Ilgos{0}} trukmės energijos kaupimas (LDES) reiškia energijos kaupimo sistemas, kurios gali tiekti elektros energiją ilgą laiką, o ne tik minutes ar kelias valandas. JAV Energetikos departamentas (DOE) šiuo metu LDES apibrėžia kaip saugyklą, galinčią tiekti elektros energiją10 valandų ir daugiau. Kitos mokslinių tyrimų, politikos ir rinkos sistemos naudoja skirtingas ribas, todėl trukmė turėtų būti traktuojama kaip projekto reikalavimas, o ne universali etiketė.
Praktinis klausimas nėra tas, ar viena technologija yra „geriausia LDES technologija“. Tai yra tai, ar saugojimo sistema gali tiekti reikiamą energiją reikiamą laiką už priimtiną viso- eksploatavimo kainą turimoje vietoje, su rizikos profiliu, kurį projektas gali finansuoti ir eksploatuoti.
Šiame vadove palyginamos pagrindinės LDES technologijų šeimos, paaiškinama, kaip apskaičiuojama trukmė, parodoma, kur ilgesnis saugojimas gali sukurti vertę, ir pateikiama sprendimų sistema komunalinėms paslaugoms, atsinaujinančios energijos kūrėjams, mikrotinklams ir pramonės energijos vartotojams.
Kas yra ilgas{0}} energijos saugojimas?
LDES yra energijos kaupimo sistema, skirta iškrauti sukauptą energiją ilgą laiką. Dabartinis DOE programos apibrėžimas naudoja slenkstį10 valandų ir daugiau. Tačiau Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionalinė laboratorija (PNNL) pažymi, kad ilgalaikis saugojimas nėra apibrėžtas vienos statinės pramonės ir mokslinių tyrimų ribos. Štai kodėl tikslus valandų skaičius turėtų būti susietas su veikimo problema.
DOE taip pat naudoja iliustruojančią siuntimo sistemą, kuri išskirsto saugyklą į trumpos-trukmės, tarp-dienų, kelių- dienų ir sezonines programas. Šioje sistemoje trumpos-trukmės saugojimas yra 0–10 valandų, tarp-dienų LDES yra 10–36 valandos, kelių dienų LDES yra 36–160 valandų, o sezoninis perkėlimas prasideda virš 160 valandų. Šios juostos yra naudingos planuojant sistemą, tačiau jos nėra universalios technologijų ribos.
| Trukmės juosta | Apytikslė iškrovimo trukmė | Tipiškas planavimo poreikis |
|---|---|---|
| Trumpa trukmė | 0-10 valandų | Perkėlimas per dieną, piko valdymas, greitos tinklo paslaugos |
| Tarp-dienos LDES | 10-36 valandos | Energijos perkėlimas per naktį ar kitą{0}}dieną |
| Kelių{0}}dienų LDES | 36-160 valandų | Pailgėję atsinaujinančių išteklių trūkumai ir ilgesni didelio grynojo{0}} įkrovimo laikotarpiai |
| Sezoninis keitimas | 160+ val | Labai ilgi saugojimo intervalai, kai gali reikėti energijos išlikti kelias dienas ar ilgiau |
Skaitytojams, kuriems reikia aiškesnio skirtumo tarp galios ir sukauptos energijos, svetainėskW ir kWh vadovaspaaiškina tuos pačius santykius mažesniu mastu.
Kaip apskaičiuojama energijos saugojimo trukmė?
Saugojimo trukmė sujungia sistemos naudojamą energijos pajėgumą su jos iškrovimo galia:
Saugojimo trukmė=naudingoji energijos talpa (MWh) ÷ iškrovos galia (MW)
Pavyzdžiui, 1000 MWh naudingosios energijos ir 100 MW iškrovos projekto teorinė trukmė yra:
1 000 MWh ÷ 100 MW=10 val
Šis paprastas skaičiavimas yra atskaitos taškas, o ne visiška našumo garantija. Realiai veikimo trukmei gali turėti įtakos-įkrovimo ribos, pagalbinės apkrovos, konversijos nuostoliai, temperatūra, gedimas, minimalūs veikimo lygiai ir tai, ar projektas turi išlaikyti rezervo maržą.
Šis skirtumas yra svarbus pirkimo metu. Projekte turi būti nurodyta, ko reikiatinkamas naudotiMWh atitinkamu galios lygiu ir eksploatavimo sąlygomis, o ne pasikliauti tik vardine vardine energijos skaičiumi.
Kodėl reikalingas ilgas{0}} energijos saugojimas?
