Kijan pou estoke elektrisite deyò rezo a?

Pandan 50 dènye ane yo, te gen yon ogmantasyon kontinyèl nan konsomasyon elektrisite mondyal, ak yon itilizasyon estime a anviwon 25,300 terawatt-èdtan nan ane 2021 an. Avèk tranzisyon an nan direksyon endistri 4.0, gen yon ogmantasyon nan demann enèji atravè lemond. Chif sa yo ap ogmante chak ane, san konte bezwen enèji nan sektè endistriyèl ak lòt sektè ekonomik yo. Chanjman endistriyèl sa a ak gwo konsomasyon enèji a makonnen ak efè chanjman klimatik ki pi byen konpreyansib akòz emisyon twòp gaz ki lakòz efè tèmik. Kounye a, pifò plant ak enstalasyon jenerasyon enèji depann anpil sou sous konbistib fosil (lwil ak gaz) pou satisfè demann sa yo. Enkyetid klima sa yo entèdi jenerasyon enèji adisyonèl lè l sèvi avèk metòd konvansyonèl yo. Kidonk, devlopman sistèm depo enèji efikas ak fyab vin pi enpòtan pou asire yon rezèv enèji kontinyèl ak fyab ki soti nan sous renouvlab.

Sektè enèji a te reponn lè li te chanje direksyon pou enèji renouvlab oswa solisyon "vèt". Tranzisyon an te ede pa amelyorasyon teknik fabrikasyon, sa ki te mennen pa egzanp nan yon fabrikasyon lam turbin van ki pi efikas. Epitou, chèchè yo te kapab amelyore efikasite selil fotovoltaik yo, sa ki te mennen nan yon pi bon jenerasyon enèji pou chak zòn itilizasyon. An 2021, jenerasyon elektrisite ki soti nan sous solè fotovoltaik (PV) te ogmante anpil, rive nan yon rekò 179 TWh e reprezante yon kwasans 22% konpare ak 2020. Teknoloji solè PV kounye a reprezante 3.6% nan jenerasyon elektrisite mondyal la e li se twazyèm pi gwo sous enèji renouvlab apre idwoelektrik ak van.

Sepandan, avansman sa yo pa rezoud kèk nan dezavantaj natirèl sistèm enèji renouvlab yo, sitou disponiblite. Pifò nan metòd sa yo pa pwodui enèji sou demann tankou santral elektrik chabon ak petwòl. Pwodiksyon enèji solè yo disponib, pa egzanp, pandan tout jounen an ak varyasyon selon ang iradyasyon solèy la ak pozisyon panèl fotovoltaik yo. Li pa ka pwodui okenn enèji pandan lannwit alòske pwodiksyon li redwi anpil pandan sezon ivè a ak nan jou ki gen anpil nyaj. Enèji van an soufri tou de varyasyon selon vitès van an. Se poutèt sa, solisyon sa yo bezwen makonnen ak sistèm depo enèji pou yo ka soutni rezèv enèji pandan peryòd ki ba pwodiksyon.

Ki sa ki sistèm depo enèji?

Sistèm depo enèji yo ka estoke enèji pou yo ka itilize pita. Nan kèk ka, pral gen yon fòm konvèsyon enèji ant enèji ki estoke a ak enèji ki bay la. Egzanp ki pi komen an se pil elektrik tankou pil ityòm-ion oswa pil plon-asid. Yo bay enèji elektrik atravè reyaksyon chimik ant elektwòd yo ak elektwolit la.

Pil, oubyen BESS (sistèm depo enèji pil), reprezante metòd depo enèji ki pi komen yo itilize nan aplikasyon lavi chak jou. Gen lòt sistèm depo tankou santral idwoelektrik ki konvèti enèji potansyèl dlo ki estoke nan yon baraj an enèji elektrik. Dlo ki tonbe a ap fè volan yon turbine vire pou pwodui enèji elektrik. Yon lòt egzanp se gaz konprese, lè yo lage gaz la, li pral fè volan turbine a vire pou pwodui enèji.

