Какво е система за съхранение на енергия в шкаф на открито?

 

Theсистема за съхранение на енергия в шкафове на откритопредставлява интегриранарешение за съхранение на енергия на батерията(BESS), проектиран за внедряване във външни среди, където пространствените ограничения и излагането на околната среда представляват оперативни предизвикателства. Отличаващ се от системите в контейнери по компактния си отпечатък и от жилищните единици по спецификациите си за търговски -клас, този шкаф-от BESS обединява батерийни модули с литиево-железен фосфат (LFP),системи за преобразуване на енергия (PCS), системи за управление на батерията (BMS), оборудване за термично регулиране и противопожарни механизми в рамките на една кутия с класификация IP55 или NEMA 3R-.

Защо са кутии за компютърразмериважно?

Ето нещо, което хората пропускат, когато пазаруват за съхранение на енергия: шкафът не е просто кутия.

Помислете за това. Имате малко производствено съоръжение. Може би автокъща със зарядни устройства за EV отзад. Селска болница, която не може да си позволи да загуби ток. Решенията за 20-футови контейнери, доминиращи на-комуналния пазар – те няма да паснат. А жилищните електрически стени? Никъде не е достатъчно сок.

Външният шкаф запълва тази празнина, макар че честно казано, на индустрията отне години, за да разбере това. Ранните комерсиални инсталации често означаваха преоборудване на вътрешни стелажи за батерии в устойчиви на атмосферни влияния корпуси и резултатите бяха... смесени, в най-добрия случай. Проблеми с конденза. Кошмари за термично колоездене. Един инсталатор, за когото съм чел, описва намирането на локва в уж запечатан шкаф само след една зима в Минесота.

Съвременните дизайни до голяма степен са решили тези главоболия. Конструкция от поцинкована стомана или алуминий. Двойна-изолация на стени. Реална мисъл, вложена в това как въздухът се движи през това нещо.

Основни компоненти (и кои от тях всъщност имат значение)

Маркетинговите материали ще изброяват всеки компонент, сякаш всички са еднакво важни. Те не са.

Самите батерииочевидно са критични. Химията на LFP доминира в този сегмент по основателна причина-прагът на топлинно изпускане е над 250 градуса, много над това, което NMC или NCA химията толерира. Няма да видите драматичните видеоклипове за пожари, които измъчваха ранните проекти за мрежово съхранение. Компромисът е по-ниската енергийна плътност, но когато строите нещо, което ще стои без надзор зад сграда в продължение на петнадесет години, безопасността печели.

Топлинно управление е мястото, където проектите всъщност се провалят. Въздушното охлаждане работи добре за скорости на разреждане при или под 1C-, което покрива повечето C&I приложения, сценарии на пиково бръснене и такива неща. Избутайте над 2C и ще генерирате топлина по-бързо, отколкото естествената конвекция може да я разсее. Някои производители са започнали да интегрират течно охлаждане, циркулиращи гликолови разтвори през студени плочи, поставени между стекове клетки. Повишаването на ефективността е реално. Такива са и усложненията при поддръжката.

PCS обработва DC-AC преобразуване. BMS следи напрежението и температурата на клетката. EMS координира всичко. Те имат значение, очевидно. Но те са зрели технологии на този етап. Разграничаването между доставчиците се случва в топлинния дизайн и инженерството на корпуси.

Съображения за инсталиране, за които никой не говори

Брошурите показват тези шкафове, разположени красиво върху бетонни подложки, може би с малко декоративен чакъл около тях. Реалността е по-объркана.

Подготовката на терена е по-важна, отколкото повечето хора осъзнават. Събирането на вода около основата ускорява корозията на кабелните входове и може-при неправилни условия-да създаде пътища за заземяване. Едно комунално предприятие, на което попаднах, трябваше да премести шест инсталации на шкафове в рамките на две години след пускането им в експлоатация, тъй като първоначалните обекти се превърнаха в сезонни езера.

Изискванията за разрешение варират в зависимост от юрисдикцията, но обикновено се очакват 3-фута странични разстояния и 6-фута преден достъп. Противопожарните кодекси в определени региони налагат допълнителни препятствия от сградите. И успех с получаването на точен отговор относно сроковете за издаване на разрешения - виждал съм идентични проекти в съседни окръзи да отнемат съответно три седмици и девет месеца.

Електрическото взаимно свързване е собствено приключение. Повечето външни шкафове са насочени към 400V или 480V три{3}}мрежови връзки. Интерфейсът на трансформатора (ако имате нужда от стъпково напрежение) може да добави $15 000-40 000 към разходите по проекта. Байпасни превключватели. Изключете механизмите. Съображения за светкавична дъга. Самият шкаф може да е до ключ, но монтажът рядко е такъв

Въпросът за безопасността

Това заслужава отделна секция, въпреки че вече го засегнах.

LFP батериите не се запалват лесно. това е вярно Това, което също е вярно: те все още могат да изпитат топлинни събития при условия на злоупотреба, а външният шкаф концентрира много съхранена енергия в малко пространство.

Някои по-нови дизайни отиват по-далеч{0}}охлаждане чрез потапяне в масло, което едновременно действа като забавящо огъня. Изследователската литература показва, че тези системи могат значително да намалят риска от термично разпространение, въпреки че данните за разгръщане на място остават ограничени.

