Глобалният пазар вижда повишено търсене на съоръжения за съхранение на батерии, тъй като те могат да се справят с нестабилността и прекъснатостта на възобновяемата енергия. BloombergNEF прогнозира, че глобалният пазар за енергийно съхранение ще се увеличи през следващите десетилетия с инсталационния капацитет, определен да нарасне с 2000% до 2030 г.

Сред многото решения за системи за съхранение на енергия (ESS), течно охлажданата ESS привлича голямо внимание поради напредната технология за топлинно управление и други характеристики, включително минимална заемана площ и интелигентна експлоатация и поддръжка (O&M).

Въпреки че компании от различни области се стремят да пуснат своите течно охладени ESS, е предизвикателство да намерите идеалния си течно охладен ESS без професионални указания. По-долу ще намерите някои прозрения, които могат да вдъхновят заинтересованите страни и вземащите решения в проекта.

Батерии: родени с несъответствие и „ефекта на кофата“

Литий-йонните батерии са съществен компонент на системата за енергосъхранение; обаче, поради електрохимична нестабилност, последователността на батерията е относителна, докато несъответствието е абсолютно. Несъответствието на батерията съществува по природа, и то продължава да се разширява, когато множество батерии работят паралелно и температурната разлика на батериите се увеличава. По този начин, несъответствието в капацитета на батерията възниква, когато клетки с различни начални капацитети се използват заедно, което намалява ефективността на зареждане и разреждане на цялата система за съхранение на батерии. Новата течно охлаждаема система за енергосъхранение смекчава несъответствието на батерията с усъвършенствана технология за охлаждане, но не може да го елиминира.

В резултат на това, енергийната система за съхранение е оборудвана с някои контролни системи, включително система за управление на батериите (BMS) и система за преобразуване на мощност (PCS), за да се осигури балансиране на батериите. BMS може да следи и изчислява данни за батериите и да прехвърля данни към PCS. Като друг „мозък“ на системата за съхранение на батерии, PCS контролира капацитета за зареждане и разрядка и осигурява максимална ефективност.

“Ефектът на кофата” означава, че ако една от дъските в кофата е повредена, не най-дългата дъска определя колко вода може да държи кофата, а най-късата.

Тази теория е подходяща за традиционната система за съхранение на батерии, когато хиляди батерии се контролират от един PCS. Литиево-йонният батериен пакет се прилича на кофа, съдържаща вода, литиево-йонните клетки, които съставляват батерийния пакет, са дъските на кофата, и клетката с най-лоша производителност определя общата производителност на батерийния пакет. „Ефектът на кофата“ в батериите ще се интенсифицира с времето, което в крайна сметка ще повлияе на ефективността на батерийната система и ще намали възвръщаемостта на инвестициите на проекта.

Борба с „ефекта на кофата“ и осигуряване на по-висока ефективност

Новият клъстер контролер на Sungrow за системата за съхранение на енергия с течно охлаждане добре решава „ефекта на кофата“. Клъстер контролерът може да зарежда и разреди батерийни рафтове индивидуално. Той идентифицира състоянието на батерията в милисекунди и динамично контролира мощността на зареждане и разреждане на всеки клъстер според състоянието на всяка батериен клъстер, гарантирайки, че батерии с различни капацитети в системата могат да бъдат напълно заредени и разредени, значително увеличавайки капацитета за разреждане на системата с 7%.

Освен премахването на „ефекта на кофата“, новият контролер на клъстери е предназначен да постигне положителен верижен ефект.

Степента на заряд (SOC) на батерийното съхранение е най-важният входен параметър, отразяващ размера на оставащия капацитет на литиевата батерия. Калибрирането на SOC позволява на алтернатора да зарежда литиево-йонните батерии, докато не бъдат изпълнени критериите за края на зареждането. В сравнение с традиционното ръчно калибриране на SOC на батерията, контролерът на клъстера може да постигне автоматично калибриране на SOC без прекъсвания и ръчно калибриране.

Освен това, с контролера на клъстера, течно охладената ESS на Sungrow поддържа смесено използване на стари и нови батерии, и клъстерите от батерии могат да работят веднага след замяна. Разширяването на капацитета на системата ще се случва често, ако търсенето на съхранение на енергия се увеличи. Не се изисква допълнителен PCS, ако разширеният капацитет е в диапазона на мощността на съществуващия PCS. Освен това, новите и старите системи от батерии могат да бъдат свързани към един и същ PCS, намалявайки разходите за оборудване.

В допълнение, контролерът на клъстера допринася за безопасността на системата. Когато се случи късо съединение на DC шина, токът на късо съединение на всеки батериен клъстер в системата за енергийно съхранение се събира във възела на късото съединение, след което моментният ток на късо съединение ще бъде много по-висок от номиналния ток – това представлява риск за безопасността. Течно охлаждаемата система за енергийно съхранение на Sungrow с контролера на клъстера може да прекъсне веригата между батерийния клъстер и DC шината, намалявайки тока на късо съединение с 75% и елиминирайки риска от повреда на оборудването, причинена от късо съединение.

Съобразяването е първата и най-важна стъпка

Глобалното съответствие е признато и авторитетно доказателство за система с високо качество, безопасност и надеждно представяне. PowerTitan, течно охлажданата ESS на Sungrow, се фокусира върху пазара за съхранение на енергия за комунални услуги.

Чрез иновативен дизайн за безопасност на клетките, електрическа безопасност и пожарогасителна безопасност, PowerTitan е в пълно съответствие с международните стандарти IEC 63056, IEC 62619, и северноамериканските UL 9540 и UL 9540A. Освен това, свързаната с батерийната система turnkey станция, която интегрира PCS и среднонапрежение станция. Turnkey станцията е в пълно съответствие с IEC 62271-202, благодарение на интегрирания дизайн и стриктния избор на компоненти за осигуряване на безопасността на хората.

Системата за съхранение на енергия е сложна, тъй като са необходими знания в различни области, особено силова електроника, електрохимия и формиране на мрежа. Sungrow е една от малкото компании, които имат експертиза и практика в тези три вертикали. Като ранен участник в сектора за съхранение на енергия, Sungrow достигна годишното си изпращане на системи за съхранение на енергия с 3 GWh, разположени през 2021 г. Течните ESS решения на компанията бяха доставени до знакови проекти, включително техаския проект от 390MWh, проектите от 750MWh в Израел и най-големият проект за слънчева енергия и съхранение в Югоизточна Азия.

Тъй като течно охлаждаемите енергийни системи за съхранение започват да доминират на пазара през 2022 г. и след това, споменатите технически иновации допринасят за дългосрочната рентабилност на заинтересованите страни и осигуряват конкурентоспособност на пазара.