Guia de sistemes d'emmagatzematge d'energia comercial

Què són els sistemes comercials d'emmagatzematge de bateries?

bateria de 100 kWhibateria de 200 kWhEls sistemes comercials d'emmagatzematge de bateries són solucions avançades d'emmagatzematge d'energia dissenyades per emmagatzemar i alliberar electricitat de diverses fonts. Funcionen com bancs d'energia a gran escala, utilitzen paquets de bateries allotjats en contenidors per gestionar el flux d'energia de manera eficaç. Aquests sistemes tenen diferents mides i configuracions per satisfer les necessitats específiques de diferents aplicacions i clients.

El disseny modular desistemes comercials d'emmagatzematge de bateriespermet escalabilitat, amb capacitats d'emmagatzematge que normalment oscil·len entre 50 kWh i 1 MWh. Aquesta flexibilitat els fa adequats per a una àmplia gamma d'empreses, com ara petites i mitjanes empreses, escoles, hospitals, benzineres, botigues minoristes i instal·lacions industrials. Aquests sistemes ajuden a gestionar les demandes d'energia, proporcionen energia de reserva durant les interrupcions i donen suport a la integració de fonts d'energia renovables com la solar i l'eòlica.

La flexibilitat dels dissenys modulars garanteix que aquests sistemes es puguin personalitzar per adaptar-se a requisits energètics específics, proporcionant una solució rendible per millorar l'eficiència energètica i la fiabilitat en diversos sectors.

Components dels sistemes comercials d'emmagatzematge d'energia i les seves aplicacions

Sistemes comercials d'emmagatzematge d'energiaconsta de diversos components clau, cadascun jugant un paper específic per satisfer les diferents necessitats d'aplicació. Aquí hi ha una descripció detallada d'aquests components i les seves aplicacions específiques en escenaris del món real:

1. Sistema de bateries:
   • Component bàsic: El sistema de bateries consta de cèl·lules de bateries individuals que emmagatzemen energia elèctrica. Les bateries d'ions de liti s'utilitzen habitualment a causa de la seva alta densitat d'energia i llarga vida útil.
   • Aplicacions: En l'afaitat màxim i el desplaçament de càrrega, el sistema de bateries es carrega durant els períodes de baixa demanda d'electricitat i descarrega l'energia emmagatzemada durant els pics de demanda, reduint de manera efectiva els costos energètics.
2. Sistema de gestió de bateries (BMS):
   • Funció: El BMS controla l'estat i els paràmetres de rendiment de la bateria, com ara la tensió, la temperatura i l'estat de càrrega, assegurant un funcionament segur i eficient.
   • Aplicacions: En aplicacions d'energia de seguretat i microxarxa, el BMS assegura que el sistema de bateries pot proporcionar energia d'emergència estable durant les interrupcions de la xarxa, garantint la continuïtat del negoci.
3. Inversor o sistema de conversió d'energia (PCS):
   • Funció: El PCS converteix l'energia de CC emmagatzemada al sistema de bateries en energia de CA requerida per la xarxa o les càrregues, mantenint la tensió de sortida i la qualitat de l'energia estables.
   • Aplicacions: En els sistemes connectats a la xarxa, el PCS permet un flux d'energia bidireccional, admet l'equilibri de càrrega i el control de freqüència de la xarxa per millorar la fiabilitat i l'estabilitat de la xarxa.
4. Sistema de gestió energètica (EMS):
   • Funció: L'EMS optimitza i gestiona el flux d'energia dins del sistema d'emmagatzematge, coordinant-se amb la xarxa, les càrregues i altres fonts d'energia. Realitza tasques com ara l'afaitat màxim, el desplaçament de càrrega i l'arbitratge energètic.
   • Aplicacions: En la integració d'energies renovables, l'EMS millora la predictibilitat i l'estabilitat de l'energia solar i eòlica optimitzant la utilització i l'emmagatzematge d'energia.
5. Inversor bidireccional:
   • Funció: Els inversors bidireccionals permeten l'intercanvi d'energia entre el sistema de bateries i la xarxa segons sigui necessari, donant suport a una gestió flexible de l'energia i un funcionament autònom durant les fallades de la xarxa.
   • Aplicacions: En la font d'alimentació de microxarxa i d'àrea remota, els inversors bidireccionals garanteixen l'autonomia del sistema i col·laboren amb la xarxa principal per millorar la fiabilitat i la sostenibilitat del subministrament d'energia.
6. Transformador:
   • Funció: Els transformadors ajusten el nivell de tensió de sortida del sistema de bateries per adaptar-se als requisits de la xarxa o les càrregues, garantint una transmissió eficient d'energia i l'estabilitat del sistema.
   • Aplicacions: En aplicacions d'energia industrial i comercial a gran escala, els transformadors optimitzen l'eficiència de la transmissió d'energia i l'estabilitat operativa del sistema proporcionant una adaptació de voltatge adequada.
7. Dispositius de protecció:
   • Funció: Els dispositius de protecció controlen i responen a sobretensions, curtcircuits i altres anomalies de la xarxa dins del sistema, garantint un funcionament segur i minimitzant els danys a l'equip.
   • Aplicacions: En la integració a la xarxa i en entorns amb canvis ràpids de càrrega, els dispositius de protecció protegeixen el sistema de bateries i la xarxa, reduint els costos de manteniment i els riscos operatius.
8. Sistemes de refrigeració:
   • Funció: Els sistemes de refrigeració mantenen temperatures de funcionament òptimes per a bateries i inversors, evitant el sobreescalfament i la degradació del rendiment, garantint l'estabilitat del sistema a llarg termini.
   • Aplicacions: En entorns d'alta temperatura i càrregues de descàrrega d'alta potència, els sistemes de refrigeració proporcionen la capacitat de dissipació de calor necessària, allargant la vida útil dels equips i optimitzant l'eficiència energètica.
9. Sistemes de control avançats:
   • Funció: Els sistemes de control avançats s'integren amb EMS i BMS per supervisar i optimitzar el funcionament i el rendiment de tot el sistema d'emmagatzematge d'energia.
   • Aplicacions: En aplicacions comercials i industrials a gran escala, els sistemes de control avançats milloren la capacitat de resposta del sistema i l'eficiència operativa mitjançant l'anàlisi de dades en temps real i el suport a les decisions.

