Kuidas tuuleturbiinidest energiat salvestatakse? BESS-i integreerimismeetodid võrguprojektide jaoks

Tuuleturbiinid toodavad elektrit tuule graafiku, mitte võrgu graafiku järgi. Kell 3 öösel täisvõimsusel pöörlev turbiin toodab elektrit, mida keegi veel ei vaja. Ilma salvestuseta see toodang kas piiratakse, eksporditakse madala või negatiivse hinnaga või kaob täielikult võrgu ülekoormuse tõttu. Aku energiasalvestussüsteemid (BESS) Lahendage see ülejääva toodangu kogumise ja vabastamisega siis, kui nõudlus, hind või võrgutingimused seda nõuavad.

Miks tuuleenergia vajab üldse salvestusruumi?

Piirangutest tingitud kaod ja võrgupiirangud

Võrguoperaatorid piiravad tuuleenergia toodangut, kui ülekandevõimsus on ebapiisav või kui tootmine ületab reaalajas nõudluse. Piirkondades, kus tuuleenergia osakaal on suur, võib piiramine moodustada potentsiaalse toodangu märkimisväärse osa – täpne arv sõltub suuresti kohalikust võrgu topoloogiast ja ühendusjärjekorra positsioonist. Salvestusseadmed neelavad ülejäägi selle asemel, et see raisku lasta, suunates selle energia ajale, mil seda tegelikult tarnida saab.

Mahtuvustegur vs. edastatavus

Tuuleenergia võimsustegur – tegeliku toodangu ja teoreetilise maksimaalse toodangu suhe – on tavaliselt oluliselt madalam kui edastatava põlvkonna oma. Salvestamine ei tõsta võimsustegurit, kuid muudab muutuva toodangu edastatavaks ressursiks, mille eest enamik tarbimislepinguid ja võimsusturge tegelikult maksavad.

Tuuleenergia varadega kasutatavad salvestustehnoloogiad

Liitiumioonakud (LFP vs. NMC)

Liitiumraudfosfaat (LFP) on muutunud võrgutasandil tuuleenergia ja salvestusprojektide vaikekeemiaks, peamiselt tänu termilisele stabiilsusele ja tsükli eluea eelistele nikkel-mangaan-koobalti (NMC) keemiaga võrreldes. NMC-d kasutatakse endiselt rakendustes, kus energiatihedus on tsüklite arvust olulisem, kuid statsionaarsete võrgurakenduste puhul domineerib LFP nüüd uute projektide spetsifikatsioonides.

Vooluakud pikema tööea tagamiseks

Vanaadiumi redoks ja muud vooluakude keemilised ühendid seovad võimsuse ja energiamahutavuse eraldi – salvestusaega saab suurendada elektrolüüdi mahu, mitte akumoodulite arvu suurendamise teel. See teeb vooluakudest sobiva kandidaadi tuuleprojektide jaoks, mis vajavad mitmepäevaste tuulevaikuste leevendamiseks vähemalt 6 tundi kestvat akut, kuigi lühema kestusega on kapitalikulu kWh kohta endiselt kõrgem kui liitiumioonakudel.

Mehaanilised ja termilised alternatiivid

Suruõhk ja pumphüdroenergia on endiselt väga laiaulatuslikult asjakohased, kuid nõuavad spetsiifilist geograafilist asukohta. Soojuse salvestamist kasutatakse mõnes hübriidkonfiguratsioonis, kuid see on vähem levinud otse tuuleenergia varadega kombineerituna võrreldes päikeseenergiaga. Enamiku tänapäevaste kommertslike tuule- ja salvestusprojektide puhul on praktiline valik liitiumioonakude ja vooluakude vahel.

Kuidas Wind-Plus-salvestussüsteemid on üles ehitatud

Vahelduvvooluga ja alalisvooluga ühendatud konfiguratsioonid

Vahelduvvooluühendusega süsteemid ühendavad turbiini ja aku eraldi inverterite kaudu ühisele vahelduvvoolusiinile – seda on lihtsam olemasolevatele tuuleparkidele paigaldada, kuna turbiini jõuelektroonikat ei ole vaja modifitseerida. Alalisvooluühendusega süsteemid jagavad enne ühte inverteriastet ühist alalisvoolusiini, mis võib parandada edasi-tagasi sõidu efektiivsust, kuid nõuab üldiselt uue ehitise integreerimist, mitte moderniseerimist.

Võimsuse muundamise ja juhtimise kiht

Energiamuundamise süsteem (PCS) haldab laadimis- ja tühjenemiskiirusi, samas kui energiahaldussüsteem (EMS) koordineerib jaotust võrgusignaalide, hinnakõverate või piiramisjuhiste alusel. Võrguga ühendatud projektide puhul peab see juhtimiskiht vastama ühendusstandarditele, näiteks IEEE 1547 inverteripõhiste ressursside jaoks.

Tuuleenergiaallika BESS-i suuruse määramine

Kestuse valik vastavalt kasutusjuhule

Kestuse valik peaks põhinema projekti tegelikul tululepingul või ühendusvajadusel, mitte akude saadavusel. Liiga pikk kestus lisab kapitalikulusid ilma vastava tuluta enamikul turgudel.

Edasi-tagasi efektiivsus ja lagunemistegurid

Liitiumioonakude edasi-tagasi efektiivsus jääb tavaliselt hästi dokumenteeritud vahemikku, mis on avaldatud artiklis BESS-i tootja andmelehed – kontrollige pigem konkreetse toote spetsifikatsiooni kui tööstusharu keskmiste suhtes. Aastast võimsuse langust tuleks modelleerida kogu lepingu või projekti eluea jooksul, mitte ainult esimesel aastal, kuna enamiku kemikaalide puhul on languskõverad mittelineaarsed.

Tehniline võrdlustabel

Tuuleenergia ja salvestusenergia projektide hanke-kontrollnimekiri

• Enne aku kestvusklassi valimist kinnitage ühenduslepingu kestus ja lähetusnõuded
• Küsige kavandatava toote kohta käivaid edasi-tagasi efektiivsuse ja lagunemise andmeid, mitte keemilisi keskmisi.
• Kontrollige vastavust standardile IEEE 1547 ja kohaldatavatele piirkondlikele võrgukoodidele
• Kinnitage kavandatud korpuse tüübi vastavus tuleohutusnõuetele (NFPA 855 või samaväärne regionaalne standard)
• Taotlege EMS-i integratsiooni dokumentatsiooni, mis hõlmab SCADA ja dispetšersignaalide ühilduvust
• Mudeli halvenemine kogu lepingu kehtivusaja jooksul, mitte ainult kasutuselevõtu-aasta tulemuslikkuse osas
• Veenduge, et garantiitingimused hõlmavad nii mahutavuse säilitamist kui ka edasi-tagasi tõhusust, mitte ainult mahutavust

KKK