Дослідження застосування накопичення енергії в фотоелектричних проектах
2023.Aug
31
Що стосується поточного пікового рівня цін на електроенергію, галузь загалом вважає, що 70-центова різниця в ціні на електроенергію є порогом для сприяння розвитку індустрії зберігання енергії на стороні користувача.
У цій статті обговорюється накопичення енергії з точки зору типів зберігання енергії, бізнес-моделей і схем проектування. Я сподіваюся, що після прочитання кожен матиме попереднє розуміння зберігання енергії.
1. Типи систем накопичення енергії
Відповідно до різних застосувань сонячні фотоелектричні системи накопичення енергії поділяються на чотири типи: автономні системи виробництва електроенергії, автономні системи накопичення енергії, підключені до мережі системи накопичення енергії та мультиенергетичні гібридні мікромережі.
1. Фотоелектрична автономна система виробництва електроенергії
Фотоелектрична автономна система виробництва електроенергії працює незалежно, не покладаючись на мережу. Він використовується у віддалених гірських районах, районах без електрики, на островах, базових станціях зв'язку, вуличних ліхтарях та інших місцях застосування. Система складається з фотоелектричної панелі, сонячного контролера, інвертора, акумуляторної батареї та навантаження. Фотоелектрична батарея перетворює сонячну енергію в електричну, коли є світло, і сонячна енергія керує інтегрованою машиною інвертора, щоб одночасно подавати електроенергію на навантаження та заряджати акумуляторну батарею; коли немає світла, батарея подає живлення до навантаження змінного струму через інвертор.
Фотоелектрична автономна система виробництва електроенергії спеціально розроблена для використання в районах без мережі або в районах з частими відключеннями електроенергії. Це жорстка вимога. Автономна система не залежить від мережі та покладається на робочий режим «зберігання під час використання» або «спочатку зберігання, а потім використання». , Те, що я зробив, було «послати вугілля в сніг». Для домогосподарств у районах без електромережі або частих відключень електроенергії автономні системи дуже практичні. В даний час вартість фотоелектричної електроенергії в автономному режимі становить приблизно 1,0-1,5 юаня за кВт-год, що набагато вище, ніж у підключених до мережі систем, але в порівнянні з паливними генераторами Вартість електроенергії за одиницю становить 1,5-2,0 юаня, що більш економічний і екологічний.
2. Автономна система накопичення енергії
Автономні фотоелектричні системи генерації електроенергії широко використовуються в місцях, де часто трапляються відключення електроенергії, або фотоелектричні системи самостійного використання не можуть бути підключені до мережі, ціна електроенергії для власного споживання набагато дорожча, ніж ціна електроенергії в мережі, і пікова ціна на електроенергію набагато дорожча, ніж ціна на електроенергію в долині.
Система складається з фотоелектричної батареї, що складається з компонентів сонячних елементів, сонячної автономної інтегрованої машини, акумуляторних блоків, навантажень тощо. Фотоелектрична квадратна батарея перетворює сонячну енергію в електричну енергію, коли є світло, і постачає електроенергію до навантаження через інтегрований інвертор керування сонячною батареєю і водночас заряджає акумуляторну батарею; коли немає світла, батарея подає живлення до інтегрованої машини інвертора керування сонячною батареєю, а потім подає живлення навантаження змінного струму.
Порівняно з підключеною до мережі системою виробництва електроенергії, автономна система додає контролери заряду та розряду та батареї, а вартість системи збільшується приблизно на 30%, але діапазон застосування ширший. Один полягає в тому, що його можна налаштувати на вихід номінальної потужності на піку ціни на електроенергію, щоб зменшити витрати на електроенергію; інший полягає в тому, що його можна заряджати на рівні ціни електроенергії та розряджати на піку, заробляючи гроші, використовуючи різницю між піком і падінням; і третій полягає в тому, що коли мережа живлення виходить з ладу, фотоелектрична система може використовуватися як резервне джерело живлення для продовження роботи, інвертор може бути переведений у режим роботи поза мережею, а фотоелектрична система та батарея можуть забезпечувати енергією навантаження через інвертор.