LDES atvejis susijęs su energijos disbalansu, kuris trunka ilgiau, nei ekonomiškai ar eksploataciniu požiūriu gali padengti įprastas trumpalaikis{0}}saugymas. Saulės energijos gamyba gali viršyti paklausą vidury dienos ir nukristi iki nulio po saulėlydžio. Vėjas gali išlikti silpnas daugelį valandų arba, kai kuriose sistemose, kelias dienas. Pramoninėms vietoms ir mikrotinklams taip pat gali prireikti pašalinti gedimus ar kuro suvaržymus, kurie trunka ilgiau nei įprastai keturių -valandų akumuliatoriaus veikimo laikas.
Atsinaujinančios energijos perkėlimas po vakarinio piko ribų
Keturių{0}}valandų akumuliatorius gali būti tinkamas vėlai-popiečio saulės energijai perkelti į vakarą. Jei reikiama pamaina tęsiasi naktį arba kitą rytą, projektui reikia daug daugiau energijos galios tokiai pačiai MW galiai. Čia technologijos, turinčios mažesnes ribines energijos-pajėgumo sąnaudas, ilgą ciklą arba didelius rezervuarus, gali tapti konkurencingesnės.
Ta pati veikimo logika galioja irapkrovos perkėlimas su energijos kaupimu: saugyklos vertė priklauso nuo apkrovos formos ir trukmės bei kainos sklaidos, o ne tik nuo daugiau MWh įrengimo.
Palaikomas pajėgumas ir tinklo patikimumas
Energijos sistemoms reikia pakankamai patikimų pajėgumų, kad galėtų patenkinti paklausą, kai kintamos energijos kiekis yra mažas. LDES gali prisidėti, kai didelės grynosios{1}}apkrovos laikotarpis trunka ilgiau nei trumpas pikas, tačiau pajėgumo vertės dydis priklauso nuo vietinės sistemos, oro sąlygų koreliacijos, perdavimo, rinkos taisyklių ir tikimybės, kad prireikus sukaupta energija vis tiek bus prieinama.
Todėl ilgesnė trukmė naudinga tik tada, kai sistemos problema yra tikrai ilga. 20 valandų išteklius nesukuria papildomos vertės, jei programai nuolat reikia tik keturių valandų.
Atsinaujinančių išteklių apribojimo mažinimas
Saugykla gali surinkti elektros energiją, kuri kitu atveju būtų sumažinta, ir vėliau ją iškrauti. Galimybė tampa reikšmingesnė, kai atsinaujinančios energijos pertekliaus ir didelės paklausos laikotarpius skiria daug valandų. Komunalinės paslaugos, svarstančios šį naudojimo atvejį, turėtų vertinti LDES kartu su perdavimo išplėtimu, lanksčia paklausa, kartos pokyčiais ir įprastu trumpesnės trukmės{2}} saugojimu, o ne laikyti saugykla vienintele galimybe.
Atsparumas mikrotinkliams ir kritinėms apkrovoms
Ilgiau saugomos{0}}energijos trukmė gali palaikyti nuotolinius tinklus, pramoninius įrenginius, miestelius, duomenų centrus ir svarbią infrastruktūrą per ilgesnius pertrūkius. Tai savaime nesukuria atsarginės kopijos galimybių. Atspariam dizainui taip pat reikia atitinkamų keitiklių arba galios konvertavimo įrangos, valdiklių, izoliavimo galimybės, apsaugos, juodos -paleidimo strategijos, kur reikia, ir apibrėžtos rezervo politikos.
Norėdami sužinoti svetainės{0}}lygio architektūrą, žr. vadovąMicrogrid baterijų saugojimo sistemos projektavimas.
Pagrindiniai ilgo{0}} energijos saugojimo tipai
LDES apima kelias technologijų šeimas. DOE programoje Storage Innovations 2030 vertinami elektrocheminiai, mechaniniai, terminiai ir cheminiai metodai, o vykdomas IEEE projektas P1679.5 rengia gaires, kaip objektyviai įvertinti ilgalaikio saugojimo technologijas stacionariose programose. Nuo 2026 m. rugpjūčio mėn. P1679.5 yraAktyvus PAR, nėra paskelbtas galutinis IEEE standartas.
Srauto baterijos
Flow baterijos kaupia aktyvias medžiagas skystuose elektrolituose, laikomuose išorinėse talpyklose, ir cirkuliuoja per elektrocheminius kaminus. Jų architektūra gali leisti energijos talpą ir maitinimo įrangą keisti atskirai nei daugelyje įprastų akumuliatorių sistemų. Vanadžio redokso srautas yra geriausia-žinoma komercinė chemija, tačiau taip pat kuriamos kitos vandeninės ir ne{3}}vandeninės chemijos.
Šis energijos rezervuaro ir maitinimo bloko atskyrimas yra patrauklus ilgalaikiam-stacionariam saugojimui, ypač kai svarbu dažnai važiuoti dviračiu ir ilgai tarnauti. Kompromisai- apima siurblius, bakus, elektrolitų valdymą, pėdsaką, sistemos integravimą ir tiekimo grandinę, kuri yra mažiau subrendusi nei ličio{3}}jonai.
