2v OPzS

2v OPzS

This post is also available in: English हिन्दी Español Français Português 日本語 Indonesia ไทย 한국어 Tiếng Việt العربية 简体中文 繁體中文

2v OPzS Стационарная батарея -

Лучший выбор для стационарных приложений?

Мир стационарных батарей не стоит на месте. Что является лучшим выбором батареи для этого быстро расширяющегося рынка?

Мир быстро меняется. Все больше и больше отраслей, организаций, регионов и стран нуждаются в последовательной и надежной электроэнергии по требованию. Национальные сети часто пытаются удовлетворить пиковые потребности в электроэнергии, а в некоторых странах запланированные отключения электроэнергии по городу или району являются обычным явлением. В промышленно развитых странах со зрелой инфраструктурой существует, безусловно, нагрузка на предложение, а иногда и пиковые события, повреждения или несчастные случаи могут привести к длительным периодам отключения электроэнергии. С другой стороны, развивающиеся страны могут иметь проблемы с поставками электроэнергии в отдаленные районы, где нет национальной энергосистемы для энергоснабжения.

Кроме того, существует современное требование хранения энергии из переменных или возобновляемых ресурсов, мощность которых может быть прерывистой, а иногда и непредсказуемой. Ветер и солнечные генераторы могут быть оба. Эти и даже более предсказуемые источники энергии, такие как приливные генераторы, также могут обеспечивать электроэнергией в неудобное время, т.е. не в периоды пикового спроса. Есть много приложений, связанных с сеткой (частотный контроль, пик бритья, арбитраж и т.д.), и местные UPS, резервное питание, экономия средств и т.д., которые также являются неотъемлемой частью современной торговли.
Это лишь некоторые из приложений, которые нуждаются в стационарных хранилищах энергии.

К сожалению, данные не актуальны. Это связано с отсутствием свободно доступной информации об этом растущем и более прибыльном рынке. Наиболее быстрорастущие секторы, которые являются Energy Storage и UPS для приложений центров обработки данных, являются крупным бизнесом и могут быть коммерческими операциями, ориентированными на инвесторов. Из-за этого, есть потенциальная прибыль в предоставлении соответствующей информации, так что такие компании, как Reuters действительно найти свою информацию, чтобы быть востребованной. По этой причине статистика не будет столь последовательной или непосредственно применимой, как хотелось бы. Тем не менее, они будут достаточно на отметке, чтобы дать представление о текущих тенденциях в этом секторе рынка высокого роста.

Если мы внимательно изучить сокращенный список, представленный в рис. 1 видно, что существуют очень разные требования к этим приложениям. Самая большая часть других мы можем предположить, в основном хранения энергии. По данным Reuters, рынок свинцово-кислотных аккумуляторов в 2017 году был оценен в 8,3 млрд долларов США и состоял из следующих секторов:
Телеком
Ups
Утилита
Аварийное освещение
Системы безопасности
Кабельное телевидение/Вещание
Нефть и газ
Возобновляемые источники энергии
Системы резервного копирования железных дорог
Другие
Для целей этой статьи, мало кто может объединить некоторые из этих рынков из-за сходства в их требованиях батареи. Таблица 1 показывает требования этих приложений на установленных батареях.

Некоторые из этих приложений можно разделить дальше. Начиная с Energy Storage, это, пожалуй, самое быстрорастущему стационарное приложение. За последние 20 лет было признано, что хранение энергии, либо непосредственно из энергосистемы, как в коммунальных операциях, либо в качестве дополнения к переменным генераторам возобновляемых источников энергии, имеет целый ряд преимуществ. В таблице 2 ниже приводится достаточно полный перечень различных применений, на которые можно положить хранилище энергии в масштабах сетки.

2v OPzS Стационарный рынок батареи - fig1
Рисунок 1 Стационарный рынок аккумуляторов
2v OPzS Stationary Battery Fig 2
Рис. 2 показывает основные особенности Microtex 2v OPzS

Что сразу же очевидно, что некоторые из приложений, как энергетический арбитраж имеют значительные коммерческие преимущества и промышленности, основанной на закупочных запасов хранимой энергии по низким ценам, то перепродажи дистрибьюторов в часы пикового спроса или когда генераторы энергии борются. Способность эффективно использовать возобновляемые источники энергии приобретает все большее значение, и страны и регионы борются за снижение выбросов CO2 в результате увеличения индустриализации и потребительского спроса.

