pilihan terbaik untuk aplikasi bateri pegun?
Dunia bateri pegun tidak berhenti. Apakah pilihan bateri terbaik untuk pasaran yang berkembang pesat ini?
Dunia sedang cepat berubah. Semakin banyak industri, organisasi, wilayah dan negara memerlukan kuasa elektrik yang konsisten dan boleh dipercayai atas permintaan. Grid nasional sering bergelut untuk memenuhi permintaan kuasa puncak dan, di sesetengah negara, pemadaman yang dirancang mengikut bandar atau kawasan adalah perkara biasa. Di negara perindustrian yang mempunyai infrastruktur matang pastinya terdapat tekanan pada bekalan dan kadangkala peristiwa puncak, kerosakan atau kemalangan boleh membawa kepada tempoh pemadaman yang berpanjangan. Di sisi lain, ekonomi membangun boleh menghadapi masalah dengan membekalkan kuasa di kawasan terpencil yang tiada grid nasional untuk membekalkan kuasa.
Kemudian terdapat keperluan moden untuk menyimpan tenaga daripada sumber boleh ubah atau boleh diperbaharui yang output kuasanya boleh terputus-putus dan kadangkala tidak dapat diramalkan. Penjana angin dan solar boleh menjadi kedua-duanya. Ini dan sumber tenaga yang lebih boleh diramal seperti penjana pasang surut juga boleh membekalkan kuasa pada masa yang menyusahkan, iaitu bukan pada tempoh permintaan puncak. Terdapat banyak aplikasi yang berkaitan dengan grid (kawalan frekuensi, pencukuran puncak, arbitraj dll.) dan UPS tempatan, kuasa siap sedia, penjimatan kos dsb. yang juga merupakan bahagian penting dalam perdagangan moden.
Ini hanyalah beberapa aplikasi yang memerlukan kemudahan penyimpanan tenaga pegun.
Malangnya, data itu bukan semasa. Ini disebabkan oleh kekurangan maklumat yang tersedia secara percuma mengenai pasaran yang semakin berkembang dan lebih menguntungkan ini. Sektor yang paling pesat berkembang iaitu Penyimpanan Tenaga dan UPS untuk aplikasi pusat data, adalah perniagaan besar dan boleh menjadi operasi komersial yang dipacu pelabur. Disebabkan ini, terdapat potensi keuntungan dalam menyediakan maklumat yang berkaitan, jadi syarikat seperti Reuters sememangnya mencari maklumat mereka untuk mendapat permintaan. Atas sebab ini, statistik tidak akan koheren atau terpakai secara langsung seperti yang saya mahukan. Walau bagaimanapun, mereka akan berada pada tahap yang mencukupi untuk memberikan pemahaman tentang arah aliran semasa dalam sektor pasaran pertumbuhan tinggi ini.
Jika kita meneliti senarai ringkas yang disediakan dalam Rajah. 1 dapat dilihat bahawa terdapat keperluan yang sangat berbeza untuk aplikasi ini. Bahagian terbesar orang lain yang boleh kita anggap kebanyakannya adalah Penyimpanan Tenaga. Menurut Reuters, pasaran pegun bateri asid plumbum bernilai 8.3 bilion USD pada 2017 dan terdiri daripada sektor berikut:
Telekom
UPS
Utiliti
Pencahayaan Kecemasan
Sistem Keselamatan
Televisyen Kabel/Penyiaran
Gas minyak
Tenaga yang boleh diperbaharui
Sistem Sandaran Kereta Api
Lain-lain
Untuk tujuan artikel ini, hanya sedikit yang boleh menggabungkan beberapa pasaran ini kerana persamaan dalam keperluan bateri mereka. Jadual 1 menunjukkan permintaan aplikasi ini pada bateri yang dipasang.
Beberapa aplikasi ini boleh dibahagikan lagi. Bermula dengan Penyimpanan Tenaga, ini mungkin aplikasi pegun yang paling cepat berkembang. Dalam 20 tahun yang lalu, ia telah diiktiraf bahawa storan tenaga, sama ada terus dari grid seperti dalam operasi skala utiliti, atau sebagai tambahan kepada penjana tenaga boleh diperbaharui boleh ubah, mempunyai pelbagai manfaat. Jadual 2 di bawah memberikan senarai yang munasabah komprehensif bagi kegunaan berbeza yang boleh diletakkan storan tenaga skala grid.
