مروری بر توسعه و کاربرد صنعت ذخیره سازی انرژی.
1. مقدمه ای بر فناوری ذخیره سازی انرژی.
ذخیره انرژی، ذخیره انرژی است. این به فناوری هایی اشاره دارد که یک شکل از انرژی را به شکل پایدارتر تبدیل می کند و آن را ذخیره می کند. سپس در صورت نیاز آن را به شکل خاصی آزاد می کنند. اصول مختلف ذخیره انرژی آن را به 3 نوع تقسیم می کند: مکانیکی، الکترومغناطیسی و الکتروشیمیایی. هر نوع ذخیره انرژی دارای محدوده قدرت، ویژگی ها و کاربردهای خاص خود است.
| نوع ذخیره انرژی | قدرت نامی | انرژی رتبه بندی شده | خصوصیات | مناسبت های کاربردی | |
| مکانیکی ذخیره انرژی | 抽水 储能 | 100-2000 مگاوات | ساعت 4-10 | مقیاس بزرگ، فناوری بالغ؛ پاسخ آهسته، نیازمند منابع جغرافیایی است | تنظیم بار، کنترل فرکانس و پشتیبان گیری سیستم، کنترل پایداری شبکه. |
| 压缩 空气储能 | IMW-300MW | ساعت 1-20 | فناوری بزرگ و بالغ؛ پاسخ آهسته، نیاز به منابع جغرافیایی | حداکثر اصلاح، پشتیبان گیری سیستم، کنترل پایداری شبکه | |
| 飞轮 储能 | kW-30MW | 15-30 دقیقه | قدرت ویژه بالا، هزینه بالا، سطح سر و صدای بالا | کنترل گذرا/دینامیک، کنترل فرکانس، کنترل ولتاژ، UPS و ذخیره انرژی باتری. | |
| الکترومغناطیسی ذخیره انرژی | 超导 储能 | kW-1MW | 2 ثانیه-5 دقیقه | پاسخ سریع، قدرت ویژه بالا؛ هزینه بالا، تعمیر و نگهداری دشوار | کنترل گذرا/دینامیک، کنترل فرکانس، کنترل کیفیت برق، UPS و ذخیره انرژی باتری |
| 超级 电容 | kW-1MW | 1-30 | پاسخ سریع، قدرت ویژه بالا؛ هزینه بالا | کنترل کیفیت برق، یو پی اس و ذخیره انرژی باتری | |
| الکتروشیمیایی ذخیره انرژی | 铅酸 电池 | kW-50MW | 1 دقیقه-3 h | تکنولوژی بالغ، کم هزینه؛ طول عمر کوتاه، نگرانی های حفاظت از محیط زیست | پشتیبان نیروگاه، استارت سیاه، یو پی اس، تعادل انرژی |
| 液流 电池 | kW-100MW | ساعت 1-20 | بسیاری از چرخه های باتری شامل شارژ و دشارژ عمیق هستند. ترکیب آنها آسان است، اما چگالی انرژی پایینی دارند | کیفیت برق را پوشش می دهد. همچنین قدرت پشتیبان را پوشش می دهد. همچنین تراشیدن قله و پرکردن دره را نیز پوشش می دهد. همچنین مدیریت انرژی و ذخیره انرژی تجدیدپذیر را پوشش می دهد. | |
| 钠硫 电池 | 1kW-100MW | ساعت | انرژی ویژه بالا، هزینه بالا، مسائل ایمنی عملیاتی نیاز به بهبود دارد. | کیفیت برق یک ایده است. منبع تغذیه پشتیبان نیز مورد دیگری است. سپس، تراشیدن قله و پر کردن دره وجود دارد. مدیریت انرژی یکی دیگر از این موارد است. در نهایت، ذخیره انرژی تجدیدپذیر وجود دارد. | |
| 锂离子 电池 | kW-100MW | ساعت | انرژی ویژه بالا، هزینه با کاهش هزینه باتری های لیتیوم یون کاهش می یابد | کنترل گذرا/دینامیک، کنترل فرکانس، کنترل ولتاژ، UPS و ذخیره انرژی باتری. | |
مزایایی دارد. اینها شامل تأثیر کمتر جغرافیایی است. همچنین زمان ساخت کوتاه و چگالی انرژی بالایی دارند. در نتیجه می توان از ذخیره انرژی الکتروشیمیایی به صورت انعطاف پذیر استفاده کرد. در بسیاری از موقعیت های ذخیره انرژی کار می کند. این فناوری برای ذخیره انرژی است. وسیع ترین کاربرد و بیشترین پتانسیل توسعه را دارد. اصلی ترین آنها باتری های لیتیوم یونی هستند. آنها در سناریوهایی از دقیقه تا ساعت استفاده می شوند.