DOE 2023 m. srauto-baterijos vertinime etaloninė 100 MW/10{5}}val. vanadžio srauto sistema naudojo 65 % kelionės pirmyn{9} efektyvumo prielaidą ir 10 000 ciklų elektrolito bazę. Tai yra įvertinimo įvestis, o ne universalios tiekėjo specifikacijos, tačiau jos iliustruoja, kodėl ciklo trukmė ir energijos pajėgumo mastelio keitimas gali būti svarbūs tiek pat, kiek didžiausias efektyvumas LDES ekonomikoje.
Siurblinė{0}}akumuliacinė hidroelektrinė
Siurbiama-akumuliacinė vandens energija (PSH) perkelia vandenį tarp rezervuarų skirtinguose aukščiuose. Elektra naudojama vandens siurbimui aukštyn; kai reikia energijos, vanduo grįžta per turbinas ir gamina elektrą.
PSH yra labiausiai nusistovėjusi naudingoji{0}}ilgos trukmės{1}}saugojimo technologija. DOE praneša, kad šiuo metu pumpuojama saugykla sudaro dominuojančią JAV komunalinių -masto energijos-saugojimo pajėgumų dalį, ir apibūdina ją kaip dominuojančią komercializuotą ilgalaikio-saugojimo technologiją. PNNL standartizuotas 100 MW/10{12}}val. palyginimas naudojo maždaug 80 % kelionės pirmyn ir atgal efektyvumą ir 60 metų PSH kalendorinio veikimo prielaidą.
Apribojimas yra vietos nustatymas. Techniškai patraukliam projektui vis dar reikia tinkamo aukščio, rezervuaro konfigūracijos, vandens strategijos, geotechninių sąlygų, perdavimo prieigos, aplinkos apžvalgos ir kūrimo termino, kuris gali būti daug ilgesnis nei modulinių baterijų atveju.
Pavyzdžiui, Dominion Energy Bato apygardos siurblinės Virdžinijoje turi 3 003 MW gamybos pajėgumus ir komerciškai veikia nuo 1985 m. Tai rodo PSH įmanomą mastą ir ilgaamžiškumą, bet taip pat ir vietinei -specifinę civilinę infrastruktūrą.
Suspausto{0}}oro energijos saugykla
Suspausto{0}}oro energijos saugykla (CAES) naudoja elektrą, kad suslėgtų orą saugojimui, o vėliau šis oras išplečiamas generuodamas energiją. Kai kuriuose projektuose naudojami požeminiai druskos urvai ar kitos tinkamos geologinės formacijos, o naujesnėse koncepcijose naudojami alternatyvūs laivai arba pažangūs termodinaminiai ciklai.
CAES gali pasiūlyti didelę energijos talpą ir ilgą eksploatavimo laiką, tačiau jos ekonomika ir aplinkos profilis labai priklauso nuo įrenginio konstrukcijos. Įprastos diabatinės sistemos gali naudoti kurą iškrovimo metu, o pažangiomis adiabatinėmis arba izoterminėmis koncepcijomis siekiama sumažinti arba išvengti šio reikalavimo. Geologinis saugojimas taip pat gali tapti lemiamu apribojimu.
Šiluminės energijos saugykla
Šiluminis kaupimas paverčia energiją šiluma arba šalčiu ir saugo ją tokiose medžiagose kaip išlydytos druskos, uolos, smėlis, vanduo, fazės{0} keitimo medžiagos ar kitos terpės. Sukaupta šiluminė energija gali būti tiesiogiai naudojama pramoninei šilumai, centralizuotai energijai, vėsinimui arba paverčiama atgal į elektros energiją.
Tiesioginis šiluminis naudojimas gali būti ypač patrauklus, nes taip išvengiama nereikalingo pakeitimo atgal į elektros energiją. Elektros-į-elektros šiluminė saugykla gali tarnauti ilgesnę-laikę tinkle, tačiau efektyvumas ir įrenginių konfigūracija labai skiriasi priklausomai nuo technologijos. Dėl šios priežasties „šilumos saugojimo efektyvumas“ niekada neturėtų būti nurodomas kaip vienas universalus skaičius.
Vandenilio ir kitų cheminių medžiagų laikymas
Elektra gali būti paversta vandeniliu elektrolizės būdu, saugoma ir vėliau naudojama kuro elemente, turbinoje, variklyje, pramoniniame procese ar kitam galutiniam naudojimui. Cheminiai energijos nešikliai ypač aktualūs, kai saugojimo trukmė labai pailgėja arba kai projekto vertės ne tik kaupiamos, bet ir naudojamos įvairiuose sektoriuose.