Хранение энергии в масштабах сетки наряду с другими рынками, такими как удаленные телекоммуникационные башни, являются развивающимися рынками, где батареи идеально подходят для их роста. Из всех доступных технологий хранения аккумуляторов, свинцовая кислота, и в частности конструкции 2v OPzS и OPzV, могут обеспечить очень экономичный решение для большинства стационарных рынков.

Application Typical Size Max Discharge Discharge Frequency Rate of Discharge
Energy Storage 1-50 MWh, Max - 290 80% Daily 0.2 C10
UPS 0.5 - 500 kWh 20% Infrequent / Weekly 0.05 C10
Emergency / Backup 0.5 kWh - 10MWh 80% Infrequent / Weekly 0.08 C10
Rail / Cable / Security 0.1 - 5kWh 60% Daily 0.1 C10
Renewables 0.5kWh - 5MWh 70% Daily 0.1 C10
Telecom 5 kWh - 50 kWh 70% Daily 0.1 C10

Таблица 1 Стационарное применение батареи и их требования

Одна вещь, которую мы не должны беспокоиться о том, энергетический потенциал, который мы имеем в наших национальных сетей. Чего нам не хватает, так это способности удовлетворять наши потребности в электроэнергии в пиковые периоды, а не в способности удовлетворять наши общие потребности в энергии. Многие промышленно развитые страны могут генерировать больше, чем общая суточная потребность в энергии, но находятся на уровне или вблизи их генерирующих мощностей в периоды пикового потребления. В Великобритании, например, максимальный пиковый спрос колеблется около 60 ГВт с возможностью поставки около 75 ГВт, но часто значительно меньше из-за частых поломок.

Это означает, что в некоторых случаях пиковый спрос может опережать поставки генераторов. Это контрастирует с Индией, спрос на электроэнергию которой в марте этого года составил рекордный уровень в 176,724 гигаватта, несмотря на установленную мощность в 350,162 ГВт. Тем не менее, многие штаты в Индии опыт запланированных и незапланированных отключений электроэнергии и пик электроснабжения был низким. Это объясняется ссылкой на такие вопросы, как неустойчивые финансы некоторых государственных энергораспределительных компаний, которые не позволяют им приобретать необходимое количество электроэнергии.

Application Description
Energy Arbitrage Can store energy and meter its use for purchase and resale at a profit
Frequency Regulation Sudden dips in frequency due to heavy loads can be prevented by use of instantaneous battery power
Capacity Firming Use of storage to provide energy to fill in when variable generation (i.e. solar and wind) output is below the generators's rating to provide constant power output
Power Quality A measure of the level of voltage and / or frequency disturbances
Black Start " The reliable restoration of the grid following a blackout. This requires a generating unit to start without an outside electrical supply, or to automatically remain operating at reduced levels when disconnected from the grid "
Peak shaving / Demand-side management / Load levelling ZII activities or programs undertaken by Load - Serving Entity or its customers to influence the amount or timing of electricity they use
Backup power (Nuclear and fossil fuel generators) Provides power in the event of a power failure for commercial and industrial facilities. Can also be used by electricity power plants to provide electricity if the generators cannot cope or fail
UPS Uninterruptible Power Supply is a device that provides battery backup when the electrical power fails or drops to an unacceptable voltage level. Can be used for domestic or industrial applications

Индийское правительство утверждает, что за девять месяцев 2019 финансовом года, пик спроса вырос на 7,9% по сравнению с 2,8% в соответствующий период в 2018 финансовом году. Это увеличение спроса на электроэнергию оно объясняет распространением электрификации домашних хозяйств, увеличением предложения для потребителей сельскохозяйственной продукции, низкой генерацией гидроэнергии и продолжительным летом. Почти 50% мощности индийской генерации производится на гидроэлектростанциях. Это означает, что на другие генераторы приходится около 170 ГВт потенциального объема производства. Имея это в виду, склонность к хранению энергии огромна, с определенными преимуществами, которые можно иметь от хранения больших запасов энергии, а не увеличения или переключения дополнительных генераторов, когда это необходимо.