2. سناریوهای کاربرد ذخیره انرژی
ذخیره انرژی دارای سناریوهای کاربردی فراوانی در سیستم قدرت است. ذخیره انرژی 3 کاربرد اصلی دارد: تولید برق، شبکه و کاربران. آنها عبارتند از:
تولید انرژی جدید با انواع سنتی متفاوت است. تحت تأثیر شرایط طبیعی است. اینها شامل نور و دما است. توان خروجی بر اساس فصل و روز متفاوت است. تنظیم توان به تقاضا غیرممکن است. این یک منبع انرژی ناپایدار است. زمانی که ظرفیت نصب شده یا نسبت تولید برق به حد معینی برسد. این بر پایداری شبکه برق تأثیر می گذارد. برای ایمن و پایدار نگه داشتن سیستم قدرت، سیستم انرژی جدید از محصولات ذخیره انرژی استفاده خواهد کرد. آنها دوباره به شبکه متصل می شوند تا خروجی برق را صاف کنند. این امر تأثیر انرژی های جدید را کاهش می دهد. این شامل انرژی فتوولتائیک و باد است. آنها متناوب و فرار هستند. همچنین مشکلات مصرف برق، مانند باد و رها شدن نور را برطرف خواهد کرد.
طراحی و ساخت شبکه سنتی از روش حداکثر بار پیروی می کند. آنها این کار را در سمت شبکه انجام می دهند. این مورد در هنگام ساخت یک شبکه جدید یا اضافه کردن ظرفیت است. تجهیزات باید حداکثر بار را در نظر بگیرند. این منجر به هزینه های بالا و استفاده کم از دارایی می شود. افزایش ذخیره انرژی در سمت شبکه می تواند روش حداکثر بار اصلی را بشکند. هنگام ساخت یک شبکه جدید یا گسترش یک شبکه قدیمی، می تواند ازدحام شبکه را کاهش دهد. همچنین گسترش و ارتقاء تجهیزات را ترویج می کند. این باعث صرفه جویی در هزینه های سرمایه گذاری شبکه و بهبود استفاده از دارایی می شود. ذخیره انرژی از ظروف به عنوان حامل اصلی استفاده می کند. این در تولید برق و طرف شبکه استفاده می شود. این عمدتا برای برنامه هایی با قدرت بیش از 30 کیلو وات است. آنها به ظرفیت محصول بالاتری نیاز دارند.
سیستم های انرژی جدید در سمت کاربر عمدتاً برای تولید و ذخیره انرژی استفاده می شوند. این امر هزینه های برق را کاهش می دهد و از ذخیره انرژی برای تثبیت برق استفاده می کند. در عین حال، کاربران همچنین می توانند از سیستم های ذخیره انرژی برای ذخیره برق زمانی که قیمت ها پایین است استفاده کنند. این به آنها امکان می دهد در صورت بالا بودن قیمت ها استفاده از برق شبکه را کاهش دهند. آنها همچنین می توانند برق را از سیستم ذخیره سازی بفروشند تا از قیمت های اوج و دره درآمد کسب کنند. ذخیره انرژی سمت کاربر از کابینت ها به عنوان حامل اصلی استفاده می کند. برای کاربرد در پارک های صنعتی و تجاری و نیروگاه های فتوولتائیک توزیع شده مناسب است. اینها در محدوده توان 1 کیلووات تا 10 کیلووات هستند. ظرفیت محصول نسبتا کم است.
3. سیستم "منبع-شبکه-بار-ذخیره" یک سناریوی کاربردی توسعه یافته ذخیره سازی انرژی است.
سیستم "منبع-شبکه-بار-ذخیره" یک حالت عملیاتی است. این شامل راه حلی از "منبع برق، شبکه برق، بار و ذخیره انرژی" است. می تواند کارایی مصرف انرژی و ایمنی شبکه را افزایش دهد. می تواند مشکلاتی مانند نوسانات شبکه در استفاده از انرژی پاک را برطرف کند. در این سیستم منبع تامین کننده انرژی است. این شامل انرژی های تجدیدپذیر مانند خورشیدی، بادی و برق آبی است. همچنین شامل انرژی سنتی مانند زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی است. شبکه، شبکه انتقال انرژی است. این شامل خطوط انتقال و تجهیزات سیستم قدرت است. بار مصرف کننده نهایی انرژی است. این شامل ساکنان، شرکت ها، و امکانات عمومی است. ذخیره سازی فناوری ذخیره انرژی است. این شامل تجهیزات و فناوری ذخیره سازی است.