Pagrindinis kompromisas- yra konversijos efektyvumas. PNNL 2022 m. standartizuotas palyginimas naudojo apie 31 % dvikryptės vandenilio saugojimo konfigūracijos kelionės pirmyn ir atgal efektyvumą, daug mažesnį nei ličio-jonų ar pumpuojamo vandens. Galimas pranašumas nėra efektyvumas; tai galimybė kaupti didelius energijos kiekius ilgą laiką, kai yra tinkama laikmena ir infrastruktūra.
Ličio{0}}jonų ir kitos baterijos
Ličio{0}}jonai neįtraukti į LDES. Ličio -jonas apibūdina chemiją; LDES aprašo trukmę ir taikymą. Ličio -jonų sistema gali būti sukurta 10 ar daugiau valandų, nors ekonomika, padidinimas, šilumos valdymas, degradacija, pėdsakas ir garantijos sąlygos tampa vis svarbesnės, nes didėja energijos vartojimo trukmė.
PNNL standartizuotas 100 MW/10{2}}valandžių palyginimas nustatė, kad ličio-jonų LFP ir NMC kelionės pirmyn ir atgal efektyvumas yra maždaug 84 %, o tai yra didesnis nei srauto akumuliatoriaus ir vandenilio konfigūracijos tame pačiame duomenų rinkinyje. Šis našumo pranašumas yra svarbus, tačiau jis negarantuoja mažiausios LCOS kiekvienam darbo ciklui.
Norėdami gauti platesnį chemijos palyginimą, žrįvairių tipų baterijos energijos kaupimui.
Lyginant LDES technologijas
Toliau pateikta lentelė yra sprendimo nuoroda, o ne tiekėjo specifikacijos lapas. Trukmės diapazonai yra orientuoti į taikymą-, o efektyvumo ir eksploatavimo trukmės rodikliai turėtų būti lyginami su tiksliu sistemos dizainu. Kai rodomos skaitinės naudingumo vertės, jos nurodo PNNL standartizuotą 100 MW/10 valandų palyginimą pagal 2022 m. vertinimą, kuriame buvo naudojami 2021 m. eros našumo įvesties duomenys. PNNL dabar palaiko atnaujintąEnergijos saugojimo sąnaudų ir našumo duomenų bazėuž esamas išlaidas ir atliktus darbus.
| Technologijos | Trukmė tinka | Iliustratyvus kelionės į abi puses{0}}efektyvumas | Branda | Pagrindinis vietos arba dizaino apribojimas | Tinkamumo{0}}apsvarstymai |
|---|---|---|---|---|---|
| Ličio{0}}jonų baterijos | Nuo valandų iki 10+ valandų, kai ekonomika palaiko papildomą energijos pajėgumą | PNNL standartizuotame 10 valandų palyginime apie 84 proc | Labai subrendusi gamybos ir projektų ekosistema | Padidinimas, šilumos valdymas, saugos dizainas, energijos{0}}kaina | Projektai, kuriuose vertinamas modulinis diegimas, greitas reagavimas, didelis efektyvumas ir nusistovėjusios tiekimo grandinės |
| Vanadžio redokso srauto baterijos | Nuo kelių valandų iki ilgo{1}}važiavimo dviračiu | Nurodytame standartizuotame palyginime apie 65 proc | Komercinis, bet mažiau subrendęs nei ličio{0}}jonas | Cisternos, siurbliai, elektrolitas, pėdsakas, pardavėjas ir tiekimo{0}}grandinės gylis | Ilgesnės trukmės-projektai su pasikartojančiu važiavimu dviračiu ir nepriklausomo galios / energijos mastelio verte |
| Siurblinė{0}}akumuliacinė vandens energija | Ilga{0}}trukmė iki kelių-dienų, priklausomai nuo rezervuaro dydžio | Nurodytame standartizuotame palyginime apie 80 proc | Labai subrendęs | Topografija, rezervuarai, vanduo, aplinkos apžvalga, ilgas plėtros ciklas | Didelio masto komunaliniai{0}}projektai su tinkamomis svetainėmis ir ilgo turto-tarnavimo reikalavimais |
| Suspausto{0}}oro energijos kaupimas | Ilga{0}}trukmė ir masinis energijos perkėlimas | Labai priklauso nuo dizaino-; senesni standartizuoti palyginimai yra maždaug 50 % diapazone | Yra komercinių pavyzdžių; pažangūs dizainai tebėra mažiau naudojami | Geologija požeminiams projektams, įrenginių sudėtingumas, šilumos valdymas, kai kurių konfigūracijų kuro naudojimas | Dideli projektai, kuriuose yra tinkamų saugyklų ar inžinerinių rezervuarų |
