I percorsi tecnologici di stoccaggio dell’energia centralizzati e basati su stringhe svolgono ruoli diversi nei sistemi di stoccaggio dell’energia, ciascuno con vantaggi e limiti unici.
Tecnologia di accumulo energetico centralizzato
Vantaggio
La logica di controllo è semplice: i pacchi batteria del sistema di accumulo di energia centralizzato sono collegati direttamente in serie per formare un gruppo di batterie e quindi collegati in parallelo a uno o più inverter di accumulo di energia di grandi dimensioni (PCS) attraverso il lato CC. Questa struttura rende il sistema di controllo relativamente semplificato, facile da gestire e manutenere.
Basso costo iniziale: grazie alla sua struttura semplice e alla capacità di ottenere approvvigionamenti su larga scala e gestione centralizzata, può ridurre i costi di costruzione iniziale e di manutenzione operativa.
Difetto
Effetto barile: tutti i moduli batteria sono collegati in parallelo e la durata complessiva del sistema dipende dall'anello più debole, ovvero dal modulo batteria con le prestazioni peggiori.
Problema di circolazione tra cluster: diversi cluster di batterie hanno profondità di scarica incoerenti, portando a fenomeni di circolazione, che a loro volta influiscono sull'efficienza di carica e scarica e possono comportare rischi per la sicurezza.
Elevata complessità operativa: una volta che si verifica un malfunzionamento, di solito è necessaria la presenza di personale professionale per il debug e la manutenzione, il che aumenta i tempi di inattività e i costi operativi.
Esempi di applicazione
L'Huaneng Huangtai da 100 MW/200MWh è una delle prime centrali elettriche di accumulo di energia su larga scala in Cina ad adottare un'architettura PCS centralizzata. Il progetto adotta un metodo di assemblaggio containerizzato e la capacità delle apparecchiature in un singolo container può raggiungere diversi megawattora (MWh), adatto per lo stoccaggio di energia lato rete e per supportare lo stoccaggio di energia per grandi centrali elettriche a energia rinnovabile.
Tecnologia di accumulo dell'energia basata su stringhe
Vantaggio
Elevata flessibilità: il sistema di accumulo di energia di tipo a stringa è costituito da più unità di accumulo di energia di capacità inferiore, ciascuna con funzioni di controllo e gestione indipendenti, che gli conferiscono un elevato grado di flessibilità e scalabilità, facilitando l'espansione o il rifornimento di energia in modo flessibile in base alle esigenze effettive .
Maggiore sicurezza: ogni gruppo batteria è controllato individualmente per la carica e la scarica, evitando l'influenza delle correnti circolanti e ottenendo l'isolamento dei guasti; Inoltre, viene adottato un efficiente sistema di gestione termica per garantire una buona uniformità della temperatura e una maggiore durata della batteria.
Facile da trasportare e installare: il singolo armadio ha dimensioni compatte, che lo rendono comodo per il trasporto e l'installazione in loco, particolarmente adatto per applicazioni con terreni complessi o distribuzione multipunto.
Difetto
Maggiore complessità di integrazione: rispetto ai sistemi centralizzati, il processo di integrazione e debug dell’accumulo di energia di tipo stringa è più complesso perché richiede una configurazione a grana fine di ciascuna unità di accumulo di energia.
Costo complessivo elevato: sebbene il costo dei singoli componenti sia inferiore, il costo di investimento del sistema complessivo aumenterà a causa della necessità di più ottimizzatori e apparecchiature di monitoraggio.
Esempi di applicazione
Il progetto di accumulo di energia solare da 3 MW/6 MWh a Linyang, Dezhou, Shandong è un tipico caso applicativo di accumulo di energia di tipo stringa. Questo progetto utilizza armadi integrati per l'accumulo di energia di tipo stringa intelligente, ciascuno dei quali contiene diverse unità di accumulo di energia. Ogni unità è collegata a un piccolo PCS e l'uscita CA viene quindi collegata al trasformatore per l'amplificazione e il collegamento alla rete elettrica. Questo design non solo migliora l'affidabilità e la stabilità del sistema, ma consente anche la miscelazione di batterie vecchie e nuove, migliorando ulteriormente l'adattabilità e l'economia del sistema.