Помимо подачи электроэнергии и избежания отключения электроэнергии, хранение энергии может решить многие проблемы, такие как поддержание частоты поставок на нужном уровне из-за его мгновенной возможности реагирования. Тогда есть пик спроса и использования возобновляемых источников энергии, которые никогда не производятся в удобное время для наших пиковых требований. Стоимость установки хранилища энергии, а не генерации, также является благоприятной, особенно если выбран наиболее экономичный вариант аккумулятора. Да, как вы уже догадались, это знакомый свинцовой кислоты химии, которая дает лучшее всестороннее значение.

Это касается не только капитальных затрат, но и стоимости жизни и финансовой отдачи от инвестиций. В Energy Storage, основной ахиллесовой пятой свинцовой кислоты, ее низкая плотность энергии не является существенным фактором в ее успешной работе. В виду того что никакое движение и множество космоса имеющегося внутри здания и с батареями хранивыми на конкретных полах, вес и том не очень важные вопросы.

Основными требованиями для всех аспектов хранения энергии являются быстрое время отклика в несколько секунд, эффективное преобразование энергии и длительный календарь и цикл жизни. Диапазоны 2v OPzS и OPzV имеют время отклика миллисекунд и лучший цикл и календарный срок службы всех различных конструкций LAB.

2v OPzV отличается в двух отношениях: он имеет обездвиженные gel электролит и клапан сброса давления, чтобы сохранить кислород и водород производится на зарядке, внутри клетки для рекомбинации. Особенности показаны, в частности, трубчатая пластина с позвоночником для сетки и мультитруба в активном материале, являются ключами к длительному циклу и календарному сроку службы этой конструкции клетки.

Из вариантов свинцовой кислоты, OPzS имеет лучшую всестороннюю производительность в большинстве стационарных приложений, особенно для жизни цикла, но имеет недостаток, требующих пополнения обслуживания наряду с этим связанные с этим расходы. При расчете выровненной стоимости хранения энергии (LCOES) важно включать в себя полную стоимость установки и обслуживания аккумулятора. При определении наилучшего варианта батареи важно понимать реальные затраты, особенно при оценке различной химии батареи.

С li-ion например, часто стоимость батареи которая закавычена, выходящ вне оборудование охлаждения, безопасности и пожара арестовывая. В некоторых случаях, это только стоимость ячейки даже не аккумулятор и система управления, которые включены в расчет. Выровненная стоимость энергии (LCOE) может быть легко определена из следующих отношений:

  • LCOE — сумма всех затрат на весь срок службы батареи/суммы всех выходов в течение всего срока службы батареи.

Расходы в течение срока службы батареи включают зарядку батареи с электричеством. В этом случае выход/вход, выраженный в процентах, используется для расчета затрат.
Выход в течение всего срока службы критически зависит от цикла жизни батареи, чем выше, тем лучше. Это снижает стоимость обеспечения электроэнергией в соответствии с приведенными выше отношениями. Это снова является источником путаницы и ошибки при расчете для покупки батареи. В случае свинцовой кислоты, срок службы батареи критически зависит от его глубины разряда (DOD).

Чем ниже DOD, тем выше срок службы аккумулятора (рис. 3). Многие клиенты будут пытаться свести к минимуму верхнюю линию, сохраняя капитальные затраты до минимума и покупке наименьшей емкости батареи, чтобы сделать работу. В самом деле, батарея только 50% больше даст DOD 50% вместо 80% и будет практически в два раза жизни цикла. В этой ситуации стоимость системы и установки практически не изменилась, только цена аккумуляторных батарей выросла.

Другими словами, вы получаете LCOE почти половину минимального капитала случае для дополнительных 50% выше стоимость батареи. Преимущества на этом не заканчиваются: эффективность заряда теперь составляет менее 80% до более 90%, что дает дальнейшее снижение в вашем LCOE.