| Šiluminis saugojimas | Nuo kelių{0}}valandžių iki kelių{1}}dienų; gali būti ilgesnis, priklausomai nuo vidutinio ir galutinio naudojimo | Nėra prasmingai pavaizduotas vienu universaliu{0}}elektra{1}}skaičiumi | Nuo brandžių šilumos-akumuliavimo programų iki naujų energijos-iki-maitinimo sistemų | Temperatūra,{0}}šilumos perdavimo dizainas, izoliacija, konversijos įranga, galutinio{1}}naudojimo integravimas | Pramoninė šiluma, centralizuota energija, koncentruota saulės energija arba projektai, kuriuose šiluminė energija turi tiesioginę vertę |
| Vandenilio / cheminių medžiagų saugojimas | Labai ilga{0}}trukmė ir gali būti sezoninė | Apie 31 % dvikryptės vandenilio konfigūracijos nurodytame palyginime | Komponentai yra komerciniai; visa galia-į-vandenilį-į-maitinti vertės grandinės išlieka konkrečios-projekto | Elektrolizatoriaus ir rekonversijos kaina, saugojimo geologija arba indai, suspaudimas, vamzdynai, sauga, galutinio{0}}naudojimo infrastruktūra | Labai ilgi saugojimo intervalai arba projektai, kuriuose vandenilis taip pat gali būti naudojamas ne energetikos sektoriuje |
Ilga{0}}Energijos saugojimo trukmė, palyginti su ličio-jonų baterijomis
LDES dažnai pateikiamas kaip alternatyva ličio{0}}jonams, tačiau šis kadravimas yra neišsamus. Ličio{2}}jonai yra viena iš technologijų galimybių platesnėje saugojimo aplinkoje. Teisingas palyginimas yra visos projekto konfigūracijos, atitinkančios tuos pačius galios, energijos, trukmės, dviračių, patikimumo ir vietos reikalavimus.
Kur ličio{0}}jonai turi pranašumų
- Didelis kelionių pirmyn{0}}efektyvumas.
- Greitas atsakas ir galinga{0}}galios valdymo galimybė.
- Modulinis ir gana greitas diegimas.
- Didelė gamybinė bazė ir sukurta integratorių ekosistema.
- Didelė veiklos patirtis ir bankingos komercinės struktūros.
Kodėl ilgesnė trukmė keičia išlaidų struktūrą
Ilgėjant trukmei, projektui reikia daugiau MWh kiekvienam MW išlydžio galios. Akumuliatoriaus sistemoje tai dažnai reiškia, kad reikia pridėti daugiau elementų, stelažų, talpyklų, šiluminės -valdymo įrangos ir kitų su energija{2}} susijusių komponentų. Taikant tokias technologijas kaip srauto akumuliatoriai, pumpuojamas hidroelektrinis arba CAES, papildomos energijos rezervuaro mastelis gali skirtis nuo galios-konversijos įrangos.
Štai kodėl vien įdiegta $/kWh yra neišsami sprendimo metrika. Projekte taip pat reikia atsižvelgti į įkrovimo energiją, efektyvumo nuostolius, važiavimo dviračiu dažnumą, pakeitimą ar padidinimą, fiksuotą ir kintamą O&M, finansavimą, projekto trukmę ir likutinę vertę.
Kur LDES yra naudingiausia?
Naudingumas{0}}Masto atsinaujinančių išteklių integravimas
Komunalinės paslaugos ir atsinaujinančių energijos šaltinių kūrėjai gali naudoti ilgalaikį{0}}saugyklą, kad perkeltų energiją iš didelio vėjo ar saulės energijos gamybos į ilgesnius didelės grynosios paklausos laikotarpius. Reikiamą trukmę turėtų gauti chronologinis gamybos ir apkrovos modeliavimas, o ne savavališkas 10, 12 ar 24 valandų tikslas.
Dėl platesnės projekto architektūros, svetainėsnaudingumo{0}}masto energijos kaupimo sprendimaipuslapyje pateikiamas naudingas kitas žingsnis.
Ilgi piko laikotarpiai ir pajėgumų palaikymas
Kai kurios sistemos patiria didelę grynąją paklausą daug ilgiau nei įprasta vakaro piko metu. Tokiais atvejais LDES gali sumažinti generacijos kiekį, reikalingą tik ilgo piko sąlygomis. Pajėgumų vertė vis tiek turi būti įvertinta pagal vietos rinkos taisykles ir akreditavimo metodus.
Nuotoliniai tinkleliai ir mikrotinklai
Nuotolinėms sistemoms su ribota transmisija ir degalų įvairove gali būti naudinga saugykla, kuri sugeria kintamą atsinaujinančios energijos kiekį ir sumažina valandų, kurias turi veikti siunčiami generatoriai, skaičių. Tinkama trukmė priklauso nuo faktinės valandinės apkrovos, saulės ar vėjo energijos gamybos, kuro logistikos ir patikimumo tikslų.