Sa ki distenge pil yo ak lòt metòd depo yo se domèn potansyèl yo pou yo fonksyone. Soti nan ti aparèy ak ekipman pou pouvwa otomobil rive nan aplikasyon pou kay ak gwo fèm solè, pil yo ka entegre san pwoblèm nan nenpòt aplikasyon depo ki pa konekte sou rezo a. Yon lòt bò, metòd idwoelektrik ak lè konprese yo mande pou enfrastrikti ki gwo anpil epi konplèks pou depo. Sa mennen nan pri ki wo anpil ki mande pou aplikasyon ki gwo anpil pou yo ka jistifye sa.

Ka itilizasyon pou sistèm depo ki pa konekte sou griy la.

Jan nou te mansyone deja, sistèm depo ki pa konekte sou rezo a ka fasilite itilizasyon ak depandans sou metòd enèji renouvlab tankou enèji solè ak van. Sepandan, gen lòt aplikasyon ki ka benefisye anpil de sistèm sa yo.

Rezo elektrik vil yo vize bay bon kantite elektrisite ki baze sou òf ak demann chak vil. Enèji ki nesesè a ka varye pandan tout jounen an. Sistèm depo ki pa konekte ak rezo a (off-grid) yo te itilize pou diminye fluctuations yo epi bay plis estabilite nan ka pik demann. Nan yon lòt pèspektiv, sistèm depo ki pa konekte ak rezo a (off-grid) yo ka trè benefik pou konpanse pou nenpòt defo teknik enprevi nan rezo elektrik prensipal la oswa pandan peryòd antretyen pwograme yo. Yo ka satisfè bezwen elektrisite san yo pa bezwen chèche sous enèji altènatif. Nou ka site pa egzanp tanpèt glas Texas la nan kòmansman mwa fevriye 2023 ki te kite apeprè 262 000 moun san elektrisite, pandan reparasyon yo te retade akòz kondisyon metewolojik difisil yo.

Machin elektrik yo se yon lòt aplikasyon. Chèchè yo te fè anpil efò pou optimize fabrikasyon batri ak estrateji chaje/dechaje pou pwolonje dire lavi ak dansite puisans batri yo. Batri ityòm-ion yo te nan premye liy ti revolisyon sa a epi yo te itilize anpil nan nouvo machin elektrik men tou nan bis elektrik yo. Nan ka sa a, pi bon batri ka mennen nan yon pi gwo kantite kilomèt men tou yon rediksyon nan tan chaje ak bon teknoloji yo.

Lòt avansman teknolojik tankou dron ak robo mobil yo te benefisye anpil de devlopman batri. Estrateji mouvman ak estrateji kontwòl yo depann anpil sou kapasite batri a ak puisans ki bay la.

Ki sa ki yon BESS?

BESS oubyen sistèm depo enèji batri se yon sistèm depo enèji ki ka itilize pou estoke enèji. Enèji sa a ka soti nan rezo prensipal la oubyen nan sous enèji renouvlab tankou enèji van ak enèji solè. Li konpoze de plizyè pil ki ranje nan diferan konfigirasyon (seri/paralèl) epi ki gen gwosè selon bezwen yo. Yo konekte ak yon varyateur ki itilize pou konvèti kouran DC an kouran AC pou itilizasyon. Asistèm jesyon batri (BMS)yo itilize li pou kontwole kondisyon batri a ak operasyon chaje/dechaje a.

Konpare ak lòt sistèm depo enèji, yo patikilyèman fleksib pou mete/konekte epi yo pa mande yon enfrastrikti ki chè anpil, men yo toujou vini ak yon pri konsiderab epi yo mande antretyen pi regilye ki baze sou itilizasyon an.

Gwosè ak abitid itilizasyon BESS

Yon pwen enpòtan pou abòde lè w ap enstale yon sistèm depo enèji batri se gwosè a. Konbyen batri ki nesesè? Nan ki konfigirasyon? Nan kèk ka, kalite batri a ka jwe yon wòl enpòtan sou yon long tèm an tèm de ekonomi sou depans ak efikasite.

Sa fèt ka pa ka paske aplikasyon yo ka varye soti nan ti kay rive nan gwo plant endistriyèl.

