Πώς αποθηκεύετε ενέργεια από ανεμογεννήτριες; Μέθοδοι ενσωμάτωσης BESS για έργα κλίμακας δικτύου

Οι ανεμογεννήτριες παράγουν ενέργεια σύμφωνα με το πρόγραμμα του ανέμου, όχι του δικτύου. Μια ανεμογεννήτρια που περιστρέφεται με πλήρη ισχύ στις 3 π.μ. παράγει ηλεκτρική ενέργεια που κανείς δεν χρειάζεται ακόμη. Χωρίς αποθήκευση, η παραγωγή αυτή είτε περιορίζεται, είτε εξάγεται σε χαμηλές ή αρνητικές τιμές, είτε χάνεται εντελώς λόγω συμφόρησης του δικτύου. Συστήματα αποθήκευσης ενέργειας από μπαταρίες (BESS) λύστε αυτό το πρόβλημα καταγράφοντας την πλεονάζουσα παραγωγή και απελευθερώνοντάς την όταν το απαιτούν οι συνθήκες της ζήτησης, της τιμής ή του δικτύου.

Γιατί η αιολική ενέργεια χρειάζεται αποθήκευση εξαρχής

Απώλειες λόγω περικοπών και περιορισμοί δικτύου

Οι διαχειριστές δικτύων μειώνουν την αιολική παραγωγή όταν η χωρητικότητα μεταφοράς είναι ανεπαρκής ή όταν η παραγωγή υπερβαίνει τη ζήτηση σε πραγματικό χρόνο. Σε περιοχές με υψηλή διείσδυση ανέμου, η μείωση μπορεί να αντιπροσωπεύει ένα σημαντικό μερίδιο της δυνητικής παραγωγής — το ακριβές ποσό εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την τοπική τοπολογία του δικτύου και τη θέση στην ουρά διασύνδεσης. Η αποθήκευση απορροφά την περίσσεια αντί να την αφήνει να πάει χαμένη, μετατοπίζοντας αυτήν την ενέργεια σε ένα παράθυρο όταν μπορεί πραγματικά να παραδοθεί.

Συντελεστής χωρητικότητας έναντι δυνατότητας αποστολής

Ο συντελεστής χωρητικότητας της αιολικής ενέργειας — ο λόγος της πραγματικής παραγωγής προς τη θεωρητική μέγιστη παραγωγή — συνήθως βρίσκεται πολύ κάτω από αυτόν της κατανεμημένης παραγωγής. Η αποθήκευση δεν αυξάνει τον συντελεστή χωρητικότητας, αλλά μετατρέπει τη μεταβλητή παραγωγή σε κατανεμημένο πόρο, κάτι που στην πραγματικότητα πληρώνουν οι περισσότερες συμφωνίες απορρόφησης και οι αγορές χωρητικότητας.

Τεχνολογίες αποθήκευσης που χρησιμοποιούνται με αιολικά περιουσιακά στοιχεία

Ιόντων λιθίου (LFP έναντι NMC)

Το φωσφορικό λίθιο-σιδήρου (LFP) έχει γίνει η προεπιλεγμένη χημική σύνθεση για έργα αιολικής ενέργειας και αποθήκευσης ενέργειας σε κλίμακα δικτύου, κυρίως λόγω της θερμικής σταθερότητας και των πλεονεκτημάτων της στον κύκλο ζωής σε σχέση με τις χημικές ουσίες νικελίου-μαγγανίου-κοβαλτίου (NMC). Το NMC εξακολουθεί να εμφανίζεται σε εφαρμογές όπου η ενεργειακή πυκνότητα έχει μεγαλύτερη σημασία από τον αριθμό των κύκλων, αλλά για εφαρμογές σε σταθερό δίκτυο, το LFP κυριαρχεί πλέον στις νέες προδιαγραφές έργων.

Μπαταρίες ροής για μεγαλύτερη διάρκεια

Η οξειδοαναγωγή του βαναδίου και άλλες χημικές διεργασίες των μπαταριών ροής αποσυνδέουν την ισχύ από την ενεργειακή χωρητικότητα — κλιμακώνετε τη διάρκεια αποθήκευσης προσθέτοντας όγκο ηλεκτρολύτη αντί για περισσότερες μονάδες μπαταρίας. Αυτό καθιστά τις μπαταρίες ροής υποψήφιες για αιολικά έργα που χρειάζονται 6+ ώρες διάρκειας για την εξομάλυνση των πολυήμερων αιολικών διακοπών, αν και το κόστος κεφαλαίου ανά kWh παραμένει υψηλότερο από τις μπαταρίες ιόντων λιθίου σε μικρότερες διάρκειες.

Μηχανικές και θερμικές εναλλακτικές λύσεις

Ο πεπιεσμένος αέρας και η αντλούμενη υδροηλεκτρική ενέργεια παραμένουν σημαντικές σε πολύ μεγάλη κλίμακα, αλλά απαιτούν συγκεκριμένη γεωγραφική θέση. Η θερμική αποθήκευση χρησιμοποιείται σε ορισμένες υβριδικές διαμορφώσεις, αλλά είναι λιγότερο συχνή σε συνδυασμό με αιολικά στοιχεία σε σύγκριση με την ηλιακή ενέργεια. Για τα περισσότερα εμπορικά έργα αιολικής ενέργειας και αποθήκευσης σήμερα, η πρακτική επιλογή είναι μεταξύ μπαταριών ιόντων λιθίου και μπαταριών ροής.