Pramonės energetika ir ypatingos svarbos infrastruktūra
Pramonės vietos gali vertinti energijos perkėlimą, paklausos valdymą, atsinaujinančios energijos integravimą, proceso šilumą, atsparumą arba šių dalykų derinį. Saugojimo technologija turėtų būti parenkama atsižvelgiant į faktinę svetainės energijos formą ir veikimo grafiką. Šiluminis procesas gali būti geresnis šilumos kaupimas, nei elektros energijos pavertimas akumuliatoriumi, o vėliau šiluma.
Kelių-dienų atnaujinami trūkumai
Kelių{0}}dienų saugykla gali padėti padengti ilgesnius mažos atsinaujinančios energijos išeigos laikotarpius, tačiau ji konkuruoja su perdavimo, lanksčios paklausos, gamybos perpildymo, dispečerinės gamybos ir kitų tvirto pajėgumo formų. Sistemos planavimas turėtų lyginti portfelius, o ne technologijas atskirai.
Ilgo{0}} energijos saugojimo privalumai
- Ilgesnis energijos perkėlimas:sukauptą energiją galima perkelti per naktį, tarp{0}}dienų arba kelių{1}}dienų laikotarpiais.
- Geresnis atsinaujinančios energijos panaudojimas:kai kurios kitaip{0}}sutrumpintos kartos gali būti išsaugotos vėlesniam naudojimui.
- Talpos palaikymas:ilgesnis iškrovimas gali apimti ilgus didelės grynosios paklausos laikotarpius, kai trumpesniam turtui gali pritrūkti energijos.
- Technologijų įvairovė:projektai neapsiriboja viena akumuliatoriaus chemine medžiaga arba vienu saugojimo mechanizmu.
- Galimas mažesnis ribinis energijos{0}}pajėgumo mokestis:kai kurios architektūros gali padidinti energijos rezervuarą, proporcingai nekeičiant kiekvienos galios komponento mastelio.
- Ilgas turto tarnavimo laikas pasirinktoms technologijoms:civilinės ir mechaninės saugojimo sistemos gali turėti daug ilgesnį kalendorinį gyvenimą nei daugelis elektrocheminių sistemų.
Iššūkiai ir apribojimai
Ekonomika: naudokite LCOS, o ne tik išankstinį $/kWh
Įdiegta kaina už kWh yra naudinga, tačiau ji neatspindi visos LDES projekto ekonomikos. PNNL apibrėžia išlygintą saugyklos kainą (LCOS) kaip visą eksploatacijos kainą-už -vienetą--iškrautos-energijos metriką, kuri gali apimti kalendorinį eksploatavimo laiką, ciklo trukmę, iškrovimo gylį, O&M, pakeitimų, kapitalinio remonto, finansavimo ir kitas projekto išlaidas.
2026 m. atliktas -peržiūrėtas tyrimas, kuriame lyginamas adiabatinis CAES, pumpuojamos-šilumos energijos kaupimas ir ličio-jonai pagal 24 scenarijus, nustatė, kad LCOS reitingas pasikeitė priklausomai nuo regiono ir naudojimo atvejų; Kelionės pirmyn ir atgal efektyvumas ir metinės visos-apkrovos valandos buvo vienos iš pagrindinių išlaidų veiksnių. Tai naudingas priminimas, kad technologijos negalima reitinguoti nepriklausomai nuo to, kaip dažnai ir kur ji veiks.
Dėl akumuliatoriaus{0}}kainos komponentų žr. svetainęBESS išlaidų vadovas.
Efektyvumas svarbus, bet tai ne visas atsakymas
Kelionės į abi puses efektyvumas{0}} matuoja, kiek elektros energijos atgaunama, palyginti su energija, sunaudota kaupimo sistemai įkrauti. Didesnis efektyvumas sumažina įkrovimo nuostolius, tačiau tai automatiškai nesukelia mažiausių eksploatavimo išlaidų.
Tyrimai, lyginantys naujas LDES technologijas, pabrėžė žemės plotą, tuščiosios eigos nuostolius, moduliškumą, mastelį, efektyvumą ir tai, kaip kapitalo sąnaudos keičiasi priklausomai nuo trukmės. Mažesnio-efektyvumo technologija vis tiek gali būti konkurencinga, jei jos energijos-pajėgumo sąnaudos yra labai mažos, jos ilgaamžiškumas, mažas savaiminis-iškrovimas arba darbo ciklas su palyginti mažais metiniais ciklais.
Įsikūrimas ir leidimas
LDES technologijos gali būti labai konkrečios{0}}svetainės. Siurbiamam vandeniui reikia tinkamos topografijos ir rezervuarų išdėstymo. Požeminiai CAES gali priklausyti nuo druskos urvų ar kitos priimtinos geologijos. Vandeniliui gali prireikti saugojimo urvų, suspaudimo, vamzdynų ar specializuotų indų. Srauto akumuliatoriams reikia rezervuaro ir gamyklos ploto. Šiluminėms sistemoms gali prireikti didelių saugojimo laikmenų, izoliacijos ir pramoninės šilumos integracijos.