Преимущества использования батарей для бизнеса Energy Storage совершенно очевидны. Вопрос о том, какая батарея менее проста. В настоящее время ли-ион является доминирующей химией, используемой во всем мире в этом растущем приложении. Причины этого не совсем ясны, если не будет рассмотрена маркетинговая тактика. Основная причина, приведенная инсталляторами систем BESS для использования li-ion, заключается в том, что он имеет более лучший LCOE, чем PbA, благодаря более высокой жизни цикла и превосходной эффективности заряда/разряда.

Возвращаясь к номерам я только что дал для расширенной батареи 2v OPzS вы можете видеть, что с двойной жизни цикла и улучшенной зарядки / разряда эффективности, li-ионных батарей по-прежнему дороже, но не дают лучшей жизни или эффективности. Существует практика развивающихся использовать второй жизни ли-ионных клеток, которые ранее использовались в аккумуляторных батареях EV.

2v OPzS Stationary Battery Fig 3
Рисунок 3 Глубина разряда (DOD) против жизни цикла
2v OPzS Stationary Battery Fig 4
Рисунок 4 Microtex 2v OPzS и 2v OPzV 2v клетки

Было показано, что эти клетки могут стать небезопасными из-за внутреннего роста дендрита, создавая короткое замыкание. Проблемы в корее и США, где второй срок ли-ионных установок BESS загорелись, и отсутствие конца срока службы утилизации объектов, все указывают на необходимость дальнейшей оценки истинного LCOE для ли-ионных систем. Возможно, некоторые лучше маркетинга свинца кислоты батареи промышленности необходимо.

Традиционные приложения UPS и резервного питания по-прежнему составляют более 50% мирового стационарного рынка. Как видно из таблицы1, их соответствующие требования несколько отличаются. Для рынка UPS, батареи должны обеспечить случайные короткие всплески энергии, чтобы гарантировать, что оборудование не зависит от внезапных перепадов питания или вырезов. Как правило, это приводит к мелкому и редкому разрядке аккумуляторных батарей. Аккумуляторные батареи, как правило, хранятся в корпусах или шкафах на постоянном низком напряжении поплавок заряда на протяжении большей части их календарный срок службы. В данном случае это не DOD или цикл жизни, которая является доминирующим требованием, это календарный срок жизни.

На постоянном поплавок заряда, календарный срок почти исключительно зависит от коррозии сопротивление сплавов, используемых в сетке батареи. Другими соображениями являются потеря воды в затопленных системах и использование клеток VRLA OPzV.
В любом нет обслуживания OPzV или низкое техническое обслуживание 2v OPzS конструкций, эффективный срок службы дизайна может быть более 20 лет с правой сплав позвоночника и право активного материала ингредиентов. В этом отношении линейки 2v OPzS и OPzV, предлагаемые Microtex, являются ведущими продуктами (рис. 4). Разработанный уважаемым немецким ученым батареи и изготовленные с последним низким газом и коррозионной устойчивостью свинца кальция-олов сплавов, они предлагают непревзойденный пакет производительности, надежности и жизни.

Microtex достигает этих характеристик для своих батарей, имея оптимальный баланс активного материала для положительных и отрицательных пластин с высоким давлением умереть литые положительные сетки позвоночника из идеально сбалансированного свинца-кальция-олов сплава, который является критическим компонентом клетки. Это не только проводник электрического тока, генерируемого активным материалом пластины, но он также должен гарантировать, что есть хорошая связь между AM и сетки, чтобы свести к минимуму внутреннее сопротивление и предотвратить пролитие пасты, как циклы батареи.

В приложениях UPS батарея находится на постоянном низковольтном поплавок заряда, который, для положительных средств он постоянно окисляется (коррозии). Специфический сплав, используемый Microtex для производства шипов, является кульминацией десятилетий НИОКР и коммерческого опыта. Обеспечивает наилучшее сочетание коррозионного сопротивления и низкой газотяратности любого доступного свинцово-кальциевого сплава. Конец срока службы для приложений UPS, как правило, характеризуется полным коррозией через положительную сетку. В обоих 2v OPzS и OPzV конструкций часто либо положительной коррозии сетки и / или батареи высыхают через потерю воды из-за эволюции газа, который является причиной возможного отказа батареи.

