Orkugeymslukerfi - Nýtt orkumiðstöð
Innan um alþjóðlega þróunina í átt að orkumörkum hafa orkugeymslukerfi orðið lykilafl í þessari umbreytingu og gegna óbætanlegu hlutverki. Endurnýjanlegar orkugjafar eins og vindur og sólarorku, þó að það sé hrein og ótæmandi, hafa náttúrulegan veikleika - óstöðugan orkuvinnslu. Taktu sólarorku sem dæmi, þegar ekkert ljós er á nóttunni, verður orkuvinnsla rofin; Vindorka getur einnig verið breytileg frá og til vegna breytinga á umfangi vindsins. Á þessum tímapunkti er orkugeymslukerfið eins og „Super Power Bank“, geymir orku þegar umfram er og sleppir því þegar ekki er nægjanlegt, að leysa með hléum og sveiflukenndum vandamálum endurnýjanlegrar orku og bæta mjög skilvirkni orkunýtingarinnar.
Samkvæmt viðeigandi gögnum, eftir innleiðingu orkugeymslukerfa, hefur nýtingartíðni endurnýjanlegrar orku á sumum svæðum aukist um meira en 15%og fyrirbæri vinds og skerðingar á sólarorku hefur minnkað verulega. Með því að taka vindbæ í norðvestur Kína sem dæmi, áður en það var búið orkugeymslukerfi, var mikið magn af rafmagni til spillis vegna óstöðugleika vindorku, með vindi brottflutningi allt að 15%. Eftir að orkugeymslukerfið var sett upp lækkaði vindhraði í 5%og bætti verulega skilvirkni orkunotkunar. Orkugeymslukerfi hafa einnig sýnt framúrskarandi afköst við að koma jafnvægi á aflgjafa og eftirspurn og létta þrýsting á neti. Á hámarks raforkunotkunartímabilum losar orkugeymslukerfið geymda raforku til að bæta við ófullnægjandi rafmagnsnet; Á tímabilum með litla raforkunotkun getur það einnig geymt umfram rafmagn til að forðast orkuúrgang. Rannsóknir hafa sýnt að orkugeymslutækni getur dregið úr hámarksálag raforkunnar um 10% -15% og aukið stöðugleika raforkukerfisins.
Af þessum gögnum og dæmum er ekki erfitt að sjá að skilvirkni orkugeymslukerfa hefur bein áhrif á það hvort þau geti gegnt hlutverki sínu að fullu og hefur mikil áhrif á umbreytingu orku. Þess vegna hefur það orðið brýnt verkefni á orkusviðinu.
Margvídd greining á orkugeymslukerfi skilvirkni
Skilvirkni orkugeymslukerfis vísar á einfaldan hátt til hlutfalls framleiðsluorku og inntaksorku meðan á geymslu og losun orku stendur. Þetta hlutfall kann að virðast einfalt, en það inniheldur gríðarlega orku leyndardóm og er kjarnavísir til að mæla afköst orkugeymslukerfa. Það gegnir lykilhlutverki á sviði orkugeymslu og nýtingar.
Frá sjónarhóli að bæta skilvirkni orkunýtingar ákvarðar skilvirkni orkugeymslukerfa beinlínis hve orkutap stendur við geymslu og umbreytingarferla. Því hærri sem skilvirkni er, því minni er hægt að nýta orkumissi við geymslu og losun og meiri orku á áhrifaríkan hátt og bæta þannig nýtingu skilvirkni alls orkukerfisins. Í sumum vindbæjum og ljósgeislunarstöðvum sem búnar eru skilvirkri orkugeymslukerfi hefur skilvirkni orkanotkunar aukist um 20% -30%, sem þýðir að meiri vindur og sólarorka er breytt í nothæft rafmagn, sem dregur úr orkuúrgangi.
Skilvirkni orkugeymslukerfa skiptir einnig sköpum til að tryggja stöðugt orkuframboð. Í raforkukerfinu breytist álag eftirspurn stöðugt og orkugeymslukerfið er eins og „stöðugleiki“. Með skilvirkum hleðslu- og losunarferlum geymir það rafmagn á litlum eftirspurnartímabilum og sleppir rafmagni á miklum eftirspurnartímabilum og jafnvægi á áhrifaríkan hátt aflgjafa og eftirspurn og tryggir stöðugleika aflgjafa. Samkvæmt viðeigandi gögnum, þegar skilvirkni orkugeymslukerfa eykst um 10%, er hægt að bæta stöðugleikavísitölu raforkukerfisins um 15%-20%, sem dregur mjög úr líkum á orkuleysi af völdum aflgjafa og ójafnvægis eftirspurnar.