Sous enèji renouvlab ki pi komen pou ti kay yo, sitou nan zòn iben yo, se enèji solè ki itilize panno fotovoltaik. Anjeneral, enjenyè a ta konsidere konsomasyon mwayèn elektrisite kay la epi evalye iradyans solè a pandan tout ane a pou yon kote espesifik. Yo chwazi kantite pil yo ak konfigirasyon rezo yo pou koresponn ak demand kay la pandan peryòd ki pi ba nan rezèv enèji solè nan ane a san yo pa fin vide pil yo nèt. Sa a sipoze yon solisyon pou gen yon endepandans total de elektrisite anrapò ak rezo prensipal la.

Kenbe yon eta chaj relativman modere oubyen pa dechaje pil yo nèt se yon bagay ki ka parèt kontrè okòmansman. Apre tou, poukisa nou itilize yon sistèm depo si nou pa ka ekstrè tout potansyèl li? An teyori li posib, men li ka pa estrateji ki maksimize retou sou envestisman an.

Youn nan prensipal dezavantaj BESS yo se pri relativman wo pil yo. Se poutèt sa, li esansyèl pou chwazi yon abitid itilizasyon oswa yon estrateji chaje/dechaje ki maksimize dire lavi pil la. Pa egzanp, pil plon-asid pa ka dechaje anba 50% kapasite san yo pa sibi domaj irevokabl. Pil ityòm-ion yo gen yon dansite enèji ki pi wo, yon lavi sik ki long. Yo kapab tou dechaje lè l sèvi avèk pi gwo distans, men sa vini ak yon pri ki ogmante. Gen yon gwo varyasyon nan pri ant diferan pwodui chimik yo, pil plon-asid yo ka dè santèn rive dè milye de dola mwens chè pase yon pil ityòm-ion menm gwosè a. Se poutèt sa pil plon-asid yo pi itilize nan aplikasyon solè nan peyi twazyèm mond yo ak kominote pòv yo.

Pèfòmans batri a afekte anpil pa degradasyon pandan dire lavi li, li pa gen yon pèfòmans fiks ki fini ak yon pann toudenkou. Okontrè, kapasite ki bay la ka diminye pwogresivman. An pratik, yo konsidere dire lavi yon batri fini lè kapasite li rive nan 80% nan kapasite orijinal li. Nan lòt mo, lè li fè eksperyans yon diminisyon 20% nan kapasite li. An pratik, sa vle di yon kantite enèji ki pi ba ka bay. Sa ka afekte peryòd itilizasyon pou sistèm ki totalman endepandan ak kantite kilomèt yon machin elektrik ka kouvri.

Yon lòt pwen pou konsidere se sekirite. Avèk pwogrè nan fabrikasyon ak teknoloji, pil resan yo an jeneral vin pi estab chimikman. Sepandan, akòz degradasyon ak move itilizasyon, selil yo ka antre nan yon eta dekonpozisyon tèmik ki ka mennen nan rezilta katastwofik e nan kèk ka mete lavi konsomatè yo an danje.

Se poutèt sa konpayi yo te devlope pi bon lojisyèl siveyans batri (BMS) pou kontwole itilizasyon batri a, men tou pou kontwole eta sante li pou bay antretyen alè epi evite konsekans agrave.

Konklizyon

Sistèm depo enèji rezo yo ofri yon gwo opòtinite pou reyalize endepandans enèji parapò ak rezo prensipal la, men tou, yo bay yon sous enèji sekou pandan peryòd pann ak pik chaj yo. Devlopman sa a ta fasilite chanjman an nan direksyon sous enèji ki pi vèt, kidonk limite enpak jenerasyon enèji sou chanjman klimatik pandan y ap toujou satisfè bezwen enèji yo ak yon kwasans konstan nan konsomasyon.

Sistèm depo enèji batri yo se sistèm ki pi souvan itilize yo epi ki pi fasil pou konfigire pou diferan aplikasyon chak jou. Gwo fleksibilite yo konpanse pa yon pri relativman wo, sa ki mennen nan devlopman estrateji siveyans pou pwolonje dire lavi respektif la otank posib. Kounye a, endistri yo ak inivèsite yo ap fè anpil efò pou envestige epi konprann degradasyon batri anba diferan kondisyon.