Τι είναι ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας σε εξωτερικό ντουλάπι;

 

Οσύστημα αποθήκευσης ενέργειας σε εξωτερικό ντουλάπιαντιπροσωπεύει μια ολοκληρωμένηλύση αποθήκευσης ενέργειας μπαταρίας(BESS) σχεδιασμένο για ανάπτυξη σε εξωτερικά περιβάλλοντα όπου οι περιορισμοί χώρου και η περιβαλλοντική έκθεση παρουσιάζουν λειτουργικές προκλήσεις. Διακρίνεται από τα συστήματα με εμπορευματοκιβώτια για το συμπαγές του αποτύπωμα και από τις οικιστικές μονάδες για τις εμπορικές-προδιαγραφές του, αυτό το ντουλάπι-της μορφής BESS ενοποιεί μονάδες μπαταριών φωσφορικού σιδήρου λιθίου (LFP),συστήματα μετατροπής ισχύος (PCS), συστήματα διαχείρισης μπαταριών (BMS), εξοπλισμός θερμικής ρύθμισης και μηχανισμοί πυρόσβεσης μέσα σε ένα ενιαίο περίβλημα με βαθμολογία IP55 ή NEMA 3R-.

Γιατί είναι θήκη υπολογιστήδιαστάσειςσπουδαίος;

Εδώ είναι κάτι που λείπει από τους ανθρώπους όταν ψωνίζουν για αποθήκευση ενέργειας: το ντουλάπι δεν είναι απλώς ένα κουτί.

Σκεφτείτε το. Έχετε μια μικρή μονάδα παραγωγής. Ίσως μια αντιπροσωπεία αυτοκινήτων με φορτιστές EV πίσω. Ένα αγροτικό νοσοκομείο που δεν έχει την πολυτέλεια να χάσει ρεύμα. Οι λύσεις κοντέινερ μήκους 20-ποδιών που κυριαρχούν στην αγορά- κλίμακας - δεν ταιριάζουν. Και τα powerwalls των κατοικιών; Πουθενά αρκετός χυμός.

Το υπαίθριο ντουλάπι καλύπτει αυτό το κενό, αν και ειλικρινά, ο κλάδος χρειάστηκε χρόνια για να το καταλάβει. Οι πρώιμες εμπορικές εγκαταστάσεις συχνά σήμαιναν την εκ των υστέρων τοποθέτηση μπαταριών εσωτερικών χώρων σε αδιάβροχα περιβλήματα και τα αποτελέσματα ήταν... μικτά, στην καλύτερη περίπτωση. Προβλήματα συμπύκνωσης. Εφιάλτες θερμικής ποδηλασίας. Ένας εγκαταστάτης για τον οποίο έχω διαβάσει περιέγραψε ότι βρήκε μια λακκούβα μέσα σε ένα υποτιθέμενο σφραγισμένο ντουλάπι μετά από μόλις έναν χειμώνα της Μινεσότα.

Τα μοντέρνα σχέδια έχουν λύσει σε μεγάλο βαθμό αυτούς τους πονοκεφάλους. Γαλβανισμένη κατασκευή από χάλυβα ή αλουμίνιο. Διπλή-μόνωση τοίχων. Πραγματική σκέψη τίθεται στο πώς ο αέρας κινείται μέσα στο πράγμα.

Βασικά εξαρτήματα (και ποια έχουν πραγματικά σημασία)

Τα υλικά μάρκετινγκ θα αναφέρουν κάθε στοιχείο σαν να είναι όλα εξίσου σημαντικά. Δεν είναι.

Οι ίδιες οι μπαταρίεςείναι προφανώς επικριτικά. Η χημεία LFP κυριαρχεί σε αυτό το τμήμα για καλό λόγο-το όριο θερμικής διαφυγής βρίσκεται πάνω από 250 μοίρες , πολύ πέρα ​​από αυτό που ανέχονται οι χημικές ουσίες NMC ή NCA. Δεν πρόκειται να δείτε τα δραματικά βίντεο πυρκαγιάς που ταλαιπώρησαν τα πρώτα έργα αποθήκευσης πλέγματος. Το αντάλλαγμα είναι η χαμηλότερη ενεργειακή πυκνότητα, αλλά όταν κατασκευάζετε κάτι που θα μείνει χωρίς επίβλεψη πίσω από ένα κτίριο για δεκαπέντε χρόνια, η ασφάλεια κερδίζει.