Lykilþættir sem hafa áhrif á skilvirkni
Skilvirkni orkugeymslukerfa er undir áhrifum af fjölmörgum samtvinnuðum þáttum, sem virka saman eins og nákvæmni gíra á notkun orkugeymslukerfisins. Við skulum kafa í þessum lykilþáttum ítarlega.
(1) Rafhlöðustuðull
Sem kjarnaþáttur orkugeymslukerfa hefur afköst rafhlöður afgerandi áhrif á skilvirkni orkugeymslukerfa. Mismunandi tegundir rafhlöður hafa verulegan mun á afköstum skilvirkni vegna efnafræðilegra einkenna þeirra og byggingarhönnunar. Litíum jón rafhlöður eru mjög studdar í mörgum orkugeymsluforritum vegna mikillar orkuþéttleika þeirra og hágæða og losunar skilvirkni, með hleðslu og losun skilvirkni sem venjulega nær 90% -95%. Þrátt fyrir að blý-sýru rafhlöður hafi þroskaða tækni og litlum tilkostnaði, er orkuþéttleiki þeirra lítill og hleðsla og losun skilvirkni þeirra er tiltölulega lág, yfirleitt á milli 75% og 85%.
Til viðbótar við gerð rafhlöðu geta þættir eins og öldrun rafhlöðu, hitastig og losunarhraði einnig haft veruleg áhrif á rafhlöðu skilvirkni. Þegar notkunartíminn eykst munu efnafræðileg viðbrögð inni í rafhlöðunni leiða til taps á rafskautsefnum og lækkun á afköstum og dregur þannig úr hleðslu og losun skilvirkni rafhlöðunnar. Rannsóknir hafa sýnt að þegar rafhlaðan hringir allt að 1 0 00 sinnum, getur hleðsla og losun skilvirkni minnkað um 5% -10%. Árangur rafhlöður er einnig mjög viðkvæmur fyrir hitabreytingum. Í umhverfi með háum eða lágum hita mun innri viðnám rafhlöður aukast, sem leiðir til aukins orkutaps og minnkaðs skilvirkni. Þegar hitastigið er undir 0 gráðu getur hleðslu- og losunarvirkni litíumjónarafhlöður lækkað um 20% -30%. Óhóflegur losunarhraði hleðslu getur einnig aukið upphitun rafhlöðunnar, sem hefur áhrif á endingu rafhlöðunnar og skilvirkni. Þegar hleðsluhraði nær 2C getur skilvirkni rafhlöðunnar lækkað um 10% -15%.
(2) Kraftbreytingarþættir
Orkugeymsla breytir (PCS) er lykilbúnaður til að ná AC-DC umbreytingu raforku. Við umbreytingu raforku býr PCS óhjákvæmilega til ákveðins orkutap, sem hefur bein áhrif á heildar skilvirkni orkugeymslukerfisins. Eins og er er skilvirkni PCS á markaðnum yfirleitt á milli 95% og 98%. Þrátt fyrir að skilvirkni PCS sé smám saman að batna með stöðugri framþróun tækni, þá er enn svigrúm til úrbóta. Með því að hámarka hönnun hringrásar og tileinka sér ný aflstæki er hægt að draga úr orkutapi tölvna frekar og bæta er hægt að bæta skilvirkni þess. Rannsóknarteymi hefur bætt topology uppbyggingu PCS, aukið skilvirkni þess um 2% -3%, og aukið í raun heildarárangur orkugeymslukerfisins.
(3) Rafmagnstengingar og hringrásarþættir
Í orkugeymslukerfi á sér stað orkutap þegar straumur fer í gegnum snúrur og rofa vegna nærveru viðnáms. Samkvæmt lögum Joule er hitinn sem myndast með straumi sem liggur í gegnum leiðara í réttu hlutfalli við ferninginn á straumnum, viðnám leiðarans og lengd straumsins. Í stórum stíl orkugeymslukerfum, vegna mikils straums, jafnvel þó að viðnám tapið sé tiltölulega lítið, er ekki hægt að hunsa það þegar það er safnað. Í 1 0 MW orkugeymslustöð, ef línulaga er 0,1 Ω og straumurinn er 1000a, nær orkumissi á klukkustund 100kWh, sem er veruleg áhrif á skilvirkni orkugeymslukerfisins.