Това, което ме тревожи повече от катастрофалните сценарии за провал, е постепенното влошаване, което остава незабелязано. Клетка, развиваща по-високо вътрешно съпротивление. Лагерът на охлаждащия вентилатор започва да се износва. Тези не се обявяват с аларми. Те се показват като намаляваща-ефективност на двупосочно пътуване, бавно, в продължение на месеци. Системите за наблюдение улавят това... ако някой наистина наблюдава таблата.

Практически приложения

Пазарът на C&I наистина прегърна тези системи. Не универсално и не без някои провали по пътя, но траекторията е ясна.

Пиково бръсненеостава основният случай на употреба. Търговските тарифи за електричество често включват такси за потребление въз основа на най-високото 15-минутно потребление на електроенергия през периода на фактуриране. Кабинет от 100kW/215kWh може да изравни тези пикове, осигурявайки реални спестявания - понякога достатъчни, за да оправдаят цената на оборудването в рамките на 3-4 години в зависимост от тарифната структура.

Резервно захранваненараства, особено след като събития за надеждност на мрежата показаха, че дори развитите региони могат да изпитат продължителни прекъсвания. Шкафовете поддържат функционалност за черно стартиране в повечето конфигурации, въпреки че предаването не е толкова безпроблемно, колкото традиционните UPS. Ако имате нужда от нулево прекъсване за критични натоварвания, вие все още наслоявате решения.

Слънчева интеграцияработи добре, но изисква внимателно оразмеряване. Капацитетът за съхранение обикновено трябва да съответства на няколко часа излишно генериране. Малкоразмерните системи просто губят излишното производство; извънгабаритните системи никога не достигат дълбочината на цикъла, която максимизира ROI.

Някои нововъзникващи приложения-поддръжка за бързо зареждане на електромобили, участие в мрежови услуги-обещават, но остават на ранен-етап за внедряване-в мащаб.

Какво всъщност да търсите

Ако оценявате тези системи, игнорирайте заглавията за капацитета за момент. Номиналната мощност от 215kWh при 25 градуса не ви казва нищо за реалната-производителност по време на лято в Тексас или зима в Уисконсин.

Попитайте за:

Работният температурен диапазон. По-добрите системи се справят с -30 градуса до +55 градуса без намаляване на мощността. По-малките системи налагат ограничения за зареждане под 0 градуса, което може да ги направи безполезни за приложения за съхранение през нощта в студен климат.

Използваем капацитет спрямо номинален. Някои производители цитират пълен капацитет; други изграждат резерви. Искате да знаете какво всъщност е налично при 80% дълбочина на разреждане след три години цикъл.

Гаранционни условия извън продължителността. Избледняването на капацитета гарантира материя. Същото важи и за дребния шрифт за това какво представлява „нормална употреба“. Виждал съм анулиране на гаранции за подробности за инсталацията, които никога не са били съобщавани като изисквания.

Подходът за управление на топлината. Въздушно или течно охлаждане? Каква температура на околната среда води до защитно намаляване на мощността на системата? Какво е паразитното натоварване на самата охладителна система?

Прозрачност на веригата за доставки. Къде се произвеждат клетките? Къде е окончателното сглобяване? Това засяга сроковете за изпълнение, гаранционното обслужване и все по-често допустимостта за програми за стимулиране.

Реалността на разходите

Прозрачността на цените на този пазар е ужасна. Всяка оферта е „базирана на заявка“. Но грубо казано, очаквайте $500-800/kWh за цялостни шкафове до ключ в диапазона 100-300kWh. Инсталацията добавя още 15-25% в зависимост от сложността на сайта.

Тези числа продължават да намаляват-самите батерии са спаднали с около 90% за две десетилетия-но може да се доближаваме до минималните цени от страна на химията. Балансът-от-разходите на системата се оказа по-устойчив.

Дали икономиката работи зависи изцяло от вашата конкретна ситуация. Тарифи за електроенергия. Структури на таксите за търсене. Налични стимули. Слънчеви генериращи профили, ако е уместно. Генеричните прогнози за ROI са безполезни тук. Вземете-специфичен анализ за сайта или не си правете труда.

Накъде се насочва тази технология

Производителите повишават енергийната плътност с всяко поколение продукти. Шкафът от 215kWh, който преди пет години изискваше пълен отпечатък на открито, сега се побира в нещо с 30% по-малко. Течното охлаждане мигрира надолу от контейнерните системи. Дистанционното наблюдение е узряло до точката, в която работата без надзор е наистина практична, а не амбициозна.

По-малко видимата еволюция се случва в интелигентността на контролите. Предсказуемо изпращане,-базирано на машинно обучение. Динамичен отговор на-ценообразуването на електроенергията в реално време. Автоматично моделиране на деградацията, което настройва работните параметри, за да удължи полезния живот.

Остава да видим дали всичко това се слива в истински комерсиализирана, инсталиран-и-инфраструктура. Линията на тенденцията предполага да, в крайна сметка. Времевата линия? Всеки, който твърди, че знае, предполага.

Външното съхранение на енергия в шкаф заема специфична ниша в по-широкия преход към електрификация-твърде голямо за домове, твърде малко за комунални подстанции, точно за търговските и леките индустриални съоръжения, които съставляват по-голямата част от потреблението на електроенергия в застроената среда. Това не е бляскава технология. Няма да влезе в заглавия. Той все по-често просто ще работи тихо на заден план, като бръсне върховете и съхранява слънчевата светлина, което може да е точно това, което има значение.