Caratteristiche di due percorsi tecnologici in termini di capacità di accumulo di energia
Accumulo energetico centralizzato
Limite di capacità
La capacità di un singolo contenitore:
Nelle soluzioni centralizzate di accumulo dell'energia, un tipico contenitore di accumulo dell'energia contiene in genere più cluster di batterie, collegati in parallelo sul lato CC e quindi collegati a un grande PCS per l'elaborazione dell'inverter. Secondo diversi standard di progettazione e specifiche tecniche, la capacità massima installata di un singolo contenitore può raggiungere diversi megawattora (MWh). Ad esempio, nei dati viene menzionato che un container da 40 piedi con batterie da 280 Ah può avere una capacità installata massima di batterie da 1000 V.
Capacità di throughput energetico dell'intero ciclo di vita:
A causa dell'effetto barile dell'accumulo centralizzato di energia, le prestazioni dell'intero sistema sono limitate dal gruppo batteria più debole. Pertanto, in caso di funzionamento a lungo termine, l’effettiva capacità di stoccaggio dell’energia disponibile diminuirà. Inoltre, per evitare rischi per la sicurezza causati da problemi di circolazione, durante il caricamento e lo scaricamento viene mantenuto un certo margine, che riduce indirettamente l'effettiva capacità di accumulo dell'energia.
Scalabilità della capacità
Applicabilità a progetti su larga scala:
Lo stoccaggio centralizzato dell’energia è molto adatto per progetti di stoccaggio dell’energia su larga scala a livello di rete, come le centrali elettriche di stoccaggio dell’energia su larga scala sul lato della rete di origine, che spesso richiedono un’elevata potenza di carica/scarica singola e una grande capacità totale di stoccaggio dell’energia. Tuttavia, quando si tratta di espansione o di rifornimento di energia, le operazioni devono essere effettuate cabina per cabina, con conseguente scarsa flessibilità.
Accumulo di energia di tipo stringa
Limite di capacità
I vantaggi del design modulare:
Il sistema di accumulo di energia di tipo stringa adotta generalmente un design modulare, in cui ciascun gruppo di batterie nell'armadio integrato di accumulo di energia è collegato a un piccolo PCS indipendente e quindi collegato alla rete elettrica tramite convergenza CA. Questa architettura consente una definizione più flessibile della dimensione di ciascuna unità di accumulo di energia, combinandole teoricamente in un sistema di accumulo di energia di qualsiasi dimensione in base alla domanda. Ad esempio, è stato riportato che la potenza minima dei sistemi di accumulo di energia di tipo stringa parte da 50 kW.
Capacità del singolo armadio:
Sebbene la capacità di un singolo armadio integrato per l'accumulo di energia sia relativamente piccola, è possibile ottenere facilmente un accumulo di energia di grande capacità attraverso la connessione parallela. Inoltre, poiché ciascuna unità di accumulo dell'energia è controllata in modo indipendente, anche se alcune unità hanno problemi, ciò non influenzerà il funzionamento delle altre unità, il che aiuta a mantenere la stabilità e l'affidabilità dell'intero sistema.
Scalabilità della capacità
Metodi di espansione flessibili:
Un vantaggio significativo dell'accumulo di energia di tipo stringa è la sua elevata flessibilità, non solo nell'adattarsi a varie condizioni complesse del terreno, ma anche nel supportare la miscelazione di batterie vecchie e nuove e nell'aggiungere nuove unità di accumulo di energia per l'espansione in qualsiasi momento in base alle esigenze effettive. . Ciò significa che gli utenti aumentano gradualmente la propria capacità di accumulo di energia in base ai cambiamenti nel proprio carico di elettricità, senza la necessità di un investimento una tantum nella costruzione di impianti su larga scala.
Considerazioninelle applicazioni pratiche
Selezione della capacità di accumulo dell'energia:
Che si tratti di accumulo di energia centralizzato o di tipo stringa, quando si seleziona una specifica capacità di accumulo di energia, è necessario considerare i requisiti specifici del progetto, inclusi ma non limitati alla durata di servizio prevista, alle politiche di prezzo dell'elettricità del mercato target, alle condizioni climatiche locali, ecc. scenari applicativi che richiedono una rapida implementazione e un investimento iniziale limitato, lo stoccaggio energetico basato su stringhe è più adatto; Per i progetti di stoccaggio dell’energia su larga scala già pianificati, lo stoccaggio centralizzato dell’energia è una scelta migliore perché crea una capacità di stoccaggio dell’energia sufficiente nelle fasi iniziali.