Aquests components i les seves aplicacions demostren els papers crítics i els usos pràctics dels sistemes comercials d'emmagatzematge d'energia en la gestió energètica moderna. Aprofitant aquestes tecnologies i estratègies de manera eficaç, les empreses poden aconseguir estalvis energètics, reduir les emissions de carboni i millorar la fiabilitat i la sostenibilitat del seu subministrament d'energia.

Tipus de sistemes comercials d'emmagatzematge d'energia

1. Emmagatzematge mecànic: Utilitza moviments físics o forces per emmagatzemar energia. Alguns exemples inclouen l'energia hidroelèctrica d'emmagatzematge per bombeig (PSH), l'emmagatzematge d'energia d'aire comprimit (CAES) i l'emmagatzematge d'energia del volant (FES).
2. Emmagatzematge electromagnètic: Utilitza camps elèctrics o magnètics per emmagatzemar energia. Alguns exemples inclouen condensadors, supercondensadors i emmagatzematge d'energia magnètica superconductora (SMES).
3. Emmagatzematge tèrmic: Emmagatzema energia en forma de calor o fred. Alguns exemples inclouen sal fosa, aire líquid, emmagatzematge d'energia criogènica (CES) i sistemes de gel/aigua.
4. Emmagatzematge de productes químics: Converteix i emmagatzema energia mitjançant processos químics, com l'emmagatzematge d'hidrogen.
5. Emmagatzematge electroquímic: Implica bateries que emmagatzemen i alliberen energia mitjançant reaccions electroquímiques. Les bateries d'ions de liti són el tipus més utilitzat en entorns comercials a causa de la seva alta eficiència i densitat energètica.

Cada tipus de sistema d'emmagatzematge té els seus avantatges i limitacions úniques, el que els fa adequats per a diferents aplicacions i requisits operatius.

