Analiza porównawcza czterech typów metod magazynowania energii: szeregowej, scentralizowanej, rozproszonej i modułowej

Systemy magazynowania energii dzielą się na cztery główne typy w zależności od ich architektury i scenariuszy zastosowań: łańcuchowe, scentralizowane, rozproszone i

modułowy. Każdy rodzaj metody magazynowania energii ma swoje własne cechy charakterystyczne i możliwe scenariusze zastosowania.

1. Magazynowanie energii strunowej

Cechy:

Każdy moduł fotowoltaiczny lub mały zestaw akumulatorów jest podłączony do własnego inwertera (mikroinwertera), a następnie inwertery te są równolegle podłączone do sieci.

Nadaje się do małych domowych lub komercyjnych systemów solarnych ze względu na wysoką elastyczność i łatwość rozbudowy.

Przykład:

Małe urządzenie do magazynowania energii w postaci baterii litowej, stosowane w domowych systemach generowania energii słonecznej na dachu.

Parametry:

Zakres mocy: zwykle od kilku kilowatów (kW) do kilkudziesięciu kilowatów.

Gęstość energii: stosunkowo niska, ponieważ każdy falownik wymaga pewnej ilości miejsca.

Sprawność: wysoka sprawność dzięki zmniejszonym stratom mocy po stronie prądu stałego.

Skalowalność: łatwe dodawanie nowych komponentów lub zestawów akumulatorów, możliwość budowy etapami.

2. Centralne magazynowanie energii

Cechy:

Użyj dużego centralnego falownika do zarządzania konwersją energii całego systemu.

Bardziej nadaje się do zastosowań w elektrowniach na dużą skalę, takich jak farmy wiatrowe lub duże naziemne elektrownie fotowoltaiczne.

Przykład:

System magazynowania energii o mocy megawatów (MW) wyposażony w duże elektrownie wiatrowe.

Parametry:

Zakres mocy: od setek kilowatów (kW) do kilku megawatów (MW) i nawet więcej.

Gęstość energii: Wysoka gęstość energii wynikająca z używania dużych urządzeń.

Wydajność: Przy dużych prądach mogą wystąpić większe straty.

Opłacalność: Niższy koszt jednostkowy w przypadku projektów na dużą skalę.

3. Rozproszone magazynowanie energii

Cechy:

Rozmieść wiele mniejszych jednostek magazynowania energii w różnych lokalizacjach, z których każda będzie pracować niezależnie, ale które można połączyć w sieć i skoordynować.

Przyczynia się to do poprawy stabilności lokalnej sieci elektroenergetycznej, poprawy jakości energii elektrycznej i ograniczenia strat przesyłowych.

Przykład:

Mikrosieci w obrębie społeczności miejskich, składające się z małych jednostek magazynujących energię w wielu budynkach mieszkalnych i komercyjnych.

Parametry:

Zakres mocy: od kilkudziesięciu kilowatów (kW) do setek kilowatów.

Gęstość energii: zależy od konkretnej technologii magazynowania energii, np. akumulatorów litowo-jonowych lub innych nowych akumulatorów.

Elastyczność: możliwość szybkiego reagowania na lokalne zmiany zapotrzebowania i zwiększania odporności sieci.

Niezawodność: nawet jeśli jeden węzeł ulegnie awarii, inne węzły mogą kontynuować działanie.

4. Modułowe magazynowanie energii

Cechy:

Składa się z wielu standardowych modułów magazynowania energii, które można elastycznie łączyć w celu uzyskania różnych pojemności i konfiguracji, zależnie od potrzeb.

Obsługuje technologię plug-and-play, jest łatwy w instalacji, konserwacji i aktualizacji.

Przykład:

Rozwiązania w zakresie kontenerowego magazynowania energii stosowane w parkach przemysłowych lub centrach danych.

Parametry:

Zakres mocy: od kilkudziesięciu kilowatów (kW) do kilku megawatów (MW).

Standaryzowana konstrukcja: dobra wymienność i kompatybilność między modułami.

Łatwa rozbudowa: pojemność magazynowania energii można łatwo zwiększyć poprzez dodanie dodatkowych modułów.

Łatwa konserwacja: jeśli moduł ulegnie awarii, można go wymienić bezpośrednio, bez konieczności wyłączania całego systemu w celu dokonania naprawy.

Dane techniczne

Wymiary Magazynowanie energii strunowej Centralne magazynowanie energii Rozproszone magazynowanie energii Modułowe magazynowanie energii
Obowiązujące scenariusze Mały domowy lub komercyjny system solarny Duże elektrownie przemysłowe (takie jak farmy wiatrowe, elektrownie fotowoltaiczne) Mikrosieci społeczności miejskich, lokalna optymalizacja mocy Parki przemysłowe, centra danych i inne miejsca wymagające elastycznej konfiguracji
Zakres mocy Od kilku kilowatów (kW) do kilkudziesięciu kilowatów Od setek kilowatów (kW) do kilku megawatów (MW) i jeszcze więcej Dziesiątki kilowatów do setek kilowatów Można ją rozszerzyć z kilkudziesięciu kilowatów do kilku megawatów lub więcej
Gęstość energii Niższy, ponieważ każdy falownik wymaga określonej ilości miejsca Wysoki, z użyciem dużego sprzętu Zależy od konkretnej technologii magazynowania energii Standaryzowana konstrukcja, umiarkowana gęstość energii
Efektywność Wysoka, redukująca strata mocy po stronie prądu stałego Mogą występować większe straty przy przepływie dużych prądów Szybka reakcja na lokalne zmiany zapotrzebowania i zwiększenie elastyczności sieci Wydajność pojedynczego modułu jest stosunkowo wysoka, a ogólna wydajność systemu zależy od integracji
Skalowalność Łatwe dodawanie nowych komponentów lub pakietów baterii, odpowiednie do budowy etapowej Rozszerzanie jest stosunkowo skomplikowane i należy wziąć pod uwagę ograniczenia wydajności centralnego falownika. Elastyczny, może pracować samodzielnie lub w zespole Bardzo łatwa rozbudowa, wystarczy dodać dodatkowe moduły
Koszt Początkowa inwestycja jest wysoka, ale długoterminowe koszty operacyjne są niskie Niski koszt jednostkowy, odpowiedni do projektów na dużą skalę Dywersyfikacja struktury kosztów w zależności od szerokości i głębokości dystrybucji Koszty modułów maleją dzięki oszczędnościom skali, a początkowe wdrożenie jest elastyczne
Konserwacja Łatwa konserwacja, pojedyncza awaria nie wpłynie na cały system Centralne zarządzanie upraszcza niektóre prace konserwacyjne, ale kluczowe elementy są ważne Szeroka dystrybucja zwiększa obciążenie pracą w zakresie konserwacji na miejscu Modułowa konstrukcja ułatwia wymianę i naprawę, co skraca przestoje
Niezawodność Wysoki, nawet jeśli jeden element ulegnie awarii, pozostałe mogą nadal działać normalnie Zależy od stabilności falownika centralnego Poprawiona stabilność i niezależność systemów lokalnych Wysoka, redundantna konstrukcja między modułami zwiększa niezawodność systemu

Czas publikacji: 18 grudnia 2024 r.