Apa yang dapat dilihat dengan serta-merta ialah beberapa aplikasi seperti Arbitraj tenaga mempunyai faedah komersial yang ketara dan industri berdasarkan pembelian rizab tenaga tersimpan pada harga rendah kemudian menjual semula kepada pengedar pada masa permintaan puncak atau apabila penjana tenaga bergelut. Keupayaan untuk memanfaatkan tenaga boleh diperbaharui dengan cekap semakin penting dan negara serta wilayah bergelut untuk menyampaikan pelepasan CO2 yang lebih rendah daripada peningkatan perindustrian dan permintaan pengguna.
Penyimpanan tenaga skala grid bersama-sama dengan pasaran lain seperti menara telekomunikasi jauh adalah pasaran yang sedang berkembang di mana bateri diletakkan secara ideal untuk membolehkan pertumbuhannya. Daripada semua teknologi storan bateri yang tersedia, asid plumbum, dan khususnya reka bentuk OPzS dan OPzV 2v, boleh memberikan penyelesaian yang sangat kos efektif untuk kebanyakan pasaran pegun.
Jadual 1 Aplikasi Bateri Pegun dan keperluannya
| Permohonan | Saiz Biasa | Pelepasan Maks | Kekerapan Pelepasan | Kadar Pelepasan |
|---|---|---|---|---|
| Penyimpanan Tenaga | 1-50 MWj, Maks - 290 | 80% | Setiap hari | 0.2 C10 |
| UPS | 0.5 - 500 kWj | 20% | Jarang / Mingguan | 0.05 C10 |
| Kecemasan / Sandaran | 0.5 kWj - 10MWj | 80% | Jarang / Mingguan | 0.08 C10 |
| Rel / Kabel / Keselamatan | 0.1 - 5kWj | 60% | Setiap hari | 0.1 C10 |
| Boleh diperbaharui | 0.5kWj - 5MWj | 70% | Setiap hari | 0.1 C10 |
| Telekom | 5 kWj - 50 kWj | 70% | Setiap hari | 0.1 C10 |
Satu perkara yang kita tidak patut bimbang ialah kapasiti tenaga yang kita ada dalam grid negara kita. Apa yang kami kurang ialah keupayaan untuk memenuhi permintaan kuasa kami pada tempoh puncak, dan bukannya keupayaan untuk memenuhi jumlah keperluan tenaga kami. Banyak negara perindustrian boleh menjana lebih daripada jumlah keperluan tenaga harian, tetapi berada pada, atau hampir, kapasiti penjanaan mereka untuk tempoh penggunaan puncak. Di UK, sebagai contoh, permintaan puncak maksimum berlegar sekitar 60 GW dengan keupayaan bekalan kira-kira 75 GW tetapi selalunya kurang ketara disebabkan kerosakan yang kerap.
Ini bermakna bahawa pada masa-masa permintaan puncak boleh mengatasi bekalan penjana. Ini berbeza dengan India, yang permintaan elektriknya mencecah rekod tertinggi sepanjang masa sebanyak 176.724 gigawatt pada Mac tahun ini, walaupun mempunyai kapasiti terpasang sebanyak 350.162 GW. Walau bagaimanapun, banyak negeri di India mengalami pemotongan kuasa yang dirancang dan tidak dirancang dan bekalan elektrik puncak telah rendah. Ini telah dijelaskan dengan merujuk kepada isu-isu seperti kewangan tidak menentu beberapa syarikat pengedaran elektrik milik kerajaan, yang menghalang mereka daripada dapat memperoleh jumlah kuasa yang diperlukan.