Πώς Σχεδιάζονται τα Συστήματα Αποθήκευσης Wind-Plus

Διαμορφώσεις με AC έναντι διαμορφώσεων με DC

Τα συστήματα με εναλλασσόμενο ρεύμα συνδέουν την τουρμπίνα και την μπαταρία μέσω ξεχωριστών μετατροπέων σε έναν κοινό δίαυλο εναλλασσόμενου ρεύματος — είναι πιο εύκολο να τοποθετηθούν εκ των υστέρων σε υπάρχοντα αιολικά πάρκα, καθώς τα ηλεκτρονικά ισχύος της τουρμπίνας δεν χρειάζονται τροποποίηση. Τα συστήματα με συνεχές ρεύμα μοιράζονται έναν κοινό δίαυλο συνεχούς ρεύματος πριν από ένα μόνο στάδιο μετατροπέα, κάτι που μπορεί να βελτιώσει την απόδοση μετ' επιστροφής, αλλά γενικά απαιτεί ενσωμάτωση σε νέα κατασκευή αντί για εκ των υστέρων τοποθέτηση.

Επίπεδο μετατροπής ισχύος και ελέγχου

Το σύστημα μετατροπής ισχύος (PCS) διαχειρίζεται τους ρυθμούς φόρτισης και εκφόρτισης, ενώ το σύστημα διαχείρισης ενέργειας (EMS) συντονίζει την κατανομή με βάση τα σήματα του δικτύου, τις καμπύλες τιμών ή τις οδηγίες περικοπής. Για έργα συνδεδεμένα με το δίκτυο, αυτό το επίπεδο ελέγχου πρέπει να συμμορφώνεται με τα πρότυπα διασύνδεσης όπως το IEEE 1547 για πόρους που βασίζονται σε μετατροπείς.

Μεγέθυνση ενός BESS για ένα αιολικό πάγιο

Επιλογή διάρκειας ανά περίπτωση χρήσης

Η επιλογή της διάρκειας θα πρέπει να καθορίζεται από την πραγματική σύμβαση εσόδων ή την απαίτηση διασύνδεσης του έργου και όχι από τη διαθεσιμότητα μπαταριών. Η υπερμεγέθης διάρκεια προσθέτει κεφαλαιουχικό κόστος χωρίς αντίστοιχα έσοδα στις περισσότερες αγορές.

Αποδοτικότητα μετ' επιστροφής και παράγοντες υποβάθμισης

Η απόδοση μετ' επιστροφής για συστήματα ιόντων λιθίου συνήθως εμπίπτει σε ένα καλά τεκμηριωμένο εύρος που δημοσιεύεται στο Κατασκευαστής BESS δελτία δεδομένων — επαληθεύστε με βάση τις συγκεκριμένες προδιαγραφές προϊόντος και όχι με τους μέσους όρους του κλάδου. Η ετήσια υποβάθμιση της παραγωγικής ικανότητας θα πρέπει να μοντελοποιείται σε ολόκληρη τη διάρκεια ζωής της σύμβασης ή του έργου, όχι μόνο στο πρώτο έτος, καθώς οι καμπύλες υποβάθμισης είναι μη γραμμικές για τις περισσότερες χημικές ουσίες.

Πίνακας Τεχνικής Σύγκρισης

Λίστα ελέγχου προμηθειών για έργα αποθήκευσης Wind-Plus

• Επιβεβαιώστε τη διάρκεια της συμφωνίας διασύνδεσης και τις απαιτήσεις αποστολής πριν επιλέξετε την κατηγορία διάρκειας μπαταρίας
• Ζητήστε δεδομένα απόδοσης και υποβάθμισης μετ' επιστροφής ειδικά για το προτεινόμενο προϊόν, όχι μέσους όρους χημικών τιμών
• Επαλήθευση συμμόρφωσης με το πρότυπο IEEE 1547 και τους ισχύοντες περιφερειακούς κώδικες δικτύου
• Επιβεβαίωση συμμόρφωσης με τον κώδικα πυρασφάλειας (NFPA 855 ή περιφερειακό ισοδύναμο) για τον προτεινόμενο τύπο περιβλήματος
• Ζητήστε τεκμηρίωση ενσωμάτωσης EMS που να καλύπτει τη συμβατότητα σημάτων SCADA και αποστολής
• Υποβάθμιση μοντέλου καθ' όλη τη διάρκεια ζωής της σύμβασης, όχι μόνο απόδοση κατά το έτος θέσης σε λειτουργία
• Επιβεβαιώστε ότι οι όροι της εγγύησης καλύπτουν τόσο τη διατήρηση της χωρητικότητας όσο και την απόδοση μετ' επιστροφής, όχι μόνο τη χωρητικότητα

Συχνές ερωτήσεις