Як вибрати акумулятори для систем зберігання енергії у комерційних проєктах поза мережею?

Вибір технології елементів та сертифікації безпеки

При виборі акумуляторів для енергозберігання у комерційних автономних проектах безпека є найважливішим пріоритетом. Згідно з практичним досвідом реалізації таких проектів, багато комерційних автономних проектів розташовані в віддалених промислових парках або ділових зонах із неповною інфраструктурою, а інциденти, пов’язані з безпекою акумуляторів, можуть призвести до призупинення проекту та значних економічних збитків. Завдяки надійній кристалічній структурі та винятковій стійкості до термічного розбіжного процесу (thermal runaway) літій-залізо-фосфатні елементи є переважним вибором акумуляторів для більшості комерційних автономних проектів. Це підтверджується експлуатаційними даними понад ста автономних проектів у 171 країні та регіоні. Крім того, акумуляторні вироби повинні мати глобальні авторитетні сертифікати, зокрема UL, ISO, CE та UN38.3. Ці сертифікати є мінімальним вимогами для виходу акумуляторів на ринок, а також основними гарантіями загальної безпеки системи під час експлуатації. У попередніх випадках акумулятори, які не відповідали вимогам сертифікації, мали ризики щодо безпеки у конструкції системи управління акумуляторами (BMS) та механічної конструкції, що призвело до пошкодження компонентів системи в попередніх експлуатаційних інцидентах.

Оцінка терміну служби циклу та енергоефективності

Оцінка терміну служби в циклах та енергоефективності є ключовим фактором при розрахунку терміну окупності початкових інвестицій у комерційних проєктах автономних систем зберігання енергії. Для комерційних проєктів номінальний термін служби акумулятора має реалістично відображати щоденні цикли заряджання та розряджання, а не лабораторні цикли. Поширені технології літій-залізо-фосфатних акумуляторів із терміном служби понад 6000 циклів забезпечують базову експлуатаційну функціональність для комерційних проєктів, тоді як акумулятори на 8000 циклів зменшують частоту заміни й продовжують період рентабельності проєкту. Енергоефективність також є однією з головних проблем. Ефективність змінного струму (AC) енергосистеми з урахуванням втрат у системі зберігання енергії та перетворювача (PCS) має становити щонайменше 85 %. У комерційному автономному проєкті на промисловому парку система з енергоефективністю 90 % забезпечить збільшення щорічної доступної енергії на 15 % порівняно з системою, енергоефективність якої становить 80 %, що досить очевидно знижує рентабельність. Тому енергоефективність є одним із критичних критеріїв при виборі акумуляторів, а відповідні сертифіковані звіти про випробування енергоефективності мають бути надані.

Інтеграція систем та інтелектуальне управління

Комерційні автономні проекти все частіше вимагають стабілізації всієї системи накопичення енергії, що означає критичну важливість інтеграції акумуляторів, інверторів та систем управління енергією. З практичного досвіду відомо, що у багатьох проектах виявлено такі проблеми, як нестабільна вихідна потужність та недовикористання енергії, спричинені розбіжностями у взаємодії між акумуляторами й інверторами та помилками в логіці керування. Тому акумуляторна система повинна мати вбудовану інтелектуальну систему управління енергією (EMS), яка забезпечує такі функції, як моніторинг стану акумуляторів у реальному часі, автоматизовані адаптивні стратегії заряджання та розряджання, а також інтелектуальна реакція на надзвичайні потреби у живленні. Наприклад, у комерційному автономному проекті торговельного центру система EMS розроблена таким чином, щоб регулювати потужність розряду акумуляторів залежно від реальної навантаженості центру. Це запобігає глибокому розряджанню акумуляторів і забезпечує безперебійне електропостачання критичних компонентів, таких як ліфти та кондиціонери. Отже, оптимальна інтеграція акумуляторів у загальну систему підвищує експлуатаційну стабільність проекту та ефективність використання енергії.

Адаптивність до складних робочих умов

При розгляді комерційних автономних проектів робоче середовище, як правило, є складним і постійно змінюється. Здатність акумуляторів адаптуватися до таких умов є вирішальною для надійності та тривалого терміну експлуатації проекту. По-перше, слід зазначити, що акумулятор і його компоненти повинні забезпечувати функціональність у широкому діапазоні експлуатаційних і кліматичних умов. Наприклад, у блоку енергосховища з рідинним охолодженням робота акумулятора може контролюватися навіть за зовнішньої температури 50 °C. Крім того, акумулятори повинні забезпечувати прийнятні швидкості заряджання та розряджання. Це особливо важливо для більшості комерційних автономних проектів, які вимагають струмів 0,5C–1C. Такий діапазон є оптимальним, оскільки він максимізує термін служби акумуляторів, забезпечуючи при цьому баланс між швидкостями розряджання та заряджання. Нарешті, для автономних проектів, де виробництво електроенергії за допомогою фотогальванічних систем характеризується переривчастістю та нестабільністю, акумулятори також повинні мати здатність приймати й зберігати енергію від коливних струмів. Ця функція забезпечує постійне електропостачання проекту.

Загальні витрати протягом усього життєвого циклу та післяпродажне обслуговування

Розгляд ціни покупки на початковому етапі є помилковим підходом при виборі акумуляторів для енергозберігаючих комерційних автономних проектів. Було зафіксовано, що деякі недорогі акумулятори демонструють помітне зниження ємності впродовж першого-другого року експлуатації, а вартість замінних акумуляторів значно перевищує будь-яку початкову економію. Якісний акумулятор має гарантію, що відповідає галузевим стандартам, принаймні шість років, і багато акумуляторів, доступних на ринку, тепер пропонуються з гарантією до десяти років. Однак також важливо враховувати гарантію виробника в поєднанні з його післяпродажним обслуговуванням — зокрема, швидкість виконання замовлення, відстань до сервісного центру з постачання запасних частин та доступність фахівців з ремонту. У комерційних автономних проектах акумулятори є статтею витрат, тому виробник із найвищим рівнем гарантійного обслуговування має найменший негативний вплив на проект.

Масштабованість та майбутнє розширення проекту

Оскільки комерційні проекти постійно розвиваються та розширюються, при виборі продуктів необхідно враховувати масштабованість системи акумуляторів для зберігання енергії. Гнучке розширення ємності відповідно до потужності проекту можна досягти без заміни системи чи збільшення витрат на розширення за допомогою акумуляторних систем із конструкцією, що дозволяє їх укладати один на одного (stackable) та монтувати на стійках (rack mounted). У комерційному автономному промисловому парку початкова ємність системи зберігання енергії відповідає поточним енергетичним потребам. Проте з розширенням парку ємність акумуляторів була збільшена завдяки конструкції stackable до 200 кВт·год, що забезпечило економію понад 30 % порівняно з встановленням нової системи, а також скорочення строків будівництва. Крім того, акумуляторна система має бути сумісною з більшістю сучасних фотовольтаїчних модулів та інверторів, щоб забезпечити гнучкість у майбутньому — можливість розширення та модифікації проекту. Компанія Zsen Risun має 28 патентів і пропонує повний асортимент продуктів, у тому числі високовольтні акумулятори з конструкцією stackable та інтегровані сонячні системи зберігання енергії. Ця компанія має більше десяти років спеціалізації в галузі накопичення енергії. Завдяки глобальним сертифікатам, тривалому терміну служби та гнучкій масштабованості її продукти забезпечують найкраще співвідношення ціни й якості у комплексних рішеннях для зберігання енергії в усіх комерційних автономних застосуваннях у різних країнах та регіонах.