Prieš pradedant išsamų finansinį modeliavimą, svetainės apribojimai turėtų būti patikrinti. Priešingu atveju projekto komanda gali praleisti mėnesius optimizuodama technologiją, kurios realiai negalima leisti arba pastatyti toje vietoje.
Technologijų branda ir bankingumas
Techninis veikimas yra tik viena komercinio pasirengimo dalis. Skolintojai, draudikai, savininkai ir EPC rangovai taip pat gali įvertinti veiklos istoriją, tiekėjo stiprumą, garantijos sąlygas, veikimo garantijas, pakeitimo įsipareigojimus, saugos įrodymus, paslaugų galimybes, projektų nuorodas ir tiekimo grandinės gylį.
Tai yra viena iš priežasčių, kodėl brandžios technologijos gali išlikti patrauklios net tada, kai atsirandanti alternatyva atrodo geriau pagal vieną laboratoriją ar modeliavimo metriką.
Sauga ir sistemos integravimas
Saugos reikalavimai skiriasi priklausomai nuo chemijos ir architektūros. Akumuliatoriaus projektams reikia tinkamo elemento-lygio ir sistemos- lygio apsaugos, šilumos valdymo, aptikimo, slopinimo strategijos, valdiklių ir avarinių situacijų planavimo. Vandenilis, aukštos temperatūros šiluminės sistemos, suslėgtas oras ir dideli statybos darbai kelia skirtingus pavojus ir leidimo reikalavimus.
Akumuliatorių projektams rinkose, kuriose taikomi JAV saugos standartai, svetainės vadovasUL sertifikatas BESSsuteikia papildomo konteksto. Projekto komandos vis tiek turėtų patikrinti tikslius kodus ir standartus, kurių reikalauja vietos valdžios institucija, turinti jurisdikciją.
Kaip pasirinkti ilgalaikę{0}} energijos saugojimo technologiją
- Apibrėžkite energijos problemą.
Nurodykite darbą operaciniais terminais: perkelkite saulės energiją vidurdienį per naktį, apimkite 12 valandų piką, palaikykite nutolusį mikrotinklą, suteikite trijų dienų rezervo, sumažinkite apribojimus arba tiekite pramoninę šilumą.
- Apskaičiuokite galią ir naudojamą energiją.
Sumodeliuokite reikiamą MW ir MWh prijungimo vietoje. Nurodykite, ar sistema turi tiekti visą galią visą laiką, ar laikytis kintamo iškrovimo profilio.
- Modeliuokite darbo ciklą.
Apytikslis ciklas per dieną arba metus, tipinis laikymo laikas prieš iškrovimą, iškrovimo gylis, atsargų poreikis ir numatomi prastovos laikotarpiai. Kasdien-važinėjimo dviračiu ekonomika labai skiriasi nuo naudojimosi avariniu ar sezoniniu.
- Ekrano svetainės apribojimai.
Prieš įtraukdami į galutinį technologijų sąrašą, patikrinkite žemę, geologiją, vandenį, jungtis, aplinkos apžvalgą, gaisro ir gyvybės{0}}saugos reikalavimus, transporto prieigą, vamzdynus ir leidimo precedentą.
- Palyginkite visą{0}}gyvenimo ekonomiką.
Naudokite bendrą finansinę sistemą, kuri apima energijos įrangą, energijos rezervuarą, integraciją, energijos įkrovimą, efektyvumo praradimą, degradaciją, padidinimą, pakeitimą, eksploataciją ir valdymą, finansavimą, mokesčius, eksploatavimo nutraukimą ir, jei reikia, likutinę vertę.
- Išbandyti bankiškumą.
Peržiūrėkite tiekėjo finansinę galią, eksploatacinį parką, garantijas, veikimo garantijas, EPC atsakomybę, ilgalaikę{0}} paslaugą, atsargines dalis, draudimą ir skolintojo sutikimą.
- Vykdykite jautrumo atvejus.
Išbandykite, kas atsitiks, jei pasikeis elektros kainos, panaudojimas, finansavimo sąnaudos, efektyvumas, pakeitimo laikas, projekto atidėjimas arba energijos poreikiai{0}}. LDES ekonomika yra ypač jautri tam, kaip dažnai turtas naudojamas ir kiek energijos iš tikrųjų reikia.
Dažnos klaidingos nuomonės apie LDES
„LDES yra akumuliatoriaus tipas“
Ne. Baterijos yra viena LDES technologijų šeima. Mechaninis, terminis, gravitacinis ir cheminis saugojimas taip pat gali užtikrinti ilgalaikę energiją.
„Viskas, kas viršija 10 valandų, yra automatiškai geriau“
Ne. Dešimt valandų yra naudinga DOE riba, o ne vertės garantija. Papildoma trukmė sukuria vertę tik tada, kai tinklui ar klientui reikia papildomos sukauptos energijos.