در سیستم برق قدیمی، نیروگاه های حرارتی منبع انرژی هستند. خانه ها و صنایع بار هستند. این دو از هم دور هستند. شبکه برق آنها را به هم متصل می کند. از یک حالت کنترل بزرگ و یکپارچه استفاده می کند. این یک حالت تعادل در زمان واقعی است که در آن منبع انرژی بار را دنبال می کند.
تحت "neue Leistungssystem"، این سیستم تقاضای شارژ وسایل نقلیه جدید انرژی را به عنوان یک "بار" برای کاربران اضافه کرد. این امر فشار زیادی را بر روی شبکه برق افزایش داده است. روش‌های جدید انرژی، مانند فتوولتائیک، به کاربران این امکان را می‌دهد که به «منبع برق» تبدیل شوند. همچنین خودروهای انرژی نو نیاز به شارژ سریع دارند. و تولید انرژی جدید ناپایدار است. بنابراین، کاربران به «ذخیره انرژی» نیاز دارند تا تأثیر تولید و استفاده از برق خود را بر روی شبکه هموار کنند. این کار حداکثر استفاده از توان و ذخیره سازی انرژی را امکان پذیر می کند.
استفاده از انرژی جدید در حال تنوع است. اکنون کاربران می خواهند ریزشبکه های محلی بسازند. اینها «منابع برق» (نور)، «ذخیره انرژی» (ذخیره) و «بارها» (شارژ) را به هم متصل می کنند. آنها از فناوری کنترل و ارتباطات برای مدیریت بسیاری از منابع انرژی استفاده می کنند. آنها به کاربران اجازه می دهند انرژی جدید را به صورت محلی تولید و استفاده کنند. آنها همچنین به دو طریق به شبکه بزرگ برق متصل می شوند. این امر تأثیر آنها را بر روی شبکه کاهش می دهد و به تعادل آن کمک می کند. ریزشبکه کوچک و ذخیره انرژی یک "سیستم ذخیره سازی و شارژ فتوولتائیک" است. یکپارچه است. این یک کاربرد مهم "ذخیره بار شبکه منبع" است.
二چشم انداز کاربرد و ظرفیت بازار صنعت ذخیره سازی انرژی
گزارش CNESA می گوید که تا پایان سال 2023، کل ظرفیت عملیاتی پروژه های ذخیره انرژی 289.20 گیگاوات بوده است. این 21.92 درصد از 237.20 گیگاوات در پایان سال 2022 افزایش یافته است. مجموع ظرفیت نصب شده ذخیره انرژی جدید به 91.33 گیگاوات رسیده است. این نسبت به سال قبل 99.62 درصد افزایش داشته است.
تا پایان سال 2023، ظرفیت کل پروژه های ذخیره انرژی در چین به 86.50 گیگاوات رسید. از 59.80 گیگاوات در پایان سال 2022، 44.65 درصد افزایش داشت. اکنون 29.91 درصد از ظرفیت جهانی را تشکیل می دهند که 4.70 درصد نسبت به پایان سال 2022 افزایش یافته است. در این میان، ذخیره سازی پمپ شده بیشترین ظرفیت را دارد. 59.40 درصد است. رشد بازار عمدتاً از ذخیره انرژی جدید ناشی می شود. این شامل باتری های لیتیوم یون، باتری های سرب اسید و هوای فشرده می شود. ظرفیت کلی آنها 34.51 گیگاوات است. این نسبت به سال گذشته 163.93 درصد افزایش داشته است. در سال 2023، ذخیره انرژی جدید چین 21.44 گیگاوات افزایش خواهد یافت که نسبت به سال قبل 191.77 درصد افزایش خواهد داشت. ذخیره انرژی جدید شامل باتری های لیتیوم یون و هوای فشرده است. هر دو دارای صدها پروژه در سطح مگاوات متصل به شبکه هستند.
با قضاوت از برنامه ریزی و ساخت پروژه های ذخیره انرژی جدید، ذخیره انرژی جدید چین در مقیاس بزرگ تبدیل شده است. در سال 2022، 1799 پروژه وجود دارد. آنها برنامه ریزی شده، در دست ساخت و یا در حال بهره برداری هستند. ظرفیت کلی آنها حدود 104.50 گیگاوات است. اکثر پروژه های جدید ذخیره سازی انرژی که به بهره برداری می رسند، کوچک و متوسط هستند. مقیاس آنها کمتر از 10 مگاوات است. آنها حدود 61.98٪ از کل را تشکیل می دهند. پروژه های ذخیره سازی انرژی در برنامه ریزی و در حال ساخت عمدتاً بزرگ هستند. آنها 10 مگاوات به بالا هستند. آنها 75.73 درصد از کل را تشکیل می دهند. بیش از 402 پروژه 100 مگاواتی در دست اجراست. آنها اساس و شرایط ذخیره انرژی برای شبکه برق را دارند.
زمان ارسال: ژوئیه-22-2024