تحلیل مقایسه‌ای چهار نوع روش ذخیره‌سازی انرژی: سری، متمرکز، توزیع‌شده و ماژولار

سیستم‌های ذخیره انرژی بر اساس معماری و سناریوهای کاربردی به چهار نوع اصلی تقسیم می‌شوند: رشته‌ای، متمرکز، توزیع‌شده و

مدولار. هر نوع روش ذخیره‌سازی انرژی ویژگی‌ها و سناریوهای کاربردی خاص خود را دارد.

۱. ذخیره‌سازی انرژی رشته‌ای

ویژگی‌ها:

هر ماژول فتوولتائیک یا بسته باتری کوچک به اینورتر (میکرواینورتر) مخصوص به خود متصل است و سپس این اینورترها به صورت موازی به شبکه متصل می‌شوند.

به دلیل انعطاف‌پذیری بالا و قابلیت توسعه آسان، برای سیستم‌های خورشیدی خانگی یا تجاری کوچک مناسب است.

مثال:

دستگاه ذخیره انرژی باتری لیتیومی کوچک که در سیستم تولید انرژی خورشیدی پشت بام منازل استفاده می‌شود.

پارامترها:

محدوده توان: معمولاً از چند کیلووات (kW) تا ده‌ها کیلووات.

چگالی انرژی: نسبتاً کم، زیرا هر اینورتر به فضای مشخصی نیاز دارد.

راندمان: راندمان بالا به دلیل کاهش تلفات توان در سمت DC.

مقیاس‌پذیری: افزودن آسان قطعات یا بسته‌های باتری جدید، مناسب برای ساخت مرحله‌ای.

۲. ذخیره‌سازی انرژی متمرکز

ویژگی‌ها:

از یک اینورتر مرکزی بزرگ برای مدیریت تبدیل توان کل سیستم استفاده کنید.

مناسب‌تر برای کاربردهای نیروگاهی در مقیاس بزرگ، مانند مزارع بادی یا نیروگاه‌های فتوولتائیک زمینی بزرگ.

مثال:

سیستم ذخیره‌سازی انرژی کلاس مگاوات (MW) مجهز به نیروگاه‌های بادی بزرگ.

پارامترها:

محدوده توان: از صدها کیلووات (kW) تا چندین مگاوات (MW) یا حتی بالاتر.

چگالی انرژی: چگالی انرژی بالا به دلیل استفاده از تجهیزات بزرگ.

راندمان: هنگام کار با جریان‌های بزرگ، ممکن است تلفات بیشتری وجود داشته باشد.

مقرون به صرفه بودن: هزینه واحد کمتر برای پروژه‌های بزرگ.

۳. ذخیره‌سازی انرژی توزیع‌شده

ویژگی‌ها:

چندین واحد ذخیره‌سازی انرژی کوچک‌تر را در مکان‌های مختلف توزیع کنید، که هر کدام به طور مستقل کار کنند اما بتوانند به صورت شبکه‌ای و هماهنگ عمل کنند.

این امر منجر به بهبود پایداری شبکه محلی، بهبود کیفیت توان و کاهش تلفات انتقال می‌شود.

مثال:

ریزشبکه‌ها در جوامع شهری، متشکل از واحدهای کوچک ذخیره‌سازی انرژی در چندین ساختمان مسکونی و تجاری.

پارامترها:

محدوده توان: از ده‌ها کیلووات (kW) تا صدها کیلووات.

چگالی انرژی: به فناوری خاص ذخیره انرژی مورد استفاده، مانند باتری‌های لیتیوم-یون یا سایر باتری‌های جدید، بستگی دارد.

انعطاف‌پذیری: می‌تواند به سرعت به تغییرات تقاضای محلی پاسخ دهد و تاب‌آوری شبکه را افزایش دهد.

قابلیت اطمینان: حتی اگر یک گره از کار بیفتد، گره‌های دیگر می‌توانند به کار خود ادامه دهند.

۴. ذخیره‌سازی انرژی ماژولار

ویژگی‌ها:

این شامل چندین ماژول ذخیره انرژی استاندارد است که می‌توانند به صورت انعطاف‌پذیر در ظرفیت‌ها و پیکربندی‌های مختلف در صورت نیاز ترکیب شوند.

