Der globale Markt sieht eine erhöhte Nachfrage nach Batteriespeicheranlagen, da sie die Volatilität und Intermittenz erneuerbarer Energien bewältigen können. BloombergNEF prognostiziert, dass der globale Energiespeichermarkt in den kommenden Jahrzehnten stark wachsen wird, wobei die Installationskapazität bis 2030 um 2000% steigen soll.
Unter vielen Energiespeichersystem (ESS)-Lösungen zieht das flüssigkeitsgekühlte ESS aufgrund der fortschrittlichen Wärmemanagementtechnologie und anderer Merkmale wie einem minimalen Platzbedarf und intelligenter Betriebs- und Wartung (O&M) viel Aufmerksamkeit auf sich.
Obwohl Unternehmen aus verschiedenen Bereichen bestrebt sind, ihre flüssiggekühlten ESS auf den Markt zu bringen, ist es schwierig, Ihr ideales flüssiggekühltes ESS ohne professionelle Anleitung zu finden. Nachfolgend finden Sie einige Einblicke, die Projektträger und Entscheidungsträger inspirieren könnten.
Batterien: geboren mit Inkonsistenz und dem „Eimer-Effekt“
Lithium-Ionen-Batterien sind ein wesentlicher Bestandteil des Energiespeichersystems; jedoch ist aufgrund elektrochemischer Instabilität die Konsistenz der Batterie relativ, während Inkonsistenz absolut ist. Die Batterieinkonsistenz existiert inhärent, und die Inkonsistenz vergrößert sich weiter, wenn mehrere Batterien parallel arbeiten und der Batterietemperaturunterschied erhöht wird. Somit tritt Batteriekapazitätsinkongruenz auf, wenn Zellen mit unterschiedlichen Anfangskapazitäten zusammen verwendet werden, was die Lade- und Entladeeffizienz des gesamten Batteriespeichersystems reduziert. Neue flüssigkeitsgekühlte Energiespeichersysteme mildern Batterieinkonsistenz mit fortschrittlicher Kühltechnologie, können sie aber nicht beseitigen.
Daher ist das Energiespeichersystem mit einigen Steuerungssystemen ausgestattet, einschließlich eines Batteriemanagementsystems (BMS) und eines Leistungsumwandlungssystems (PCS), um den Batterieausgleich zu gewährleisten. Das BMS kann Batteriedaten überwachen und berechnen und Daten an das PCS übertragen. Als ein weiteres 'Gehirn' des Batteriespeichersystems steuert das PCS die Lade- und Entladekapazität und stellt maximale Effizienz sicher.
Der 'Eimereffekt' bedeutet, wenn eine der Bretter im Eimer beschädigt ist, bestimmt nicht das längste Brett, wie viel Wasser ein Eimer hält, sondern das kürzeste.
Diese Theorie passt zum traditionellen Batteriespeichersystem, wenn Tausende von Batterien von einem PCS gesteuert werden. Ein Lithium-Ionen-Batteriepack wird mit einem Eimer verglichen, der Wasser enthält, die Lithium-Ionen-Zellen, die das Batteriepack ausmachen, sind die Eimerbretter, und die Zelle mit der schlechtesten Leistung bestimmt die Gesamtleistung des Batteriepacks. Der "Eimereffekt" in Batterien wird sich mit der Zeit verstärken, was letztendlich die Effizienz des Batteriesystems beeinträchtigt und die Rendite der Investition des Projekts verringert.
Bekämpfung des „Eimereffekts“ und Gewährleistung höherer Effizienz
Sungrows neuer Cluster-Controller für das flüssiggekühlte ESS adressiert effektiv den 'Eimer-Effekt'. Der Cluster-Controller kann Batterieracks einzeln laden und entladen. Er erkennt den Batteriestatus in Millisekunden und steuert dynamisch die Lade- und Entladeleistung jedes Clusters basierend auf dem Status jedes Batterieclusters, wodurch sichergestellt wird, dass Batterien mit unterschiedlichen Kapazitäten im System vollständig geladen und entladen werden können, was die Entladekapazität des Systems um 7% signifikant erhöht.