| Permohonan | Penerangan |
|---|---|
| Arbitraj Tenaga | Boleh menyimpan tenaga dan mengukur penggunaannya untuk pembelian dan penjualan semula dengan keuntungan |
| Peraturan Kekerapan | Kekerapan penurunan mendadak akibat beban berat boleh dielakkan dengan menggunakan kuasa bateri serta-merta |
| Pengukuhan Kapasiti | Penggunaan storan untuk menyediakan tenaga untuk diisi apabila keluaran penjanaan berubah-ubah (iaitu suria dan angin) berada di bawah penarafan penjana untuk menyediakan output kuasa yang berterusan |
| Kualiti Kuasa | Ukuran tahap voltan dan / atau gangguan frekuensi |
| Permulaan Hitam | " Pemulihan grid yang boleh dipercayai berikutan pemadaman. Ini memerlukan unit penjana untuk dimulakan tanpa bekalan elektrik luar, atau untuk terus beroperasi secara automatik pada tahap berkurangan apabila diputuskan sambungan daripada grid " |
| Pencukuran puncak / Pengurusan bahagian permintaan / Meratakan beban | Aktiviti atau program ZII yang dijalankan oleh Load - Serving Entiti atau pelanggannya untuk mempengaruhi jumlah atau masa elektrik yang mereka gunakan |
| Kuasa sandaran (Penjana nuklear dan bahan api fosil) | Menyediakan kuasa sekiranya berlaku kegagalan kuasa untuk kemudahan komersial dan perindustrian. Juga boleh digunakan oleh loji janakuasa elektrik untuk membekalkan elektrik jika penjana tidak dapat mengatasi atau gagal |
| UPS | Bekalan Kuasa Tidak Terputus ialah peranti yang menyediakan sandaran bateri apabila kuasa elektrik gagal atau jatuh ke paras voltan yang tidak boleh diterima. Boleh digunakan untuk aplikasi domestik atau industri |
Kerajaan India mendakwa bahawa dalam sembilan bulan TK19, permintaan puncak meningkat pada 7.9% berbanding 2.8% dalam tempoh yang sama pada TK18. Ia mengaitkan peningkatan permintaan tenaga ini disebabkan oleh penyebaran elektrifikasi isi rumah, peningkatan bekalan kepada pengguna pertanian, penjanaan kuasa hidro yang rendah dan musim panas yang berpanjangan. Hampir 50% kapasiti penjanaan kuasa India diperoleh daripada loji hidroelektrik. Ini bermakna penjana lain menyumbang sekitar 170GW potensi keluaran. Dengan mengambil kira perkara ini, kecenderungan untuk penyimpanan tenaga adalah sangat besar, dengan faedah yang pasti akan diperolehi daripada menyimpan rizab tenaga yang lebih besar daripada meningkatkan atau menghidupkan penjana tambahan apabila diperlukan.
Selain daripada bekalan elektrik dan mengelakkan pemadaman, storan tenaga boleh menyelesaikan banyak masalah seperti mengekalkan kekerapan bekalan pada tahap yang betul kerana keupayaan tindak balas segeranya. Kemudian terdapat isu permintaan puncak dan penggunaan tenaga boleh diperbaharui yang tidak pernah dihasilkan pada masa yang sesuai untuk keperluan puncak kita. Kos memasang storan tenaga dan bukannya penjanaan, juga menguntungkan, terutamanya jika pilihan bateri yang paling kos efektif dipilih. Ya, seperti yang anda mungkin sangka ia adalah kimia asid plumbum biasa yang memberikan nilai serba terbaik.
Ini bukan sahaja benar tentang kos modal tetapi juga kos seumur hidup dan pulangan kewangan atas pelaburan. Dalam Penyimpanan Tenaga, tumit Achilles utama asid plumbum, ketumpatan tenaganya yang rendah bukanlah faktor penting dalam kejayaan operasinya. Memandangkan tiada pergerakan dan banyak ruang tersedia di dalam bangunan dan dengan bateri yang disimpan di lantai konkrit, berat dan isipadu bukanlah isu yang sangat penting.
2V OPzS masa tindak balas pantas
Keperluan utama untuk semua aspek Penyimpanan Tenaga adalah masa tindak balas yang pantas selama beberapa saat, penukaran tenaga yang cekap dan kalendar dan hayat kitaran yang panjang. Julat OPzS dan OPzV 2v mempunyai masa tindak balas milisaat dan kitaran terbaik serta hayat kalendar bagi semua reka bentuk LAB yang berbeza.
OPzS lwn OPzV
OPzV 2v berbeza dalam dua aspek: ia mempunyai elektrolit GEL yang tidak bergerak dan injap pelepas tekanan untuk memastikan oksigen dan hidrogen yang dihasilkan sentiasa dicas, di dalam sel untuk penggabungan semula. Ciri-ciri yang ditunjukkan, khususnya, plat tiub dengan tulang belakang untuk grid dan pegangan multitube dalam bahan aktif, adalah kunci kepada kitaran panjang dan hayat kalendar reka bentuk sel ini.