3. Фотоелектрична мережева система накопичення енергії
Фотоелектрична система накопичення енергії, підключена до мережі, може накопичувати надлишок електроенергії та збільшувати частку власного споживання. Він використовується в додатках, де фотоелектричне власне споживання не може бути використане для підключення до мережі, ціни на електроенергію для власного використання є набагато дорожчими, ніж ціни на електроенергію в мережі, а ціни на електроенергію в піковий період набагато дорожчі, ніж ціни на хвильову електроенергію. Система складається з фотоелектричного масиву, що складається з компонентів сонячних батарей, сонячного контролера, акумуляторної батареї, підключеного до мережі інвертора, пристрою визначення струму та навантаження. Коли сонячна енергія менша за потужність навантаження, система живиться від сонячної енергії та мережі разом. Коли сонячна енергія перевищує потужність навантаження, частина сонячної енергії подає електроенергію на навантаження,
У деяких країнах і регіонах фотоелектричні системи встановлювалися раніше, а після скасування фотоелектричної субсидії можна встановити підключену до мережі систему накопичення енергії, щоб фотогальванічна генерація електроенергії була повністю автономною. Накопичувач енергії, підключений до мережі, сумісний з інверторами різних виробників, і оригінальну систему не потрібно змінювати. Коли датчик струму виявляє, що в мережу надходить струм, підключена до мережі накопичувальна машина починає працювати та зберігає надлишок електроенергії в акумуляторі. Якщо акумулятор також повністю заряджений, електричний водонагрівач також можна вмикати. Коли побутове навантаження збільшується вночі, батареєю можна керувати для передачі живлення на навантаження через інвертор.
4. Мікромережева система накопичення енергії
Система мікромережі складається з масиву сонячних батарей, підключеного до мережі інвертора, двонаправленого перетворювача PCS, інтелектуального перемикача, акумуляторної батареї, генератора та навантаження. Фотоелектрична батарея перетворює сонячну енергію в електричну, коли є світло, подає електроенергію на навантаження через інвертор і одночасно заряджає акумуляторну батарею через двонаправлений перетворювач PCS; коли немає світла, батарея забезпечує живлення навантаження через двонаправлений перетворювач PCS. на основі.
Microgrid може повністю та ефективно розвинути потенціал розподіленої чистої енергії, зменшити несприятливі фактори, такі як мала потужність, нестабільна генерація електроенергії та низька надійність незалежного електропостачання, а також забезпечити безпечну роботу електромережі. Це корисне доповнення до великої електромережі. Мікромережа може сприяти модернізації традиційних галузей промисловості, і вона може відігравати величезну роль з точки зору економіки та захисту навколишнього середовища. Експерти кажуть, що застосування мікромереж є гнучким, і масштаб може коливатися від тисяч ват до десятків мегават, як великі, як заводи, шахти, лікарні та школи, так і маленькі, як будівлі.
2. Кілька бізнес-моделей розвитку накопичувачів енергії
1. Динамічне розширення
Номінальна потужність трансформатора є фіксованою з моменту його виходу з заводу, і коли на більш пізньому етапі енергоспоживач впливає на певний попит, трансформатор працює на повну потужність, і необхідно збільшити потужність. Зрозуміло, що вартість розширення потужностей у загальних приміщеннях дуже висока. У цей час встановлення накопичувачів енергії може реалізувати динамічне розширення, не витрачаючи багато грошей.
2. Реакція на попит
Простіше кажучи, реакція на попит – це поведінка користувачів, які змінюють криву навантаження відповідно до сигналів, які надсилає мережа. крива навантаження електроенергії в моїй країні має дуже очевидний пік, і впровадження реагування з боку попиту може ефективно покращити це явище. Після того, як накопичувачі енергії користувача візьмуть участь у регулюванні попиту, мережа надасть певну компенсаційну плату або покладатиметься на різницю в цінах між піком і долиною для отримання доходу. Єдине, що слід зазначити, це те, що брати участь у реагуванні на попит означає прийняти відправку мережі.
