השוק העולמי רואה דרישה מוגברת למתקני אחסון סוללות מכיוון שהם יכולים להתמודד עם התנודתיות וההפסקות של אנרגיה מתחדשת. BloombergNEF צופה כי שוק האחסון האנרגטי העולמי יתפרץ בעשורים הבאים עם יכולת ההתקנה שצפויה לגדול ב-2000% עד 2030.

בין פתרונות רבים למערכת אגירת אנרגיה (ESS), מערכת ESS המקוררת בנוזלים מושכת תשומת לב רבה בשל טכנולוגיית ניהול תרמי מתקדמת, ותכונות אחרות הכוללות מינימום שטח וכפעולה ותחזוקה חכמים (O&M).

אף על פי שחברות מתחומים שונים שואפות לפרוש את מערכת האחסון האנרגיה המקוררת בנוזל שלהם, זה מאתגר למצוא את מערכת האחסון האנרגיה המקוררת בנוזל האידיאלי שלך ללא הדרכה מקצועית. להלן תמצאו תובנות שעשויות לעורר השראה בקרב בעלי העניין והמקבלי החלטות בפרויקט.

סוללות: נולדות עם אי-עקביות ואפקט הדלי

סוללות ליתיום-יון הן מרכיב חיוני במערכת אחסון האנרגיה; עם זאת, בשל חוסר יציבות אלקטרוכימית, העקביות של הסוללה היא יחסית בעוד חוסר העקביות הוא מוחלט. חוסר העקביות בסוללה קיים מטבעו, וחוסר העקביות ממשיך להתרחב כאשר מספר סוללות פועלות במקביל והבדלי טמפרטורת הסוללה גדלים. לפיכך, חוסר התאמה בקיבולת הסוללה מתרחש כאשר תאים בעלי קיבולות התחלתיות שונות משמשים יחד, מה שמפחית את יעילות הטעינה והפריקה של כל מערכת אחסון הסוללה. מערכת אחסון אנרגיה מקוררת נוזלים חדשה ממתנת את חוסר העקביות בסוללה באמצעות טכנולוגיית קירור מתקדמת אך לא יכולה לבטל אותה לחלוטין.

כתוצאה מכך, מערכת האחסון אנרגיה מצוידת בכמה מערכות בקרה כולל מערכת ניהול סוללה (BMS) ומערכת המרת כוח (PCS) כדי להבטיח איזון סוללות. מערכת ניהול הסוללה (BMS) יכולה לעקוב ולחשב נתוני סוללה, ולהעביר נתונים למערכת המרת הכוח (PCS). כ"מוח" נוסף של מערכת האחסון בסוללות, PCS שולט בקיבולת הטעינה והפריקה ומבטיח יעילות מירבית.

אפקט "הדלי" אומר שאם אחת הלוחות בדלי פגומה, לא הלוח הארוך ביותר שקובע כמה מים הדלי מכיל, אלא הקצר ביותר.

תיאוריה זו מתאימה למערכת אחסון הסוללות המסורתית כאשר אלפי סוללות נשלטות על ידי PCS אחד. חבילת סוללות ליתיום-יון משולה לדלי המכיל מים, התאים שבונים את החבילה הם לוחות הדלי, והתא בעל הביצועים הגרועים ביותר קובע את הביצועים הכלליים של החבילה. 'אפקט הדלי' בסוללות יחמיר עם הזמן, מה שישפיע בסופו של דבר על יעילות מערכת הסוללות ויפחית את תשואת ההשקעה של הפרויקט.

לחימה ב"אפקט הדלי" והבטחת יעילות גבוהה יותר

בקר האשכול החדש של Sungrow למערכת אגירת אנרגיה מקוררת נוזלית מתמודד היטב עם 'אפקט הדלי'. הבקר יכול לטעון ולפרוק מדפי סוללות בנפרד. הוא מזהה את מצב הסוללה במילישניות, ושולט באופן דינמי בהספק הטעינה והפריקה של כל אשכול לפי מצב כל אשכול סוללות, ומבטיח שסוללות בקיבולים שונים במערכת יכולות להיטען ולהיפרק במלואן, ומגדיל משמעותית את קיבולת הפריקה של המערכת ב-7%.