پشتیبانی از قابلیت اتصال سریع (plug-and-play)، نصب، نگهداری و ارتقاء آسان.

مثال:

راهکارهای ذخیره‌سازی انرژی کانتینری مورد استفاده در پارک‌های صنعتی یا مراکز داده.

پارامترها:

محدوده توان: از ده‌ها کیلووات (kW) تا بیش از چندین مگاوات (MW).

طراحی استاندارد: قابلیت تعویض و سازگاری خوب بین ماژول‌ها.

گسترش آسان: ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی را می‌توان به راحتی با افزودن ماژول‌های اضافی گسترش داد.

تعمیر و نگهداری آسان: اگر یک ماژول از کار بیفتد، می‌توان آن را مستقیماً و بدون خاموش کردن کل سیستم برای تعمیر، تعویض کرد.

ویژگی‌های فنی

ابعاد ذخیره انرژی رشته‌ای ذخیره انرژی متمرکز ذخیره انرژی توزیع‌شده ذخیره انرژی مدولار
سناریوهای قابل اجرا سیستم خورشیدی خانگی یا تجاری کوچک نیروگاه‌های بزرگ در مقیاس بزرگ (مانند مزارع بادی، نیروگاه‌های فتوولتائیک) ریزشبکه‌های شهری، بهینه‌سازی توان محلی پارک‌های صنعتی، مراکز داده و سایر مکان‌هایی که نیاز به پیکربندی انعطاف‌پذیر دارند
محدوده قدرت از چند کیلووات (kW) تا ده‌ها کیلووات از صدها کیلووات (kW) تا چندین مگاوات (MW) و حتی بالاتر ده‌ها کیلووات تا صدها کیلووات千瓦 می‌توان آن را از ده‌ها کیلووات به چندین مگاوات یا بیشتر گسترش داد.
چگالی انرژی پایین‌تر، زیرا هر اینورتر به فضای مشخصی نیاز دارد زیاد، با استفاده از تجهیزات بزرگ بستگی به فناوری ذخیره انرژی خاص مورد استفاده دارد طراحی استاندارد، چگالی انرژی متوسط
کارایی بالا، کاهش تلفات توان جانبی DC ممکن است هنگام کار با جریان‌های بالا، تلفات بیشتری داشته باشد به سرعت به تغییرات تقاضای محلی پاسخ دهید و انعطاف‌پذیری شبکه را افزایش دهید راندمان یک ماژول واحد نسبتاً بالا است و راندمان کلی سیستم به ادغام بستگی دارد
مقیاس‌پذیری اضافه کردن آسان قطعات یا بسته‌های باتری جدید، مناسب برای ساخت مرحله‌ای توسعه نسبتاً پیچیده است و محدودیت ظرفیت اینورتر مرکزی باید در نظر گرفته شود. انعطاف‌پذیر، می‌تواند به صورت مستقل یا مشارکتی کار کند گسترش بسیار آسان، فقط ماژول‌های اضافی اضافه کنید
هزینه سرمایه‌گذاری اولیه زیاد است، اما هزینه عملیاتی بلندمدت کم است هزینه واحد پایین، مناسب برای پروژه‌های بزرگ تنوع ساختار هزینه، بسته به وسعت و عمق توزیع هزینه‌های ماژول با صرفه‌جویی در مقیاس کاهش می‌یابد و استقرار اولیه انعطاف‌پذیر است
تعمیر و نگهداری تعمیر و نگهداری آسان، یک خرابی واحد بر کل سیستم تأثیر نمی‌گذارد مدیریت متمرکز برخی از کارهای تعمیر و نگهداری را ساده می‌کند، اما اجزای کلیدی مهم هستند توزیع گسترده، حجم کار تعمیر و نگهداری در محل را افزایش می‌دهد. طراحی ماژولار، تعویض و تعمیر را تسهیل می‌کند و زمان از کارافتادگی را کاهش می‌دهد.
قابلیت اطمینان بالا، حتی اگر یک جزء از کار بیفتد، بقیه هنوز می‌توانند به طور عادی کار کنند بستگی به پایداری اینورتر مرکزی دارد بهبود پایداری و استقلال سیستم‌های محلی طراحی با افزونگی بالا بین ماژول‌ها، قابلیت اطمینان سیستم را افزایش می‌دهد.

زمان ارسال: ۱۸ دسامبر ۲۰۲۴