Apakah bateri OPzS?
Daripada pilihan asid plumbum, 2V OPzS mempunyai prestasi menyeluruh yang lebih baik dalam kebanyakan aplikasi pegun, terutamanya untuk hayat kitaran, tetapi mempunyai kelemahan yang memerlukan penambahan penyelenggaraan bersama-sama dengan kos yang berkaitan. Apabila mengira kos meratakan storan tenaga (LCOES), adalah penting untuk memasukkan kos penuh pemasangan dan penyelenggaraan bateri. Apabila menentukan pilihan bateri terbaik adalah penting untuk memahami kos sebenar, terutamanya apabila menilai kimia bateri yang berbeza.
2V OPzS lwn Litium
Dengan li-ion sebagai contoh, selalunya kos pek bateri yang disebut, meninggalkan peralatan penyejukan, keselamatan dan penangkapan kebakaran. Dalam sesetengah kes, ia hanya kos sel tanpa pek bateri dan sistem pengurusan yang disertakan dalam pengiraan. Kos tenaga yang diratakan (LCOE) boleh ditentukan dengan mudah daripada perhubungan berikut:
LCOE = jumlah semua kos sepanjang hayat bateri/jumlah semua output sepanjang hayat bateri.
Kos sepanjang hayat bateri termasuk pengecasan bateri dengan elektrik. Dalam kes ini, output/input yang dinyatakan sebagai peratusan digunakan untuk pengiraan kos.
Output sepanjang hayat sangat bergantung pada hayat kitaran bateri, lebih tinggi lebih baik. Ini mengurangkan kos membekalkan elektrik mengikut perhubungan yang diberikan di atas. Ini sekali lagi merupakan punca kekeliruan dan ralat semasa membuat pengiraan untuk pembelian bateri. Dalam kes asid plumbum, hayat bateri sangat bergantung pada kedalaman nyahcas (DOD).
Semakin rendah DOD semakin tinggi hayat kitaran bateri (Gamb. 3). Ramai pelanggan akan cuba meminimumkan barisan teratas dengan mengekalkan kos modal pada tahap minimum dan membeli bateri kapasiti terkecil untuk melakukan kerja. Malah, bateri hanya 50% lebih besar akan memberikan DOD sebanyak 50% dan bukannya 80% dan boleh dikatakan akan menggandakan hayat kitaran. Dalam keadaan ini kos sistem dan pemasangan hampir tidak berubah, cuma harga sel bateri yang telah meningkat.
Dalam erti kata lain, anda mendapat LCOE hampir separuh daripada sarung modal minimum untuk tambahan kos bateri 50% lebih tinggi. Faedahnya tidak terhenti di situ: kecekapan pengecasan kini berubah daripada kurang daripada 80% kepada lebih 90%, memberikan pengurangan selanjutnya dalam LCOE anda.
Faedah menggunakan bateri untuk perniagaan Penyimpanan Tenaga cukup jelas. Persoalan bateri mana yang kurang mudah. Pada masa ini, li-ion ialah kimia dominan yang digunakan secara global dalam aplikasi yang semakin berkembang ini. Sebab untuk ini tidak sepenuhnya jelas melainkan taktik pemasaran dipertimbangkan. Sebab utama yang diberikan oleh pemasang sistem BESS untuk menggunakan li-ion ialah ia mempunyai LCOE yang lebih baik daripada PbA disebabkan oleh hayat kitaran yang lebih tinggi dan kecekapan pengecasan/nyahcas yang unggul.
Berbalik kepada nombor yang baru saya berikan untuk bateri OPzS 2v yang dipertingkatkan, anda dapat melihat bahawa dengan hayat kitaran dua kali ganda dan kecekapan pengecasan/nyahcas yang lebih baik, bateri li-ion masih lebih mahal tetapi tidak memberikan hayat atau kecekapan yang lebih baik. . Terdapat amalan membangunkan untuk menggunakan sel li-ion hayat kedua yang sebelum ini digunakan dalam pek bateri EV.