(4) Orkunotkunarþættir aukabúnaðar
Orkugeymslukerfi treysta á hjálparbúnað eins og loftkælingu og kælikerfi til að viðhalda stöðugum rekstri meðan á notkun stendur. Þessi hjálpartæki neyta ákveðins magn af raforku meðan á notkun stendur og dregur þannig úr heildarvirkni orkugeymslukerfisins. Sérstaklega í háhita umhverfi, til að tryggja eðlilega notkun rafhlöður og annarra tækja, mun orkunotkun loftræstikerfa aukast verulega. Á háum hitastigstímabili á sumrin getur orkunotkun loftræstikerfisins í ákveðinni orkugeymsluvirkjun nemur 30% -40% af heildarorkunotkuninni, sem hefur veruleg neikvæð áhrif á skilvirkni orkugeymslukerfisins.
(5) Kerfishönnun og stjórnunarstefnuþættir
Sanngjörn kerfishönnun og bjartsýni stjórnunaraðferðir geta lágmarkað orkutap og bætt skilvirkni orkugeymslukerfa. Með því að spá fyrir um raforkuverð og álagsbreytingar nákvæmlega, hámarka hleðslu og losunaraðferðir, er hægt að hlaða orkugeymslukerfi við lágt raforkuverð og losa sig við hátt raforkuverð og hámarka þannig efnahagslegan ávinning. Á sama tíma getur hæfileg hönnun hitaleiðni og hagræðing á stjórnunarkerfi rafhlöðunnar í raun dregið úr hitastigi rafhlöðunnar og bætt skilvirkni rafhlöðunnar. Ákveðið fyrirtæki samþykkti greindur stjórnkerfi til að stilla hleðslu- og losunaraðferðir orkugeymslukerfisins byggðar á rauntíma raforkuverði og álagsgögnum, sem bættu skilvirkni orkugeymslukerfisins um 8% -10% en lækkaði rekstrarkostnað.
Hagræðingaraðferðir til að bæta skilvirkni
(1) Tæknileg nýsköpunarstefna
Í ferð tækninýjungar er endurbætur á rafhlöðutækni án efa lykil bylting til að auka skilvirkni orkugeymslukerfa. Undanfarin ár hafa rafhlöður í föstu ástandi vakið mikla athygli sem mjög efnileg nýja rafhlöðutækni. Í samanburði við hefðbundnar fljótandi rafhlöður nota rafhlöður fastra serfa solid salta, sem hafa meiri orkuþéttleika, hraðari hleðslu og losunarhraða og betra öryggi. Rannsóknir hafa sýnt að hægt er að auka orkuþéttleika rafhlöður í föstu ástandi um 30% -50% samanborið við hefðbundnar litíumjónarafhlöður, sem þýðir að rafhlöður í föstu ástandi geta geymt meiri orku með sama rúmmáli og þyngd og haft minni orkutap og meiri skilvirkni við hleðslu og losun. Sem stendur auka margar rannsóknarstofnanir og fyrirtæki fjárfestingu sína í rannsóknum og þróun rafhlöður í föstu ástandi. Sumar rafhlöðuafurðir í föstu formi hafa komið inn á tilraunastigið og er búist við að þeir nái viðskiptalegum notkun á næstu árum og færir eigindlegt stökk til að bæta skilvirkni orkugeymslukerfa.
Uppfærsla á orkugeymslubreyti (PCS) tækni er einnig mikilvæg stefna til að bæta skilvirkni orkugeymslukerfa. Með stöðugri þróun rafeindatækni tækni halda áfram nýjar tegundir aflbúnaðar og stjórnunar reiknirit. Kísilkarbíð (SIC) aflstæki hafa kosti eins og háspennuþol, lítið á viðnám og hátíðni einkenni. Í samanburði við hefðbundin kísil-byggð rafmagnstæki geta þau dregið verulega úr orkutapi PCS í ferlinu við umbreytingu raforku og bætt skilvirkni umbreytinga. Sumar tölvur sem nota sílikon karbíðstæki hafa náð yfir 98%umbreytingu, sem er 2-3 prósentustig hærri en hefðbundnar tölvur. Að hámarka stjórnunaralgrími PCS, svo sem að nota greindur MPPT (hámarks raforkupunkt) stjórnunaralgrími, getur réttara fylgst með hámarksaflsstigi ljósgeislaferðarinnar, bætt nýtingarhraða ljósgeymslukerfisins og eykur óbeint skilvirkni orkugeymslukerfisins.
