Cyn trafod pensaernïaeth system storio ynni batri (BESS) a mathau o batri, rhaid inni ganolbwyntio'n gyntaf ar y derminoleg fwyaf cyffredin a ddefnyddir yn y maes hwn. Mae nifer o baramedrau pwysig yn disgrifio ymddygiadau systemau storio ynni batri.
Cynhwysedd [Ah]: Yr uchafswm tâl trydan y mae'r system yn gallu ei ddarparu i'r llwyth sydd ynghlwm ar foltedd rhesymol. Mae technoleg y batri yn cael effaith sylweddol ar y paramedr hwn, y mae ei werth wedi'i osod ar gyfer cerrynt a thymheredd rhyddhau penodol.
Egni Enwol [Wh]:Dyma gyfanswm yr ynni a gynhyrchir rhwng y cyflwr tâl llawn a'r gollyngiad llawn. Mae'n cyfateb i amseroedd foltedd y batri y capasiti. Mae tymheredd a cherrynt yn cael effaith hefyd, gan fod cynhwysedd yn ei bennu.
Pŵer [W]:Mae diffinio pŵer allbwn BESS yn anodd oherwydd ei fod yn dibynnu ar y llwyth sydd ynghlwm. Serch hynny, mae pŵer enwol yn cynrychioli'r pŵer yn y senario rhyddhau mwyaf nodweddiadol.
Egni Penodol [Wh/kg]:Mae hyn yn dangos cynhwysedd storio ynni'r batri mewn perthynas â màs.
Gelwir y raddfa a ddefnyddir i bennu hyd gwefr a rhyddhau yn yCyfradd C. Bydd y cerrynt rhyddhau yn draenio'r batri yn gyfan gwbl mewn awr ar 1C.
Tâl/rhyddhau/cyhuddiad yw'rbeicio. Nid oes diffiniad cytûn o beth yw cylch.
Mae batribywyd beicioyw cyfanswm nifer y cylchoedd y gall eu cynhyrchu.
DoD: Dyfnder rhyddhau. Rhyddhau cyflawn yn 100%;
Cyflwr cyfrifol (SoC,%):Mae lefel gwefr batri yn cael ei nodi gan y rhif hwn.
Y term "effeithlonrwydd coulombic" yn cyfeirio at allu'r batri i drosglwyddo tâl yn effeithlon. Dyma'r gyfran o dâl sy'n ofynnol i ddychwelyd i'r cyflwr gwefr gwreiddiol i'r swm gwefr (Ah) a ryddhawyd yn ystod y cyfnod rhyddhau. Ac eithrio technoleg asid plwm, mwyaf cyffredin mae gan batris effeithlonrwydd sy'n debyg i hyn.
Y Prif Mathau o Systemau Storio Ynni Electrocemegol
Mae systemau batri niferus yn bodoli, pob un yn seiliedig ar gyfuniad unigryw o gydrannau a phrosesau cemegol. Ar hyn o bryd, batris asid plwm a Li-ion yw'r mathau a ddefnyddir fwyaf, ond mae gan fatris sy'n seiliedig ar lif, nicel a sylffwr le yn y farchnad hon hefyd. Byddwn yn adolygu buddion allweddol y technolegau batri mwyaf poblogaidd yn gyflym.
Rydym yn defnyddio'r batris hyn yn rheolaidd. Mae cell sylfaen y batri hwn yn cynnwys electrod positif deuocsid neu blwm ac electrod plwm negyddol. Mae'r electrolyte yn doddiant asid sylffwrig mewn dŵr.
Prif fanteision y batris hyn yw eu fforddiadwyedd a'u cyflwr technolegol uwch.
Batris Nicel-Cadmium (Ni-Cd).
Cyn i dechnoleg batri lithiwm gael ei defnyddio'n helaeth, roedd y math hwn o fatri yn brif ffynhonnell pŵer ar gyfer dyfeisiau cludadwy am nifer o flynyddoedd.
Mae'r batris hyn yn darparu allbwn pŵer uchel ac amser ailwefru cyflym.
Cynrychiolir gwelliant ar y batris hyn gan dechnoleg Nickel-metal-hydride (NiMH), a all ddarparu tua 40% yn uwch o ynni penodol na'r NiCd safonol.
Batris Lithiwm-Ion (Li-Ion).
O'r holl fetelau, lithiwm sydd â'r egni penodol uchaf a hwn yw'r ysgafnaf. Mae gan fatris aildrydanadwy anod metel lithiwm y gallu i ddarparu dwyseddau ynni anhygoel o uchel.
Mae yna gyfyngiadau eraill hefyd. Er enghraifft, mae datblygu dendritau ar yr anod yn ystod beicio yn gyfyngiad perthnasol. Gall arwain at doriad pŵer, a allai godi'r tymheredd a niweidio'r batri.
Cyfansoddiad BESS
Mae gwahanol "lefelau," yn rhesymegol ac yn gorfforol, yn ffurfio BESS. Mae angen ei system reoli ei hun ar bob rhan gorfforol unigryw.
Dyma grynodeb o'r cyfnodau allweddol hyn:
Mae'r system batri yn cynnwys amrywiol becynnau batri a batris niferus sydd wedi'u cysylltu â'i gilydd er mwyn cyflawni'r lefelau foltedd a cherrynt a ddymunir.