Telah ditunjukkan bahawa sel-sel ini boleh menjadi tidak selamat disebabkan oleh pertumbuhan dendrit dalaman yang mewujudkan litar pintas. Masalah di Korea Selatan dan AS di mana pemasangan BESS li-ion hayat kedua telah terbakar, dan kekurangan kemudahan kitar semula akhir hayat, semuanya menunjukkan keperluan untuk penilaian lanjut LCOE sebenar untuk sistem li-ion. Mungkin beberapa pemasaran yang lebih baik oleh industri bateri asid plumbum diperlukan.
Aplikasi tradisional UPS dan kuasa siap sedia masih menyumbang lebih daripada 50% daripada pasaran pegun global. Seperti yang dapat dilihat dari Jadual 1, keperluan masing-masing agak berbeza. Untuk pasaran UPS, bateri perlu memberikan letupan kuasa yang singkat sekali-sekala untuk memastikan peralatan tidak terjejas oleh kejatuhan kuasa secara tiba-tiba atau terputus. Secara amnya, ini mengakibatkan pelepasan pek bateri yang cetek dan jarang. Pek bateri biasanya disimpan di dalam kandang atau kabinet dengan cas apungan voltan rendah yang berterusan untuk kebanyakan hayat kalendarnya. Dalam hal ini, bukan DOD atau hayat kitaran yang merupakan keperluan dominan, ia adalah hayat kalendar.
Pada caj apungan yang berterusan, hayat kalendar hampir secara eksklusif bergantung pada rintangan kakisan aloi yang digunakan dalam grid bateri. Pertimbangan lain ialah kehilangan air dalam sistem banjir dan penggunaan sel VRLA OPzV.
Sama ada dalam reka bentuk OPzV tanpa penyelenggaraan atau OPzS 2v penyelenggaraan rendah, hayat reka bentuk yang berkesan boleh melebihi 20 tahun dengan aloi tulang belakang yang betul dan bahan aktif yang betul. Dalam hal ini, julat OPzS dan OPzV 2v yang ditawarkan oleh Microtex adalah produk peneraju kelas (Rajah 4). Direka oleh saintis bateri Jerman yang disegani dan dihasilkan dengan aloi plumbum-kalsium-timah yang rendah gas dan tahan kakisan, ia menawarkan pakej prestasi, kebolehpercayaan dan hayat yang tiada tandingan.
Microtex mencapai ciri-ciri ini untuk bateri mereka dengan mempunyai keseimbangan bahan aktif yang optimum untuk plat positif dan negatif dengan grid tulang belakang positif die-cast tekanan tinggi yang diperbuat daripada aloi plumbum-kalsium-timah yang seimbang sempurna, yang merupakan komponen kritikal sel. Ia bukan sahaja konduktor arus elektrik yang dihasilkan oleh bahan aktif plat, tetapi ia juga perlu memastikan bahawa terdapat ikatan yang baik antara AM dan grid untuk meminimumkan rintangan dalaman dan mencegah penumpahan tampal semasa kitaran bateri .
Dalam aplikasi UPS, bateri berada pada cas apungan voltan rendah malar yang, untuk positif bermakna ia sentiasa teroksida (terhakis). Aloi khusus yang digunakan oleh Microtex untuk mengeluarkan duri adalah kemuncak dekad pengalaman R&D dan komersial. Ia menyediakan gabungan terbaik rintangan kakisan dan sifat pengegasan rendah daripada mana-mana aloi kalsium plumbum yang ada. Tamat hayat untuk aplikasi UPS biasanya ditandakan dengan penghakisan lengkap pada grid positif. Dalam kedua-dua reka bentuk OPzS dan OPzV 2v ia selalunya sama ada hakisan grid positif dan/atau bateri kering melalui kehilangan air akibat evolusi gas yang menjadi punca kegagalan bateri akhirnya.
Aplikasi pegun utama lain ialah kuasa siap sedia/kecemasan, telekom, boleh diperbaharui dan isyarat. Saya telah mengumpulkan aplikasi ini bersama-sama kerana ia kebanyakannya adalah aplikasi nyahcas dalam dan mempunyai keperluan bateri yang serupa. Sekali lagi, hayat kitaran yang baik, rintangan nyahcas dalam dan penyelenggaraan yang rendah adalah parameter utama dalam pilihan bateri.