Другими основными стационарными приложениями являются резервные/аварийные источники питания, телекоммуникации, возобновляемые источники энергии и сигнализация. Я сгруппировал эти приложения вместе, поскольку они в основном глубокой разрядки приложений и имеют аналогичные требования батареи. Опять же, хороший срок службы цикла, глубокая устойчивость к разрядам и низкое техническое обслуживание являются ключевыми параметрами в выборе батареи.

Возобновляемые источники энергии и телекоммуникации имеют общую схему работы, поскольку они обычно (ежедневно в большинстве случаев) разряжаются и подзаряжаются. Глубина разряда зависит от того, как долго батарея должна длиться по сравнению с капитальными затратами. Чем ниже DOD, тем выше начальная стоимость. Операторы должны решить, какой аккумулятор использовать на основе финансовых столько, сколько технические причины. Влияние на LCOE обсуждалось для ситуации BESS и в равной степени верно для телекоммуникационной и возобновляемой промышленности.

Возобновляемые источники энергии приложения использует использование энергии, которая часто производится с перерывами и в неудобное время. Это относится как к счетчику, так и к приборам учета на бытовом, местном и национальном уровнях. Хранение батареи позволяет собирать энергию, скажем, от ветровых турбинных установок, которые могут быть непредсказуемыми и непригодными для использования, поскольку они не требуются во время происхождения, которые должны быть освобождены, когда это необходимо, скажем, в периоды пикового спроса. Опять же, это так же верно для отечественных, как и для сетчатых установок.

Солнечная энергия является еще одним примером, который, хотя и предсказуемой часто генерируется, когда есть небольшой спрос. В этих примерах цикл ввода энергии/энергии (заряд/разряд) обычно является повседневным явлением. В этом отношении он очень похож на телекоммуникационную отрасль, как полностью электрические, так и гибридные дизельные системы. Во всех этих случаях, батареи, как правило, ежедневно разряжаются и перезаряжаются, как правило, между 60% и 80% DOD.
Для большинства стационарных приложений наиболее эффективным решением для хранения энергии с точки зрения стоимости, времени отклика, доставки мощности и возможностей хранения энергии является аккумулятор (рис. 5).

Сравнение диаграммы 5 различных технологий хранения энергии

2v OPzS Stationary Battery Fig 5

Большинство внутренних и коммерческих операций будет осуществляться в районах или условиях, когда любые другие виды хранения энергии, такие как накачанная гидроэнергия, сжатый воздух, маховики и т.д., не подходят. Как уже говорилось ранее, строительство трубчатой пластины и сплавов, используемых для положительной сетки в Microtex 2v OPzS и OPzV обеспечивают максимально возможную жизнь цикла с минимальными показателями газораспределения (потеря воды). Это делает эту конструкцию наиболее подходящим и наиболее экономически эффективным вариантом в большинстве этих приложений. Например, хорошо зарекомендовал себя использование трубчатых пластин и моноблоковых батарей для солнечных электростанций.

Для сверхдолжного цикла жизни и возможности глубокой разрядки, выбор 2V OPzS является наиболее подходящим. Тем не менее, он поставляется с дополнительным ценником пополнения обслуживания. В некоторых случаях, особенно в удаленных приложений пополнения с водой не вариант. В этих случаях, есть диапазон OPzV от Microtex со всеми функциями, найденными в диапазоне 2v OPzS, но с гелеобразным электролитом и запечатанной операцией VRLA.

Это очень верно сказать, что резервная власть является растущим и все более важным рынком будущего. По этой причине, это имеет смысл использовать самые опытные и заранее свинцовой кислоты батареи компании доступны. Многие компании будут делать это заявление, но очень немногие имеют опыт и послужной список Microtex по-настоящему доставить.

Get informed everytime

we publish a new technical article!!

3029

Read our Privacy Policy here

Пролистать наверх