„Efektyviausia technologija visada yra geriausia“
Ne. Efektyvumas turi įtakos apmokestinimo išlaidoms, bet LCOS taip pat priklauso nuo naudojimo, ciklo ir kalendorinio naudojimo trukmės, laikymo{1}}vidutinės kainos, O&M, pakeitimų, finansavimo ir projekto trukmės.
„LDES automatiškai suteikia atsarginę galią“
Ne. Atsarginės kopijos veikimas priklauso nuo elektros architektūros, valdiklių, salelių, apsaugos, saugomo-energijos rezervo, juodos-paleidimo galimybės, kur reikia, ir apkrovos, kuri turi likti įjungta.
„Ličio{0}}jonai negali būti LDES“
Tai per griežta. Ličio-jonus galima sukonfigūruoti taip, kad veiktų ilgai{2}}. Kyla klausimas, ar ta konfigūracija išlieka techniškai, finansiškai ir eksploataciškai konkurencinga reikiamam darbo ciklui.
DUK
Kl.: kiek valandų laikoma ilga{0}} energijos saugojimu?
A: DOE šiuo metu LDES apibrėžia kaip saugyklą, galinčią tiekti elektros energiją 10 valandų ar ilgiau. Kitose sistemose naudojami skirtingi slenksčiai, o planavimo tyrimai gali skirti tarp-dienų, kelių-dienų ir sezoninį saugojimą.
Kl.: Kuo skiriasi trumpa{0}}trukmė ir ilga{1}}saugojimo trukmė?
A: Pagrindinis skirtumas yra tai, kiek laiko sukaupta energija gali palaikyti reikiamą iškrovos galią. Ilgesnė trukmė taip pat keičia projekto išlaidų struktūrą, važiavimo dviračiu strategiją, vietą ir santykinę energijos rezervuaro svarbą, palyginti su galios{1}}konversijos įranga.
K: Kokios technologijos naudojamos LDES?
A. Pagrindinės šeimos apima ličio{0}}jonų ir kitas baterijas, srauto baterijas, pumpuojamą-vandens energiją, suslėgto-oro kaupimą, šiluminę akumuliaciją, gravitacijos sistemas, vandenilį ir kitus cheminius energijos nešiklius.
Kl.: Ar LDES gali saugoti elektrą kelias dienas?
A: Taip. Kai kurios mechaninio, terminio ir cheminio saugojimo koncepcijos skirtos laikyti kelias dienas ar net ilgiau. Ar ši galimybė yra ekonomiška, priklauso nuo vietos, laikmenos, konversijos įrangos, savaiminio iškrovimo{3} ir sukauptos energijos naudojimo dažnumo.
Kl.: kokia yra geriausia{0}}ilgos energijos saugojimo technologija?
A: Nėra universalaus geriausio pasirinkimo. Tinkama technologija priklauso nuo iškrovos trukmės, galios, važiavimo dviračiu dažnio, vietos apribojimų, efektyvumo, saugos, brandos, bankingumo ir viso -gyvenimo ekonomikos.
K: Kaip reikėtų lyginti LDES technologijas?
A: Naudokite bendrą darbo ciklą ir finansinį modelį. Palyginkite naudojamą MWh, MW, trukmę, kelionės pirmyn ir atgal efektyvumą, ciklą ir kalendorinį tarnavimo laiką, savaiminį-iškrovimą, atsaką, pėdsaką, vietą, saugą, brandą, keitimus, O&M ir LCOS, o ne lyginkite vieną antraštės metriką.
Išvada: pradėkite nuo reikalingos energijos paslaugos
Ilgalaikis{0}}energijos saugojimas nėra lenktynės siekiant nustatyti vieną laimėjusią akumuliatoriaus chemiją. Tai technologijų šeima, sprendžianti įvairias problemas skirtingais laiko intervalais.
Projektas, skirtas saulės energijai perkelti nuo vidurdienio iki vidurnakčio, iš esmės skiriasi nuo projekto, skirto atlaikyti trijų dienų{0}} atsinaujinančios energijos trūkumą. Pirmoji gali teikti pirmenybę didelio-efektyvumo modulinei sistemai, kuri veikia kiekvieną dieną. Antrasis gali būti labiau vertinamas dėl mažos-kainos energijos talpos, mažos savaiminės-iškrovos, didelių rezervuarų arba labai ilgo saugojimo laikotarpio.
Todėl stipriausi LDES projektai prasideda trimis skaičiais:reikalinga galia, naudojama energija ir reikalinga trukmė. Kai jie bus apibrėžti, kūrėjai gali palyginti technologijas pagal veiksnius, lemiančius, ar projektas iš tikrųjų gali būti pastatytas, finansuojamas, eksploatuojamas ir apmokamas per visą jo gyvavimo laikotarpį.