Tenaga boleh diperbaharui dan telekomunikasi mempunyai corak operasi biasa kerana ia secara rutin (setiap hari dalam kebanyakan kes) dilepaskan dan dicas semula. Kedalaman nyahcas bergantung pada berapa lama bateri diperlukan untuk bertahan berbanding dengan perbelanjaan modal. Semakin rendah DOD, semakin tinggi kos permulaan. Operator perlu memutuskan bateri yang hendak digunakan berdasarkan kewangan dan juga sebab teknikal. Kesan ke atas LCOE telah dibincangkan untuk situasi BESS dan juga berlaku untuk industri telekom dan boleh diperbaharui.
Aplikasi boleh diperbaharui mengambil kesempatan daripada menyimpan tenaga yang sering dihasilkan secara berselang-seli dan pada masa yang menyusahkan. Ini benar dalam kedua-dua di belakang meter dan di hadapan aplikasi meter di peringkat domestik, tempatan dan nasional. Penyimpanan bateri membolehkan penuaian tenaga daripada, katakan, pemasangan turbin angin, yang mungkin tidak dapat diramalkan dan tidak boleh digunakan kerana ia tidak diperlukan pada masa asal, dikeluarkan apabila diperlukan, katakan pada tempoh permintaan puncak. Sekali lagi, ini sama benar untuk domestik seperti untuk pemasangan skala grid.
Kuasa suria adalah satu lagi contoh yang, walaupun boleh diramal sering dihasilkan apabila terdapat sedikit permintaan. Dalam contoh ini, kitaran input tenaga/output tenaga (cas/discharge) biasanya merupakan kejadian harian. Dalam hal ini, ia sangat serupa dengan industri telekomunikasi, kedua-dua sistem diesel elektrik sepenuhnya dan hibrid. Dalam semua keadaan ini, bateri biasanya dilepaskan dan dicas semula setiap hari, biasanya antara 60% dan 80% DOD.
Bagi kebanyakan aplikasi pegun, penyelesaian storan tenaga menyeluruh yang paling berkesan dari segi kos, masa tindak balas, penghantaran kuasa dan keupayaan storan tenaga ialah bateri (Gamb. 5).
Rajah 5 perbandingan teknologi Penyimpanan Tenaga yang berbeza
Kebanyakan operasi berskala domestik dan komersial akan ditempatkan di kawasan atau keadaan di mana sebarang bentuk simpanan tenaga lain seperti hidro pam, udara termampat, roda tenaga dsb. adalah tidak sesuai. Seperti yang dibincangkan sebelum ini, pembinaan plat tiub dan aloi yang digunakan untuk grid positif dalam Microtex 2v OPzS dan OPzV memberikan hayat kitaran tertinggi yang mungkin dengan kadar pengegasan minimum (kehilangan air). Itu menjadikan reka bentuk ini pilihan yang paling sesuai dan paling kos efektif dalam kebanyakan aplikasi ini. Penggunaan sel plat tiub dan bateri monobloc untuk pemasangan tenaga solar, sebagai contoh, sudah mantap.
Untuk hayat kitaran ultra panjang dan keupayaan nyahcas dalam, pilihan OPzS 2V adalah yang paling sesuai. Walau bagaimanapun, ia disertakan dengan tanda harga tambahan untuk menambah nilai penyelenggaraan. Dalam sesetengah kes, terutamanya dalam aplikasi jauh, menambah nilai dengan air bukanlah pilihan. Dalam kes ini, terdapat julat OPzV daripada Microtex dengan semua ciri yang terdapat dalam julat OPzS 2v tetapi dengan elektrolit bergel dan operasi VRLA yang dimeterai.
Memang benar untuk mengatakan bahawa kuasa siap sedia ialah pasaran yang semakin berkembang dan semakin penting pada masa hadapan. Atas sebab ini, adalah masuk akal untuk menggunakan syarikat bateri asid plumbum yang paling berpengalaman dan termaju yang ada. Banyak syarikat akan membuat tuntutan ini, tetapi sangat sedikit yang mempunyai pengalaman dan rekod prestasi Microtex untuk benar-benar menyampaikan.
Untuk lembaran data bateri Microtex opzs sila hubungi kami dengan kapasiti Ah bateri yang anda perlukan.