3. Управління платою за електроенергію
Якщо ви хочете знати, як зберігання енергії може брати участь в управлінні платою за попит, ви повинні спочатку зрозуміти, що таке плата за попит. Простіше кажучи, це плата за електроенергію, яку стягують великі промислові споживачі за трансформатори, незалежно від того, чи плата базується на потужності трансформатора чи максимальному навантаженні. , не можуть задовольнити характеристики пікового та спадного електричного навантаження користувача, а накопичувач енергії може виконувати пікове зменшення та заповнення спаду, щоб покращити цю ситуацію та зменшити плату за електроенергію.
4. Підтримка промислових і комерційних фотоелектричних
Зі зменшенням субсидій на фотоелектричні підприємства фотоелектричні підприємства повинні знайти нові моделі для збільшення доходу. Промислова та комерційна фотоелектрична + накопичувачі енергії можуть збільшити рівень власного споживання, тим самим зменшивши тиск на рахунки користувачів за електроенергію. При цьому накопичувач енергії можна заряджати вдень і розряджати вночі, тим самим заробляючи на різниці в ціні.
5. Різниця в ціні від піку до низини
Я вважаю, що багато людей знайомі з цією моделлю прибутку. В даний час джерелом прибутку для більшості компаній є різниця в цінах між найвищими цінами. Різниця в ціні від піку до спаду означає поділ 24 годин на добу на кілька періодів, таких як пік, рівномірність і мінімум, відповідно до змін навантаження в електромережі, і формулювання різних рівнів цін на електроенергію для кожного періоду, щоб спонукати споживачів розумно організувати час споживання електроенергії. Зрізайте піки та заповнюйте западини, щоб покращити ефективність використання енергоресурсів.
2 липня на веб-сайті Національної комісії розвитку та реформ офіційно оприлюднено «Погляди щодо інновацій та вдосконалення механізму цін для сприяння зеленому розвитку». За умови, що загальний рівень відпускних цін на електроенергію залишається незмінним, департамент може встановити механізм динамічного коригування для пікових і низьких цін на електроенергію, далі розширити сферу впровадження пікових і низьких цін на електроенергію на стороні продажу, розумно визначати та динамічно коригувати періоди піку та спаду, а також збільшити різницю в цінах на електроенергію та плаваючі діапазони. Порадьте користувачам використовувати електроенергію під час пікових навантажень. Заохочуйте суб’єктів ринку до підписання контрактів на транзакції, які включають ціни та електроенергію в пік, низький період і нормальний період. Використовуйте орієнтовані на ринок механізми, такі як різниця в цінах на електроенергію та компенсація за допоміжні послуги, щоб сприяти розвитку зберігання енергії. Використовуйте сучасну інформацію, Інтернет транспортних засобів та інші технології, заохочуйте електричні транспортні засоби надавати послуги накопичення енергії та отримуйте прибуток за рахунок різниці в цінах між піком і долиною. Удосконалити багаторівневу систему цін на електроенергію для мешканців і запровадити пікові ціни на електроенергію для мешканців».
Що стосується поточного пікового рівня цін на електроенергію, галузь загалом вважає, що 70-центова різниця в ціні на електроенергію є порогом для сприяння розвитку індустрії зберігання енергії на стороні користувача.
Додається перелік цін на електроенергію на піку та долині Цзянсу:
Як видно з малюнка вище, найбільша різниця в ціні від піку до долини в Цзянсу становить 0,9342 юаня за кВт-год. Коли різниця в електроенергії сягає понад 70 центів, накопичувач енергії має можливість отримувати прибуток. Цзянсу, Пекін та інші провінції та міста мають значні відмінності в пікових і низьких цінах на електроенергію.
3. Конструкція та конфігурація системи зберігання енергії
Нижче наведено автономну систему накопичення енергії як приклад
1. Як спроектувати систему накопичення енергії?