מלבד להיפטר מ"אפקט הדלי", בקר האשכול החדש מתוכנן להשיג אפקט שרשרת חיובי.

מצב הטעינה (SOC) של האחסון בסוללה הוא הפרמטר הקלט החשוב ביותר לשקף את גודל קיבולת השיורית של סוללת הליתיום. כיול SOC מאפשר לאלטרנטור לטעון את סוללות הליתיום-יון עד שקריטריוני סיום הטעינה מתקיימים. בהשוואה לכיול הידני המסורתי של SOC בסוללה, בקר ההקבץ יכול להשיג כיול SOC אוטומטי ללא זמן מת וללא כיול ידני.

בנוסף, עם בקר האשכול, מערכת האחסון אנרגיה מוצקה מקוררת של Sungrow תומכת בשימוש מעורב בסוללות חדשות וישנות, ואשכולות סוללות יכולים לפעול לאחר החלפתם. הרחבת קיבולת המערכת תתרחש לעתים קרובות אם הביקוש לאחסון אנרגיה יגדל. אין צורך ב-PCS נוסף אם הקיבולת המורחבת נמצאת בטווח ההספק של ה-PCS הקיים. יתרה מזו, מערכות הסוללות החדשות והישנות יכולות להיות מחוברות לאותו PCS, מה שמפחית את עלויות הציוד.

בנוסף, בקר האשכול תורם לבטיחות המערכת. כאשר מתרחש קצר חשמלי ב-DC, זרם הקצר החשמלי של כל אשכול סוללות במערכת האחסון מתכנס לצומת הקצר החשמלי, אז זרם הקצר החשמלי הרגעי יהיה גבוה בהרבה מהזרם המדורג – מה שמציב סיכון בטיחותי. ה-ESS המקורר בנוזל של Sungrow עם בקר האשכול יכול לנתק את המעגל בין אשכול הסוללות ל-DC, ולהפחית את זרם הקצר החשמלי ב-75% ולחסל את הסיכון לנזק לציוד הנגרם על ידי קצר חשמלי.

ציות הוא השלב הראשון והחשוב ביותר

ציות עולמי הוא ההוכחה המוכרת והסמכותית למערכת עם איכות גבוהה, בטיחות וביצועים אמינים. PowerTitan, ESS עם קירור נוזלי של Sungrow, מתמקד בשוק אגירת האנרגיה בקנה מידה שירותי.

דרך תכנון בטיחותי מתקדם של תאים, בטיחות חשמלית ובטיחות דיכוי אש, ה-PowerTitan תואם באופן מלא לתקנים הבינלאומיים IEC 63056, IEC 62619, והתקנים הצפון-אמריקאיים UL 9540 ו-UL 9540A. בנוסף, בשילוב עם מערכת הסוללה נמצאת תחנת המפתח, המשלבת PCS ותחנת מתח בינוני. תחנת המפתח תואמת באופן מלא ל-IEC 62271-202, הודות לתכנון המשולב ובחירת רכיבים קפדנית כדי להבטיח את בטיחות בני האדם.

מערכת אחסון האנרגיה היא מורכבת, שכן נדרש ידע בתחומים מגוונים, במיוחד אלקטרוניקת כוח, אלקטרוכימיה, ויצירת רשת. Sungrow היא אחת החברות הבודדות שיש להן מומחיות ופרקטיקה בשלושה תחומים אלה. כחברה שהגיעה מוקדם לענף אחסון האנרגיה, Sungrow הגיעה למשלוח מערכת אחסון האנרגיה השנתית עם פריסה של 3 GWh בשנת 2021. פתרונות ESS מקוררי הנוזל של החברה סופקו לפרויקטים בולטים כולל פרויקט טקסס של 390MWh, פרויקטים של 750MWh בישראל, ופרויקט האנרגיה הסולארית-פלוס-אחסון הגדול ביותר בדרום מזרח אסיה.

כאשר מערכת אחסון אנרגיה מקוררת נוזלית מתחילה לשלוט בשוק בשנת 2022 ומעבר לכך, החידושים הטכניים שהוזכרו לעיל תורמים לרווחיות ארוכת טווח עבור בעלי העניין ומבטיחים תחרותיות בשוק.