Θερμική διαχείριση είναι όπου τα έργα στην πραγματικότητα αποτυγχάνουν. Η ψύξη αέρα λειτουργεί καλά για ρυθμούς εκφόρτισης σε ή κάτω από 1C-που καλύπτει τις περισσότερες εφαρμογές C&I, σενάρια αιχμής ξυρίσματος, τέτοια πράγματα. Πιέστε πέρα ​​από τους 2C και παράγετε θερμότητα πιο γρήγορα από ό,τι μπορεί να τη διαχέει η φυσική μεταφορά. Ορισμένοι κατασκευαστές έχουν αρχίσει να ενσωματώνουν υγρή ψύξη, κυκλοφορώντας διαλύματα γλυκόλης μέσω ψυχρών πλακών που βρίσκονται ανάμεσα σε στοίβες κυττάρων. Τα κέρδη αποτελεσματικότητας είναι πραγματικά. Το ίδιο και οι επιπλοκές συντήρησης.

Το PCS διαχειρίζεται τη μετατροπή DC-AC. Το BMS παρακολουθεί τις τάσεις και τις θερμοκρασίες των κυψελών. Το EMS συντονίζει τα πάντα. Αυτά έχουν σημασία, προφανώς. Αλλά είναι ώριμες τεχνολογίες σε αυτό το σημείο. Η διαφοροποίηση μεταξύ των προμηθευτών συμβαίνει στον θερμικό σχεδιασμό και τη μηχανική περιβλημάτων.

Θέματα εγκατάστασης Κανείς δεν μιλά για

Τα φυλλάδια δείχνουν αυτά τα ντουλάπια να κάθονται όμορφα πάνω σε τσιμεντένια μαξιλάρια, ίσως με λίγο διακοσμητικό χαλίκι γύρω τους. Η πραγματικότητα είναι πιο μπερδεμένη.

Η προετοιμασία του εδάφους έχει μεγαλύτερη σημασία από ό,τι αντιλαμβάνονται οι περισσότεροι. Η συγκέντρωση νερού γύρω από τη βάση επιταχύνει τη διάβρωση στις εισόδους καλωδίων και μπορεί-υπό εσφαλμένες συνθήκες-να δημιουργήσει διαδρομές εδαφών. Ένα βοηθητικό πρόγραμμα που συνάντησα έπρεπε να μεταφέρει έξι εγκαταστάσεις ντουλαπιών μέσα σε δύο χρόνια από την έναρξη λειτουργίας, επειδή οι αρχικές τοποθεσίες μετατράπηκαν σε εποχιακές λίμνες.

Οι απαιτήσεις εκκαθάρισης διαφέρουν ανάλογα με τη δικαιοδοσία, αλλά γενικά αναμένετε 3-πλευρικές αποστάσεις ποδιών και μπροστινή πρόσβαση 6 ποδιών. Οι κώδικες πυρκαγιάς σε ορισμένες περιοχές επιβάλλουν πρόσθετες αποτυχίες από τα κτίρια. Και καλή τύχη να λάβετε μια ευθεία απάντηση σχετικά με τα χρονοδιαγράμματα αδειοδότησης-Έχω δει πανομοιότυπα έργα σε γειτονικές κομητείες να διαρκούν τρεις εβδομάδες και εννέα μήνες αντίστοιχα.

Η ηλεκτρική διασύνδεση είναι η δική της περιπέτεια. Τα περισσότερα ντουλάπια εξωτερικού χώρου στοχεύουν σε τριφασικές συνδέσεις δικτύου 400V ή 480V. Η διασύνδεση του μετασχηματιστή (αν χρειάζεστε βαθμίδα τάσης) μπορεί να προσθέσει 15.000-40.000 $ στο κόστος του έργου. Διακόπτες παράκαμψης. Αποσυνδέστε τους μηχανισμούς. Θεωρήσεις φλας τόξου. Το ίδιο το ντουλάπι μπορεί να είναι το κλειδί στο χέρι, αλλά η εγκατάσταση είναι σπάνια

Το ζήτημα της ασφάλειας

Αυτό αξίζει τη δική του ενότητα, παρόλο που το έχω ήδη θίξει.

Οι μπαταρίες LFP δεν αναφλέγονται εύκολα. Αυτό είναι αλήθεια. Τι ισχύει επίσης: μπορούν ακόμα να βιώσουν θερμικά φαινόμενα υπό συνθήκες κατάχρησης και ένα υπαίθριο ντουλάπι συγκεντρώνει πολλή αποθηκευμένη ενέργεια σε έναν μικρό χώρο.

Ορισμένα νεότερα σχέδια προχωρούν περισσότερο στην ψύξη με εμβάπτιση λαδιού, η οποία ταυτόχρονα λειτουργεί ως επιβραδυντικό φωτιάς. Η ερευνητική βιβλιογραφία δείχνει ότι αυτά τα συστήματα μπορούν να μειώσουν σημαντικά τον κίνδυνο διάδοσης θερμικής διαφυγής, αν και τα δεδομένα ανάπτυξης πεδίου παραμένουν περιορισμένα.

