Analiza porównawcza czterech typów metod magazynowania energii: szeregowa, scentralizowana, rozproszona i modułowa

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

modułowe. Każdy rodzaj metody magazynowania energii ma swoją własną charakterystykę i możliwe scenariusze.

1. Sznurkowe magazynowanie energii

Cechy:

Każdy moduł fotowoltaiczny lub mały pakiet akumulatorów podłączany jest do własnego falownika (mikroinwertera), a następnie falowniki te włączane są równolegle do sieci.

Nadaje się do małych domowych lub komercyjnych systemów fotowoltaicznych ze względu na wysoką elastyczność i łatwą rozbudowę.

Przykład:

Małe urządzenie magazynujące energię z baterii litowej stosowane w domowym systemie wytwarzania energii słonecznej na dachu.

Parametry:

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

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

Wydajność: wysoka wydajność dzięki zmniejszonym stratom mocy po stronie prądu stałego.

Skalowalność: łatwe dodawanie nowych komponentów lub akumulatorów, odpowiednie do konstrukcji etapowej.

2. Scentralizowane magazynowanie energii

Cechy:

Użyj dużego centralnego falownika do zarządzania konwersją mocy całego systemu.

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

Przykład:

System magazynowania energii klasy megawatowej (MW) wyposażony w duże elektrownie wiatrowe.

Parametry:

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

Gęstość energii: Wysoka gęstość energii ze względu na zastosowanie dużego sprzętu.

Wydajność: W przypadku dużych prądów 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 działa niezależnie, ale można je połączyć w sieć i koordynować.

Sprzyja to poprawie stabilności sieci lokalnej, poprawie jakości energii i zmniejszeniu strat przesyłowych.

Przykład:

Mikrosieci w społecznościach miejskich, składające się z małych jednostek magazynowania energii w wielu budynkach mieszkalnych i komercyjnych.

Parametry:

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

Gęstość energii: zależy od konkretnej zastosowanej technologii magazynowania energii, takiej jak akumulatory litowo-jonowe lub inne nowe akumulatory.

Elastyczność: może szybko reagować na lokalne zmiany zapotrzebowania i zwiększać odporność sieci.

Niezawodność: nawet jeśli pojedynczy węzeł ulegnie awarii, inne węzły mogą nadal działać.

4. Modułowe magazynowanie energii

Cechy:

Składa się z wielu standardowych modułów magazynowania energii, które w razie potrzeby można elastycznie łączyć w różne pojemności i konfiguracje.

Obsługa plug-and-play, łatwa instalacja, konserwacja i aktualizacja.

Przykład:

Kontenerowe rozwiązania w zakresie magazynowania energii stosowane w parkach przemysłowych lub centrach danych.

Parametry:

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

Standaryzowany projekt: dobra wymienność i kompatybilność między modułami.

Łatwa rozbudowa: pojemność magazynowania energii można łatwo zwiększyć, dodając dodatkowe moduły.

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

Cechy techniczne

Wymiary Strunowe magazynowanie energii Scentralizowane magazynowanie energii Rozproszone magazynowanie energii Modułowe magazynowanie energii
Obowiązujące scenariusze Mały domowy lub komercyjny układ słoneczny Duże elektrownie na skalę przemysłową (takie jak farmy wiatrowe, elektrownie fotowoltaiczne) Mikrosieci miejskie, optymalizacja energetyki lokalnej Parki przemysłowe, centra danych i inne miejsca wymagające elastycznej konfiguracji
Zakres mocy Kilka kilowatów (kW) do dziesiątek kilowatów Od setek kilowatów (kW) do kilku megawatów (MW), a nawet więcej Dziesiątki kilowatów do setek kilowatów Można go zwiększyć z kilkudziesięciu kilowatów do kilku megawatów lub więcej
Gęstość energii Niższe, gdyż każdy falownik wymaga określonej ilości miejsca Wysokie, przy użyciu dużego sprzętu Zależy od konkretnej zastosowanej technologii magazynowania energii Standaryzowany projekt, umiarkowana gęstość energii
Efektywność Wysoka, redukująca straty mocy po stronie prądu stałego Może powodować większe straty przy obsłudze wysokich prądów Szybko reaguj na lokalne zmiany zapotrzebowania i zwiększaj elastyczność sieci Wydajność pojedynczego modułu jest stosunkowo wysoka, a ogólna wydajność systemu zależy od integracji
Skalowalność Łatwe dodawanie nowych komponentów lub akumulatorów, odpowiednie do konstrukcji etapowej Rozbudowa jest stosunkowo złożona i należy wziąć pod uwagę ograniczenie wydajności falownika centralnego. Elastyczny, może pracować samodzielnie lub w grupie Bardzo łatwy w rozbudowie, 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 zmniejszają się wraz z korzyścią skali, a początkowe wdrożenie jest elastyczne
Konserwacja Łatwa konserwacja, pojedyncza awaria nie wpłynie na cały system Scentralizowane zarządzanie upraszcza niektóre prace konserwacyjne, ale kluczowe komponenty są ważne Szeroka dystrybucja zwiększa nakład pracy związany z konserwacją na miejscu Modułowa konstrukcja ułatwia wymianę i naprawę, skracając przestoje
Niezawodność Wysoki, nawet jeśli jeden element ulegnie awarii, pozostałe mogą nadal działać normalnie Zależy od stabilności falownika centralnego Poprawiono stabilność i niezależność systemów lokalnych Wysoka, redundantna konstrukcja pomiędzy modułami zwiększa niezawodność systemu

Czas publikacji: 18 grudnia 2024 r