Aplicacions dels sistemes comercials d'emmagatzematge d'energia

Els sistemes comercials d'emmagatzematge d'energia tenen aplicacions diverses que proporcionen beneficis econòmics i contribueixen a objectius energètics i ambientals més amplis. Aquestes aplicacions permeten estalviar costos i millorar l'eficiència operativa. Aquí teniu una visió general detallada:

1. Afaitat pic:

   Redueix els càrrecs de demanda mitjançant la descàrrega d'energia emmagatzemada durant els períodes de gran demanda d'energia. Els sistemes comercials d'emmagatzematge d'energia alliberen l'energia emmagatzemada durant els períodes de demanda d'electricitat punta, reduint així els càrrecs de demanda per a les empreses. Això és especialment beneficiós per a instal·lacions amb ràtios pic/mitjana elevades o aquelles subjectes a càrrecs de gran demanda, com ara escoles, hospitals, benzineres, botigues i indústries.

2. Desplaçament de càrrega:

   Emmagatzema energia durant els períodes de preus baixos de l'electricitat i la descarrega quan els preus són alts, estalviant costos per als clients en temps d'ús. Aquests sistemes emmagatzemen l'excés d'energia durant els períodes de preus baixos de l'electricitat i la descarreguen durant els períodes de preus punta. Això beneficia els clients amb tarifes de temps d'ús o en temps real. Per exemple, un hotel de Hawaii va utilitzar un sistema de bateries d'ions de liti de 500 kW/3 MWh per canviar la seva càrrega elèctrica del dia a la nit, estalviant 275.000 dòlars anuals.

3. Integració renovable:

   Millora l'ús de les fonts d'energia renovables emmagatzemant l'excés de generació i alliberant-lo quan sigui necessari. Els sistemes comercials d'emmagatzematge d'energia emmagatzemen l'excés d'energia solar o eòlica i l'alliberen durant la demanda d'energia màxima o quan la generació d'energia renovable és baixa. Això redueix la dependència dels combustibles fòssils i redueix les emissions de gasos d'efecte hivernacle. A més, estabilitza la xarxa, millorant la seva fiabilitat i seguretat.

4. Potència de seguretat:

   Proporciona energia d'emergència durant les interrupcions de la xarxa, assegurant la continuïtat del negoci i la resiliència operativa. Aquests sistemes proporcionen energia de reserva durant fallades o emergències de la xarxa, garantint que les instal·lacions crítiques com hospitals, centres de dades i instal·lacions industrials continuïn operatives. Aquesta capacitat és crucial per a les instal·lacions que no es poden permetre les interrupcions de l'alimentació.

5. Microxarxa:

   Funciona com un sistema elèctric independent o conjuntament amb la xarxa principal, millorant la fiabilitat i reduint les emissions. Els sistemes comercials d'emmagatzematge d'energia són integrals a les microxarxes, ja siguin independents o connectats a la xarxa principal. Les microxarxes milloren la fiabilitat de la xarxa local, redueixen les emissions i augmenten la independència i la flexibilitat energètica de la comunitat.

Aquestes aplicacions no només aporten beneficis econòmics directes, sinó que també contribueixen a objectius energètics i ambientals més amplis, com ara reduir les emissions de carboni i millorar l'estabilitat de la xarxa. Els sistemes comercials d'emmagatzematge d'energia, millorant l'eficiència energètica i reduint els riscos operatius, creen avantatges competitius i oportunitats per al desenvolupament sostenible tant a les empreses comercials com a les comunitats.

Capacitat dels sistemes comercials d'emmagatzematge d'energia

Els sistemes comercials d'emmagatzematge d'energia solen oscil·lar entre 50 kWh i 1 MWh, atenent diverses necessitats comercials i municipals. L'elecció de la capacitat depèn de l'aplicació específica i de les mètriques de rendiment requerides.

Una avaluació precisa de les necessitats energètiques i una planificació acurada són essencials per determinar la capacitat d'emmagatzematge òptima per a una aplicació determinada, assegurant tant la rendibilitat com l'eficiència operativa.

