัดในการจัดเก็บพลังงานของไซต์

ความหนาแน่นของพลังงาน — ความหนาแน่นของกำลังไฟฟ้า บ่งบอกถึงปริมาณกำลังไฟฟ้าที่สามารถส่งได้ตามจำนวนพื้นที่ ปริมาตร หรือมวลที่กำหนด นอกจากนี้ เช่นเดียวกับความหนาแน่นของพลังงาน ความหนาแน่นของพลังงานจะแตกต่างกันอย่างมากตามประเภทการจัดเก็บ ขอย้ำอีกครั้งว่าความหนาแน่นของพลังงานมีความสำคัญหากพื้นที่และ/หรือพื้นที่มีจำกัด หรือน้ำหนักเป็นปัญหา

ความปลอดภัย — ความปลอดภัยเกี่ยวข้องกับทั้งไฟฟ้าและวัสดุและกระบวนการเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับระบบจัดเก็บ สารเคมีและปฏิกิริยาที่ใช้ในแบตเตอรี่อาจทำให้เกิดปัญหาด้านความปลอดภัยหรือไฟไหม้ได้

ช่วงชีวิต — วัดเป็นรอบ

ความลึกของการคายประจุ (DoD) — หมายถึงปริมาณความจุของแบตเตอรี่ที่ใช้ไป โดยจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของความจุพลังงานเต็มของแบตเตอรี่ ยิ่งคายประจุแบตเตอรี่ได้ลึก อายุการใช้งานที่คาดหวังก็จะสั้นลง Deep Cycle มักถูกกำหนดให้เป็น DoD 80% ขึ้นไป

อุณหภูมิแวดล้อม — มีผลกระทบสำคัญต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ อุณหภูมิแวดล้อมที่สูงทำให้เกิดปฏิกิริยาภายใน และแบตเตอรี่จำนวนมากสูญเสียความจุเร็วขึ้นในสภาพอากาศที่ร้อนกว่า

ข้อควรพิจารณาที่สำคัญสำหรับการเลือกแบตเตอรี่

พารามิเตอร์ในการพิจารณาเศรษฐศาสตร์ BESS

เกณฑ์หลายประการมีส่วนสำคัญในการเลือกแบตเตอรี่สำหรับ BESS ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น สิ่งเหล่านี้มีตั้งแต่ประเด็นด้านกฎระเบียบไปจนถึงมิติด้านต้นทุนและเทคโนโลยี อย่างไรก็ตาม ปัจจัยกำหนดที่ใหญ่ที่สุดสำหรับการเลือกแบตเตอรี่คือแอปพลิเคชันที่ BESS จำเป็นต้องให้บริการควบคู่ไปกับการจัดการความต้องการด้านประสิทธิภาพ

ด้านเศรษฐศาสตร์ของระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่:

การเพิ่มประสิทธิภาพของ BESS Economics อยู่ที่การวิเคราะห์พารามิเตอร์ตลาด พารามิเตอร์ผู้บริโภค และพารามิเตอร์ระบบจัดเก็บข้อมูลแบบสามเหลี่ยมอย่างใกล้ชิด พารามิเตอร์ที่รวมกลุ่มแต่ละตัวมีพารามิเตอร์ย่อยหลายตัวซึ่งมีบทบาทสำคัญในเศรษฐศาสตร์โดยรวมของระบบ

อ้างอิง:

· ห้องปฏิบัติการเทคโนโลยีพลังงานแห่งชาติ สหรัฐอเมริกา

· วิกิพีเดีย

· ไออีซี

· ไอรีน่า

· ระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน กลุ่มอุตสาหกรรมพลังงาน AIG