Abgesehen von der Beseitigung des "Eimereffekts" ist der neue Cluster-Controller darauf ausgelegt, einen positiven Ketteneffekt zu erreichen.
Der Ladezustand (SOC) des Batteriespeichers ist der wichtigste Eingabeparameter, um die Größe der verbleibenden Kapazität von Lithiumbatterien widerzuspiegeln. Die SOC-Kalibrierung ermöglicht es dem Generator, die Lithium-Ionen-Batterien zu laden, bis die Endladekriterien erfüllt sind. Im Vergleich zur traditionellen manuellen Kalibrierung des Batterie-SOC kann der Cluster-Controller eine automatische SOC-Kalibrierung erreichen, ohne Ausfallzeiten und manuelle Kalibrierung.
Darüber hinaus unterstützt Sungrows flüssiggekühltes ESS mit dem Cluster-Controller die gemischte Verwendung von alten und neuen Batterien, und Batteriecluster können nach dem Austausch sofort betrieben werden. Eine Systemkapazitätserweiterung wird häufig auftreten, wenn die Energiespeichernachfrage steigt. Ein zusätzlicher PCS ist nicht erforderlich, wenn die erweiterte Kapazität innerhalb des Leistungsbereichs des bestehenden PCS liegt. Zudem können neue und alte Batteriesysteme an denselben PCS angeschlossen werden, was die Gerätekosten reduziert.
Darüber hinaus trägt der Cluster-Controller zur Sicherheit des Systems bei. Bei einem Kurzschluss des DC-Busses konvergiert der Kurzschlussstrom jedes Batterieclusters im Energiespeichersystem zum Kurzschlussknoten, wodurch der momentane Kurzschlussstrom viel höher als der Nennstrom ist – ein Sicherheitsrisiko entsteht. Sungrows flüssiggekühltes ESS mit dem Cluster-Controller kann den Stromkreis zwischen Batteriecluster und DC-Bus trennen, den Kurzschlussstrom um 75% reduzieren und das Risiko von Geräteschäden durch Kurzschlüsse beseitigen.
Compliance ist der erste und oberste Schritt
Globale Konformität ist der anerkannte und autoritative Nachweis für ein System mit hoher Qualität, Sicherheit und zuverlässiger Leistung. Der PowerTitan, Sungrows flüssigkeitsgekühltes ESS, konzentriert sich auf den Energiespeichermarkt im Nutzmaßstab.
Durch innovative Zellensicherheits-, elektrische Sicherheits- und Brandunterdrückungssicherheitsgestaltung entspricht der PowerTitan vollständig den internationalen Normen IEC 63056, IEC 62619 sowie den nordamerikanischen Normen UL 9540 und UL 9540A. Zusätzlich wird das Batteriesystem durch die schlüsselfertige Station ergänzt, die PCS und Mittelspannungsstation integriert. Die schlüsselfertige Station entspricht vollständig IEC 62271-202, dank integriertem Design und strenger Komponentenauswahl, um die Sicherheit der Menschen zu gewährleisten.
Das Energiespeichersystem ist komplex, da Wissen aus verschiedenen Bereichen, insbesondere Leistungselektronik, Elektrochemie und Netzformung, erforderlich ist. Sungrow ist eines der wenigen Unternehmen, das Expertise und Praxiserfahrung in diesen drei Bereichen hat. Als früher Teilnehmer im Energiespeichersektor hat Sungrow 2021 eine jährliche Energiespeichersystemauslieferung von 3 GWh erreicht. Die flüssigkeitsgekühlten ESS-Lösungen des Unternehmens wurden für Meilensteinprojekte geliefert, darunter das 390MWh-Projekt in Texas, 750MWh-Projekte in Israel und das größte Solar-plus-Speicher-Projekt in Südostasien.
Da flüssigkeitsgekühlte ESS ab 2022 und darüber hinaus den Markt dominieren, tragen die oben genannten technischen Innovationen zur langfristigen Rentabilität für Stakeholder und zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit auf dem Markt bei.