Avantatges dels sistemes comercials d'emmagatzematge d'energia

1. Resiliència
   Els sistemes comercials d'emmagatzematge d'energia ofereixen energia de reserva crítica durant les interrupcions, garantint que les operacions puguin continuar sense interrupcions. Això és especialment vital per a instal·lacions com hospitals, centres de dades i plantes de fabricació on les interrupcions de l'alimentació poden provocar pèrdues financeres importants o posar en perill la seguretat. En proporcionar una font d'energia fiable durant les fallades de la xarxa, aquests sistemes ajuden a mantenir la continuïtat del negoci i protegir els equips sensibles de les fluctuacions de potència.
2. Estalvi de costos
   Un dels principals avantatges financers dels sistemes comercials d'emmagatzematge d'energia és la capacitat de canviar l'ús d'energia dels períodes punta als períodes no punta. Els costos de l'electricitat són sovint més elevats durant les hores punta, de manera que emmagatzemar energia durant les hores punta quan les tarifes són més baixes i utilitzar-la durant les hores punta pot suposar un estalvi substancial de costos. A més, les empreses poden participar en programes de resposta a la demanda, que ofereixen incentius financers per reduir el consum d'energia durant els períodes d'alta demanda. Aquestes estratègies no només redueixen les factures energètiques, sinó que també optimitzen els patrons de consum energètic.
3. Integració renovable
   La integració dels sistemes comercials d'emmagatzematge d'energia amb fonts d'energia renovables com la solar i l'eòlica millora la seva eficàcia i fiabilitat. Aquests sistemes d'emmagatzematge poden capturar l'excés d'energia generada durant els períodes d'alta producció renovable i emmagatzemar-la per utilitzar-la quan la generació és baixa. Això no només maximitza la utilització de les energies renovables, sinó que també redueix la dependència dels combustibles fòssils, la qual cosa comporta una menor emissió de gasos d'efecte hivernacle. En estabilitzar la naturalesa intermitent de les energies renovables, els sistemes d'emmagatzematge faciliten una transició energètica més fluida i sostenible.
4. Beneficis de la xarxa
   Els sistemes comercials d'emmagatzematge d'energia contribueixen a l'estabilitat de la xarxa equilibrant les fluctuacions de l'oferta i la demanda. Proporcionen serveis auxiliars com ara la regulació de freqüència i el suport de tensió, que són crucials per mantenir la integritat operativa de la xarxa. A més, aquests sistemes milloren la seguretat de la xarxa proporcionant capes addicionals de resiliència davant ciberatacs i desastres naturals. El desplegament de sistemes d'emmagatzematge d'energia també dóna suport al creixement econòmic creant llocs de treball en la fabricació, la instal·lació i el manteniment, alhora que promou la sostenibilitat ambiental mitjançant la reducció d'emissions i el consum de recursos.
5. Beneficis estratègics

   Eficiència energètica: optimitzant l'ús d'energia i reduint els residus, els sistemes d'emmagatzematge ajuden a les empreses a aconseguir una major eficiència energètica, cosa que pot comportar una reducció dels costos operatius i una reducció de la petjada de carboni.

   Reducció del Risc Operacional: disposar d'una font d'alimentació de reserva fiable redueix el risc d'interrupcions operatives a causa dels talls d'alimentació, minimitzant així les pèrdues financeres potencials i millorant l'estabilitat global del negoci.

Vida útil dels sistemes comercials d'emmagatzematge d'energia

La vida útil dels sistemes comercials d'emmagatzematge d'energia varia segons la tecnologia i l'ús. Els rangs generals inclouen:

• Bateries d'ions de liti: de 8 a 15 anys
• Bateries de flux redox: de 5 a 15 anys
• Sistemes d'emmagatzematge d'hidrogen: de 8 a 15 anys

La implementació d'eines avançades de monitorització i diagnòstic pot ajudar a predir i prevenir problemes potencials, allargant encara més la vida operativa dels sistemes d'emmagatzematge d'energia.

Com dissenyar un sistema d'emmagatzematge d'energia comercial segons les demandes de l'aplicació

El disseny d'un sistema d'emmagatzematge d'energia comercial és un procés complex que implica diversos passos clau i opcions tecnològiques per garantir que el sistema compleixi amb eficàcia els requisits de l'aplicació i els criteris de rendiment.

1. Identificació d'escenaris d'aplicació:

   Definició dels serveis primaris: El primer pas consisteix a especificar els serveis principals que oferirà el sistema, com ara l'afaitat màxim, el desplaçament de càrrega i l'energia de reserva. Diferents aplicacions poden requerir solucions d'emmagatzematge d'energia a mida.