Αυτό που με απασχολεί περισσότερο από τα σενάρια καταστροφικής αποτυχίας είναι η σταδιακή υποβάθμιση που περνά απαρατήρητη. Ένα κύτταρο που αναπτύσσει υψηλότερη εσωτερική αντίσταση. Ένα ρουλεμάν ανεμιστήρα ψύξης αρχίζει να φθείρεται. Αυτά δεν ανακοινώνουν τον εαυτό τους με συναγερμούς. Εμφανίζονται ως φθίνουσα απόδοση μετ' επιστροφής-, αργά, σε διάστημα μηνών. Τα συστήματα παρακολούθησης το καταλαβαίνουν... αν κάποιος παρακολουθεί πραγματικά τους πίνακες εργαλείων.

Πρακτικές Εφαρμογές

Η αγορά C&I έχει πραγματικά αγκαλιάσει αυτά τα συστήματα. Όχι καθολικά, και όχι χωρίς κάποιες αποτυχίες στην πορεία, αλλά η τροχιά είναι ξεκάθαρη.

Κορυφαίο ξύρισμαπαραμένει η κύρια περίπτωση χρήσης. Οι εμπορικές τιμές ηλεκτρικής ενέργειας συχνά περιλαμβάνουν χρεώσεις ζήτησης με βάση την υψηλότερη κατανάλωση ισχύος 15-λεπτών κατά τη διάρκεια μιας περιόδου χρέωσης. Ένα ντουλάπι 100 kW/215 kWh μπορεί να ισοπεδώσει αυτές τις αιχμές, παρέχοντας πραγματική εξοικονόμηση πόρων - μερικές φορές αρκετή για να δικαιολογήσει το κόστος του εξοπλισμού εντός 3-4 ετών, ανάλογα με τη δομή των τιμών.

Εφεδρική ισχύςαυξάνεται, ιδιαίτερα αφού τα γεγονότα αξιοπιστίας του δικτύου έδειξαν ότι ακόμη και οι ανεπτυγμένες περιοχές μπορούν να αντιμετωπίσουν εκτεταμένες διακοπές λειτουργίας. Τα ντουλάπια υποστηρίζουν τη λειτουργία black start στις περισσότερες διαμορφώσεις, αν και η μεταβίβαση δεν είναι τόσο απρόσκοπτη όσο ένα παραδοσιακό UPS. Εάν χρειάζεστε μηδενική διακοπή για κρίσιμα φορτία, εξακολουθείτε να στρώνετε λύσεις.

Ηλιακή ολοκλήρωσηλειτουργεί καλά αλλά απαιτεί προσεκτικό μέγεθος. Η χωρητικότητα αποθήκευσης πρέπει γενικά να ταιριάζει με αρκετές ώρες υπερβολικής παραγωγής. Τα συστήματα μικρού μεγέθους απλώς σπαταλούν την πλεονάζουσα παραγωγή. Τα υπερμεγέθη συστήματα δεν φτάνουν ποτέ τα βάθη του κύκλου που μεγιστοποιούν την απόδοση επένδυσης (ROI).

Ορισμένες αναδυόμενες εφαρμογές-υποστήριξη γρήγορης φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων, συμμετοχή στις υπηρεσίες δικτύου-είναι υπόσχονται αλλά παραμένουν σε πρώιμο-στάδιο για την ανάπτυξη κλίμακας ντουλαπιών-.

Τι να ψάξετε πραγματικά

Εάν αξιολογείτε αυτά τα συστήματα, αγνοήστε για λίγο τους τίτλους χωρητικότητας. Μια βαθμολογία πινακίδας 215 kWh στις 25 μοίρες δεν σας λέει τίποτα για την πραγματική-παγκόσμια απόδοση κατά τη διάρκεια ενός καλοκαιριού του Τέξας ή του χειμώνα του Ουισκόνσιν.

Ρωτώ για:

Το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας. Τα καλύτερα συστήματα χειρίζονται -30 μοίρες έως +55 μοίρες χωρίς μειώσεις. Τα μικρότερα συστήματα επιβάλλουν περιορισμούς φόρτισης κάτω από 0 μοίρες που μπορεί να τα καταστήσουν άχρηστα για εφαρμογές αποθήκευσης κατά τη διάρκεια της νύχτας σε ψυχρά κλίματα.

Χρησιμοποιήσιμη χωρητικότητα έναντι ονομαστικής. Ορισμένοι κατασκευαστές αναφέρουν πλήρη χωρητικότητα. άλλοι δημιουργούν αποθεματικά. Θέλετε να μάθετε τι είναι πραγματικά διαθέσιμο στο 80% βάθος εκκένωσης μετά από τρία χρόνια ποδηλασίας.

Όροι εγγύησης πέραν της διάρκειας. Η εξασθένιση χωρητικότητας εγγυάται την ύλη. Το ίδιο ισχύει και για τα ψιλά γράμματα για το τι συνιστά «κανονική χρήση». Έχω δει να ακυρώνονται οι εγγυήσεις σχετικά με τις λεπτομέρειες εγκατάστασης που δεν κοινοποιήθηκαν ποτέ ως απαιτήσεις.