Можна помітити, що порівняно з мережевою системою. Інвертор слід замінити на гібридний інвертор, тобто машину з інтегрованими функціями підключеного до мережі та автономного накопичення енергії. Одночасно збільшити запас енергії акумулятора.
2. Як вибрати акумулятор для системи накопичення енергії?
Оскільки конструкція являє собою автономну інтегровану систему накопичення енергії, енергоспоживання навантаження може бути забезпечено мережею. Тоді вибір батареї можна визначити відповідно до запланованої накопиченої енергії. Наприклад, якщо ви плануєте налаштувати батарею, яка може зберігати 10 кіловат-годин електроенергії, як вибрати? 10 кіловат-годин електроенергії означають 10 кВт-год, або 10000 ВА-год.
Номінальна напруга батареї: 48 В
Ефективність розряду батареї становить 94 %
З огляду на термін служби батареї та продуктивність, для розрахунку використовується глибина розряду (80 %) літієвої батареї.
Глибина розряду свинцево-кислотних акумуляторів зазвичай становить від 50% до 70%.
1) Виберіть літієву батарею.
Розрахована ємність батареї.
Загальна специфікація літієвої батареї становить 48 В, 50 А·год, можна вибрати 6 паралельних з’єднань із загальною ємністю 300 А·год.
2) Виберіть свинцево-кислотний акумулятор
Глибина розряду свинцево-кислотних акумуляторів приймається рівною 50%.
Потрібні 20 свинцево-кислотних акумуляторів 12 В, 100 А·год, з’єднаних 4 послідовно та 5 паралельно, загальною ємністю 500 А·год.
Зараз у вас можуть виникнути запитання: чому глибина генерації електроенергії свинцево-кислотних акумуляторів становить лише 50%?
З кривої залежності між циклом і глибиною розряду можна побачити, що глибина розряду становить 50%, коли ефективна ємність стає 60%. Кількість циклів заряду і розряду становить близько 500 разів. Якщо заряджати та розряджати один раз на день, термін служби акумулятора становить менше двох років. Тому відповідне збільшення ємності батареї та зменшення глибини розряду може продовжити термін служби батареї.
4. Вартість акумуляторної батареї
Судячи з поточної моделі конкуренції на ринку, літієві батареї та свинцеві батареї займають більшу частину ринку електрохімічних накопичувачів енергії. Електрохімічними накопичувачами енергії є різноманітні вторинні батареї, в основному включаючи літій-іонні батареї, свинцево-кислотні батареї, натрієво-сірчані батареї та проточні батареї.
Спочатку порахуйте вартість. Основним обладнанням системи зберігання енергії є двосторонній перетворювач накопичувача енергії, батарея накопичення енергії та допоміжні рахунки за електроенергію та інше обладнання. В даний час ціна на великі накопичувачі енергії впала, і літієва батарея може досягати 1,6 юаня за кіловат-годину. Приблизно 8-12 років, ефективність зарядки становить близько 88%, свинцево-вуглецевий акумулятор може досягати 0,7 юаня за градус, термін служби становить близько 5-7 років, а ефективність зарядки становить близько 85%. Незважаючи на просту бізнес-модель, термін окупності тривалий.
Підсумовуючи, ветерани галузі вважають, що розвиток індустрії зберігання енергії все ще потребує більшої підтримки промислової політики, включаючи оподаткування, доступ до соціального капіталу, підтримку доступу до мережі та більш сприятливі комбінації для забезпечення ринку доброякісним простором для розвитку. Відповідно до технічної документації галузевих досліджень, наданої CNESA у квітні цього року, серед основних сценаріїв Китаю на ринку накопичувачів енергії протягом наступних трьох років комерційне енергозбереження становить 27,8%, регулювання на пік і частоту становить 24,1%, а побутове на частку фотоелектричної енергії припадає 18,5%. З точки зору політики, чи можна збільшити різницю в цінах на електроенергію від піку до спаду в майбутньому, у довготривалому циклі відновлення інвестицій зміни цін на електроенергію матимуть великий вплив на дохід від проектів зберігання енергії.