(2) Hagræðing kerfishönnunar
Frá sjónarhóli kerfishönnunar eru sanngjarnt val á búnaði og skipulag mikilvægir hlekkir til að draga úr orkutapi og bæta skilvirkni orkugeymslukerfa. Hvað varðar val á rafhlöðu er nauðsynlegt að íhuga ítarlega þætti eins og gerð rafhlöðu, getu, hleðslu og losunareinkenni, líftíma og kostnað. Fyrir suma notkunarsvið sem krefjast mikils orkuþéttleika, svo sem rafknúin ökutæki og flytjanleg rafeindatæki, eru litíumjónarafhlöður kjörið val; Fyrir suma kostnað viðkvæmar stórfelldar orkugeymslusvið, svo sem geymsla orkugjafa og dreifðrar orkugeymslu, hafa lágmarkskostnaðar rafhlöður eins og blý kolefnis rafhlöður og rennslis rafhlöður með ákveðna kosti. Hvað varðar skipulag búnaðar er nauðsynlegt að stytta lengd snúrna eins mikið og mögulegt er til að draga úr orkutapi af völdum línuþols. Settu rafhlöðupakkann og tölvur nálægt álaginu til að draga úr orkutapi við núverandi sendingu. Sanngjörn hitadreifingarhönnun skiptir einnig sköpum. Góð hitadreifing getur dregið úr rekstrarhita rafhlöður og tækja og bætt afköst þeirra og skilvirkni. Með því að nota fljótandi kælitækni, samanborið við hefðbundna loftkælingu, getur það dregið betur úr hitastigi rafhlöðunnar og bætt hleðslu rafhlöðunnar og losun skilvirkni.
Hagræðing stjórnunaráætlana er lykillinn að því að ná fram skilvirkum rekstri orkugeymslukerfa. Með því að kynna greindur stjórnkerfi er hægt að stilla hleðslu- og losunaraðferðir orkugeymslukerfisins með virkum hætti út frá rauntíma upplýsingum eins og raforkuverði, álagi og rafhlöðustöðu og ná hámarks efnahagslegum ávinningi og skilvirkni. Á tímabilum með lágu raforkuverði hleðst orkugeymslukerfi við lægri afl til að draga úr orkutapi við hleðsluferlið; Á hámarks raforkuverðstímabilum, losun með hærri orku til að bæta hagkvæmni. Samkvæmt rauntíma stöðu rafhlöðunnar, svo sem afli, heilsufarsástandi osfrv., Stilla virkan hleðslu- og losunarstærðir til að forðast ofhleðslu og ofskynningu rafhlöðunnar, lengja endingu rafhlöðunnar og bæta skilvirkni orkugeymslukerfisins.
(3) Styrkja rekstrarstjórnun
Að styrkja rekstrarstjórnun er mikilvæg ábyrgð til að tryggja skilvirka notkun orkugeymslukerfa. Rauntímaeftirlit með rekstrarstöðu orkugeymslukerfisins getur greint hugsanleg vandamál og galla tímanlega, gert samsvarandi ráðstafanir til að takast á við þau, forðast vandamálið frá því að aukast og bæta þannig áreiðanleika og skilvirkni orkugeymslukerfisins. Með því að setja upp greind eftirlitstæki er rauntíma eftirlit með rafhlöðubreytum eins og spennu, straumi, hitastigi, SOC (hleðsluástandi) og með því að nota stór gagnagreiningar og gervigreindartækni til að greina og spá fyrir um eftirlit með gögnum, eins og öldrun rafgeymis og bilun er hægt að greina fyrirfram og hægt er að greina viðhald og skipta um vandamál.
Reglulegt viðhald og viðhald eru einnig lykillinn að því að tryggja skilvirka notkun orkugeymslukerfa. Reglulegar prófanir, jafnvægi og viðhald rafhlöður geta lengt líftíma þeirra og bætt afköst og skilvirkni þeirra. Skoðaðu reglulega, hreinsaðu og viðhalda tölvum og öðrum búnaði til að tryggja eðlilega notkun þeirra og draga úr orkutapi af völdum bilana í búnaði.
Styrking starfsmannaþjálfunar, bæta faglega færni og stjórnunarstig rekstraraðila, hefur einnig mikla þýðingu til að auka skilvirkni orkugeymslukerfa. Rekstraraðilar þurfa að þekkja vinnuregluna, rekstraraðferðir og viðhaldsstig orkugeymslukerfa og geta stjórnað og viðhaldið orkugeymslukerfinu rétt til að forðast orkutap og bilun í búnaði af völdum óviðeigandi reksturs. Styrkja öryggisþjálfun fyrir rekstraraðila, auka öryggisvitund þeirra og tryggja öruggan rekstur orkugeymslukerfa.