Η προσέγγιση της θερμικής διαχείρισης. Αερόψυξη ή υγρό; Ποια θερμοκρασία περιβάλλοντος οδηγεί το σύστημα σε προστατευτική μείωση; Ποιο είναι το παρασιτικό φορτίο του ίδιου του συστήματος ψύξης;

Διαφάνεια εφοδιαστικής αλυσίδας. Πού κατασκευάζονται τα κύτταρα; Πού είναι η τελική συναρμολόγηση; Αυτό επηρεάζει τους χρόνους παράδοσης, το σέρβις της εγγύησης και όλο και περισσότερο την καταλληλότητα για προγράμματα κινήτρων.

Η πραγματικότητα του κόστους

Η διαφάνεια των τιμών σε αυτή την αγορά είναι τρομερή. Κάθε προσφορά βασίζεται στο αίτημα. Αλλά σε γενικές γραμμές, περιμένετε 500-800 $/kWh για ολοκληρωμένα συστήματα ντουλαπιών με το κλειδί στο χέρι στην περιοχή 100-300 kWh. Η εγκατάσταση προσθέτει άλλο 15-25% ανάλογα με την πολυπλοκότητα του ιστότοπου.

Αυτοί οι αριθμοί συνεχίζουν να μειώνονται-οι ίδιες οι μπαταρίες έχουν πέσει περίπου 90% σε διάστημα δύο δεκαετιών-αλλά μπορεί να πλησιάζουμε τις κατώτατες τιμές από την πλευρά της χημείας. Το υπόλοιπο-του-κόστους συστήματος έχει αποδειχθεί πιο κολλώδες.

Το εάν τα οικονομικά λειτουργούν εξαρτάται εξ ολοκλήρου από τη συγκεκριμένη κατάστασή σας. Τιμές ηλεκτρικής ενέργειας. Δομές φόρτισης ζήτησης. Διαθέσιμα κίνητρα. Προφίλ ηλιακής παραγωγής εάν υπάρχουν. Οι γενικές προβολές απόδοσης επένδυσης είναι άχρηστες εδώ. Λάβετε μια-συγκεκριμένη ανάλυση ιστότοπου ή μην ασχοληθείτε.

Πού οδεύει αυτή η τεχνολογία

Οι κατασκευαστές αυξάνουν την ενεργειακή πυκνότητα με κάθε παραγωγή προϊόντος. Το ντουλάπι των 215 kWh που απαιτούσε πλήρες αποτύπωμα εξωτερικού χώρου πριν από πέντε χρόνια τώρα χωράει σε κάτι 30% μικρότερο. Η υγρή ψύξη μεταναστεύει προς τα κάτω από τα δοχεία. Η απομακρυσμένη παρακολούθηση έχει ωριμάσει σε σημείο όπου η λειτουργία χωρίς επίβλεψη είναι πραγματικά πρακτική και όχι φιλόδοξη.

Η λιγότερο ορατή εξέλιξη συμβαίνει στη νοημοσύνη των ελέγχων. Προγνωστική αποστολή βάσει μηχανικής εκμάθησης-. Δυναμική απόκριση στην τιμολόγηση της ηλεκτρικής ενέργειας σε πραγματικό χρόνο. Αυτόματη μοντελοποίηση υποβάθμισης που προσαρμόζει τις παραμέτρους λειτουργίας για να παρατείνει την ωφέλιμη ζωή.

Το εάν όλα αυτά συγκλίνουν σε πραγματικά εμπορευματοποιημένες, εγκαταστήστε-και-υποδομές μένει να το δούμε. Η γραμμή τάσης προτείνει ναι, τελικά. Το χρονοδιάγραμμα; Όποιος ισχυρίζεται ότι ξέρει, μαντεύει.

Η αποθήκευση ενέργειας σε εξωτερικούς θαλάμους καταλαμβάνει μια συγκεκριμένη θέση στην ευρύτερη μετάβαση στην ηλεκτροδότηση-πολύ μεγάλη για σπίτια, πολύ μικρή για υποσταθμούς κοινής ωφέλειας, ακριβώς για τις εμπορικές και ελαφριές βιομηχανικές εγκαταστάσεις που αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος της κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας σε δομημένο περιβάλλον. Δεν είναι λαμπερή τεχνολογία. Δεν θα γίνει πρωτοσέλιδο. Όλο και περισσότερο, θα λειτουργεί αθόρυβα στο παρασκήνιο, ξυρίζοντας κορυφές και αποθηκεύοντας την ηλιοφάνεια, κάτι που μπορεί να είναι ακριβώς αυτό που έχει σημασία.