2. Definició de mètriques de rendiment:

   Potència i classificació energètica: Determineu la capacitat màxima de manipulació de potència i d'emmagatzematge d'energia que requereix el sistema.

   Eficiència: Considereu l'eficiència de conversió d'energia del sistema per minimitzar les pèrdues durant la transferència d'energia.

   Cicle de Vida: avalueu la vida útil esperada dels cicles de càrrega-descàrrega per dia, setmana o any, crucial per a la rendibilitat.

3. Selecció de tecnologia:

   Tecnologies d'emmagatzematge: En funció de les mètriques de rendiment, trieu tecnologies d'emmagatzematge adequades, com ara bateries d'ió de liti, bateries de plom-àcid, bateries de flux o emmagatzematge d'energia d'aire comprimit. Cada tecnologia ofereix avantatges únics i s'adapta a les diferents necessitats operatives. Per exemple, les bateries d'ions de liti proporcionen una alta densitat d'energia i un cicle de vida llarg, cosa que les fa ideals per als requisits d'emmagatzematge d'energia a llarg termini.

4. Disseny del sistema:

   Configuració i Integració: Dissenyar la disposició física i les connexions elèctriques del sistema per garantir una interacció efectiva amb la xarxa, altres fonts d'energia i càrregues.

   Control i gestió: Incorporeu sistemes com ara sistemes de gestió de bateries (BMS), sistemes de gestió d'energia (EMS) i inversors per mantenir un rendiment òptim del sistema. Aquests sistemes equilibren la tensió, la temperatura, el corrent, l'estat de càrrega i la salut general del sistema.

5. Avaluació del sistema:

   Prova de rendiment: Realitzeu proves exhaustives per validar el rendiment del sistema en diferents condicions de càrrega i xarxa.

   Garantia de fiabilitat: avalueu la fiabilitat i l'estabilitat a llarg termini del sistema, inclosa la gestió de la temperatura, les prediccions de la durada de la bateria i les capacitats de resposta a emergències.

   Anàlisi del benefici econòmic: Analitzeu els beneficis econòmics generals del sistema, inclosos l'estalvi d'energia, la reducció dels costos d'electricitat, la participació en els serveis de la xarxa (per exemple, la resposta a la demanda) i la vida útil de la infraestructura de la xarxa.

El disseny de sistemes comercials d'emmagatzematge d'energia requereix una consideració integral dels factors tecnològics, econòmics i ambientals per garantir que el sistema ofereix el rendiment i els rendiments esperats durant el funcionament.

Càlcul de costos i beneficis

El Levelized Cost of Storage (LCOS) és una mètrica habitual que s'utilitza per avaluar el cost i el valor dels sistemes d'emmagatzematge d'energia. Compta els costos totals de la vida útil dividit per la producció total d'energia durant tota la vida útil. La comparació de LCOS amb possibles corrents d'ingressos o estalvi de costos ajuda a determinar la viabilitat econòmica d'un projecte d'emmagatzematge.

Integració amb la fotovoltaica

Els sistemes comercials d'emmagatzematge de bateries es poden integrar amb sistemes fotovoltaics (PV) per crear solucions d'emmagatzematge solar més. Aquests sistemes emmagatzemen l'excés d'energia solar per a un ús posterior, millorant l'autoconsum d'energia, reduint els càrrecs de demanda i proporcionant una energia de reserva fiable. També admeten serveis de xarxa com la regulació de freqüència i l'arbitratge energètic, cosa que els converteix en una opció rendible i respectuosa amb el medi ambient per a les empreses.

Conclusió

Els sistemes comercials d'emmagatzematge d'energia són cada cop més viables i atractius a mesura que avança la tecnologia i s'apliquen polítiques de suport. Aquests sistemes ofereixen avantatges importants, com ara l'estalvi de costos, la resiliència millorada i la integració millorada de les fonts d'energia renovables. En comprendre els components, les aplicacions i els avantatges, les empreses poden prendre decisions informades per aprofitar tot el potencial dels sistemes comercials d'emmagatzematge d'energia.

Kamada Power OEM ODM Sistemes d'emmagatzematge d'energia comercials personalitzats, Contacta amb Kamada Powerper Obtenir un pressupost