Mae'r system rheoli batri yn rheoleiddio gweithrediad priodol pob cell i alluogi'r system i weithredu o fewn ystod foltedd, cerrynt a thymheredd sy'n ddiogel i iechyd rhagorol y batris yn hytrach na'r system gyfan. Yn ogystal, mae statws gwefr ym mhob cell yn cael ei addasu a'i gydbwyso trwy wneud hyn.
I drosi'r pŵer yn AC, mae'r gwrthdroyddion ynghlwm wrth y system batri. Mae lefel pŵer electronig arbenigol a elwir yn PCS (system trosi pŵer) yn bresennol ym mhob BESS. Fel arfer caiff ei grwpio mewn uned drawsnewid ynghyd â'r holl wasanaethau ategol sydd eu hangen ar gyfer monitro priodol.
Mae'r system a monitro llif ynni a rheoli (system rheoli ynni) yn y camau canlynol. Mae'r system rheoli goruchwylio a chaffael data, neu system SCADA, yn aml yn cynnwys swyddogaethau monitro a rheoli cyffredinol. Ar y llaw arall, mae'r system rheoli ynni wedi'i chynllunio'n benodol i fonitro llif pŵer yn unol â gofynion y cais.
Y cysylltiad newidydd foltedd canolig / foltedd isel ac, yn seiliedig ar faint y system, y newidydd foltedd uchel / foltedd canolig mewn is-orsaf bwrpasol yw'r cysylltiadau olaf.
Modiwl PV ac Integreiddio BESS
Mae ffynonellau ynni adnewyddadwy ar fin cael effaith sylweddol ar systemau trydanol yn y dyfodol, fel y trafodwyd yn y darn cyntaf o'r gyfres hon. Gallai'r system drydanol a'r orsaf ynni adnewyddadwy elwa o integreiddio BESS â ffynhonnell ynni adnewyddadwy.
Mae’r canlynol yn esbonio’r gwahanol ffyrdd y gallai BESS gynorthwyo gwaith pŵer:
Er mwyn cyflawni cromlin genhedlaeth fwy cyson a rhagweladwy, byddai hyn yn gwrthbwyso "anweddolrwydd" y proffil cynhyrchu o dan orchudd cwmwl neu bigau sydyn mewn pŵer. Mae'r cyferbyniad rhwng cromlin cenhedlaeth planhigyn PV ar ddiwrnod cymylog ac un ag awyr glir i'w weld yn Ffigur 4. Byddai'r genhedlaeth yn dangos llai o "fflachio" gydag integreiddio BESS, gan gynhyrchu cromlin fwy rheolaidd.
Bydd y gromlin genhedlaeth yn "llyfn" o ganlyniad i eillio brig (am fwy ar eillio brig, darllenwch yr erthygl flaenorol).
O ran cymorth grid a gwasanaethau ategol, gall y BESS chwarae rhan sylweddol yn integreiddio'r orsaf bŵer i'r grid trydanol trwy gynnig rheoleiddio amlder a rheoli foltedd (ynghyd ag iawndal pŵer adweithiol) gyda llawer llai o effaith ar y system drydanol.
Ar wahân i'r gwasanaethau a grybwyllwyd uchod, mae mwy o gydweithio posibl rhwng modiwlau ffotofoltäig a systemau storio ynni batri, gan ddechrau gyda chyfnewid pwynt cyswllt (POC). Gan fod BESS yn cael ei osod yn aml i "ategu" y modiwl PV, ni allai ei bresenoldeb olygu bod angen pŵer ychwanegol yn y POC.
Mae cydweithrediadau posibl ychwanegol yn deillio o benderfyniadau a wnaed ym mhensaernïaeth sut mae modiwlau PV yn cysylltu â BESS. Mae o leiaf dri opsiwn sylfaenol yn bodoli:
Cyplydd DC: Yn yr opsiwn hwn, defnyddir trawsnewidydd DC / DC penodol i gysylltu'r BESS a PV ar ochr DC y batris a'r modiwlau PV er mwyn sefydlogi'r foltedd. Gyda'r dull hwn, bydd holl ochr AC y planhigyn yn rhannu'r gwrthdroyddion rhwng y modiwl PV a BESS (bydd y gwrthdröydd yn y senario hwn yn gallu gweithredu ym mhob un o'r 4 cwadrant yn y diagram PQ). ceisiadau, neu yn achos planhigyn bach (kW). Yn achos gwaith ar raddfa fawr, bydd y BESS yn cael ei ddosbarthu ar hyd y cae. Fodd bynnag, bydd angen rhesymeg benodol a drud i reoli'r foltedd DC a gwefr pob pecyn batri.
Cyplu AC Ar ôl y Gwrthdröydd: Mae'r dull hwn yn debyg i'r un blaenorol, ond mae'n gosod pwynt cyplu modiwl BESS a PV ar ôl y gwrthdroyddion. Yn yr achos hwn, bydd gan y modiwl BESS a'r modiwl PV eu gwrthdröydd pwrpasol eu hunain. Oherwydd nad oes angen y rhesymeg reoli ychwanegol ar gyfer y cyplydd DC, mae'r dull hwn hefyd yn boblogaidd ar gyfer cymwysiadau preswyl a gellid ei ddefnyddio mewn planhigion mawr i greu BESS dosbarthedig.
Cyplu AC yn y POC:Yn yr ateb hwn, mae'r modiwl PV a BESS yn rhannu'r cyfleuster rhyng-gysylltiad yn unig, tra bod ganddynt adrannau wedi'u gwahanu'n llwyr ar lefel planhigion.