De wereldwijde markt ziet een toenemende vraag naar batterijopslagfaciliteiten omdat ze de volatiliteit en intermittentie van hernieuwbare energie kunnen aanpakken. BloombergNEF voorspelt dat de wereldwijde energiemarkt zal stijgen in de komende decennia met de installatiecapaciteit die naar verwachting met 2000% zal groeien tegen 2030.

Onder vele energieopslagsysteem (ESS) oplossingen trekt de vloeistofgekoelde ESS veel aandacht vanwege de geavanceerde thermische beheersingstechnologie en andere kenmerken, waaronder een minimale voetafdruk en intelligente bediening en onderhoud (O&M).

Hoewel bedrijven uit verschillende sectoren ernaar streven hun vloeistofgekoelde ESS uit te rollen, is het een uitdaging om uw ideale vloeistofgekoelde ESS te vinden zonder professionele instructies. Hieronder vindt u enkele inzichten die projectbetrokkenen en besluitvormers kunnen inspireren.

Batterijen: geboren met inconsistentie en het 'emmer-effect'

Lithium-ionbatterijen zijn een essentieel onderdeel van het energieopslagsysteem; vanwege elektrochemische instabiliteit is de consistentie van de batterij echter relatief terwijl inconsistentie absoluut is. Batterijinconsistentie bestaat inherent en de inconsistentie breidt zich verder uit wanneer meerdere batterijen parallel werken en het temperatuurverschil van de batterij toeneemt. Zo treedt batterijcapaciteitsincongruentie op wanneer cellen met verschillende initiële capaciteiten samen worden gebruikt, wat de laad- en ontlaadefficiëntie van het gehele batterijopslagsysteem vermindert. Het nieuwe vloeistofgekoelde energieopslagsysteem vermindert batterijinconsistentie met geavanceerde koeltechnologie maar kan het niet elimineren.

Als gevolg daarvan is het energieopslagsysteem uitgerust met enkele controlesystemen, waaronder een batterijbeheersysteem (BMS) en een vermogensconversiesysteem (PCS), om batterijbalancering te waarborgen. Het BMS kan batterijgegevens monitoren en berekenen, en gegevens doorsturen naar het PCS. Als een ander "brein" van het batterijopslagsysteem, controleert het PCS de laad- en ontlaadcapaciteit en zorgt het voor maximale efficiëntie.

Het 'bucket effect' betekent dat als een van de planken in de emmer beschadigd is, niet de langste plank bepaalt hoeveel water een emmer kan houden, maar de kortste.

Deze theorie past bij het traditionele batterijopslagsysteem wanneer duizenden batterijen worden bestuurd door één PCS. Een lithium-ion batterijpack wordt vergeleken met een emmer gevuld met water, de lithium-ion cellen die het batterijpack vormen zijn de emmerplanken, en de cel met de slechtste prestatie bepaalt de algehele prestatie van het batterijpack. Het "emmereffect" in batterijen zal in de loop van de tijd intensiveren, wat uiteindelijk de efficiëntie van het batterijsysteem beïnvloedt en het rendement op investering van het project vermindert.

Het bestrijden van het 'emmereffect' en het waarborgen van hogere efficiëntie.

De nieuwe clustercontroller van Sungrow voor de vloeistofgekoelde ESS pakt het 'emmereffect' goed aan. De clustercontroller kan batterijrekken individueel opladen en ontladen. Hij identificeert de batterijstatus in milliseconden en regelt dynamisch het laad- en ontlaadvermogen van elke cluster op basis van de status van elke batterijcluster, waardoor wordt gegarandeerd dat batterijen met verschillende capaciteiten in het systeem volledig kunnen worden opgeladen en ontladen, en de ontlaadcapaciteit van het systeem met 7% aanzienlijk wordt verhoogd.

Afgezien van het opheffen van het 'bucket effect', is de nieuwe clustercontroller ontworpen om een positief kettingeffect te bereiken.

De State of Charge (SOC) van de batterijopslag is de belangrijkste invoerparameter om de grootte van de restcapaciteit van de lithiumbatterij weer te geven. De SOC-kalibratie zorgt ervoor dat de dynamo de lithium-ionbatterijen oplaadt totdat de eindlaadcriteria zijn bereikt. Vergeleken met de traditionele handmatige kalibratie van batterij-SOC, kan de clustercontroller automatische SOC-kalibratie bereiken zonder downtime en handmatige kalibratie.

Daarnaast, met de clustercontroller, ondersteunt Sungrow's vloeistofgekoelde ESS het gemengd gebruik van oude en nieuwe batterijen, en batterijclusters kunnen operationeel zijn zodra ze zijn vervangen. Systeemcapaciteitsuitbreiding zal vaak voorkomen als de energieopslagvraag toeneemt. Een extra PCS is niet vereist als de uitgebreide capaciteit binnen het vermogensbereik van de bestaande PCS valt. Bovendien kunnen de nieuwe en oude batterijsystemen op dezelfde PCS worden aangesloten, waardoor apparatuurkosten worden verlaagd.

Bovendien draagt de clustercontroller bij aan de veiligheid van het systeem. Wanneer een kortsluiting van een DC-bus optreedt, convergeert de kortsluitstroom van elke batterijcluster in het energieopslagsysteem naar het kortsluitknooppunt, dan zal de momentane kortsluitstroom veel hoger zijn dan de nominale stroom -- een veiligheidsrisico ontstaat. Sungrow's vloeistofgekoelde ESS met de clustercontroller kan het circuit tussen de batterijcluster en de DC-bus verbreken, waardoor de kortsluitstroom met 75% wordt verminderd en het risico op apparatuurschade door kortsluiting wordt geëlimineerd.

Naleving is de eerste en hoogste stap

Wereldwijde conformiteit is het erkende en gezaghebbende bewijs van een systeem met hoge kwaliteit, veiligheid en betrouwbare prestaties. De PowerTitan, Sungrow's vloeistofgekoelde ESS, richt zich op de energieopslagmarkt op nutsbedrijfschaal.

Door geavanceerd celveiligheid, elektrische veiligheid en brandblusveiligheid ontwerp, voldoet de PowerTitan volledig aan de internationale IEC 63056, IEC 62619, en de Noord-Amerikaanse UL 9540 en UL 9540A. Bovendien is bij het batterijsysteem het turnkey-station gevoegd, dat PCS en middenvoltage station integreert. Het turnkey-station voldoet volledig aan IEC 62271-202, dankzij het geïntegreerde ontwerp en strikte componenten selectie om de veiligheid van mensen te waarborgen.

Het energieopslagsysteem is complex, aangezien kennis over verschillende onderwerpen, met name vermogenselektronica, elektrochemie en gridvorming, noodzakelijk is. Sungrow is een van de weinige bedrijven die expertise en praktijkervaring heeft in deze drie verticals. Als een vroege deelnemer in de energiesector heeft Sungrow zijn jaarlijkse levering van energieopslagsystemen bereikt met 3 GWh geïnstalleerd in 2021. De vloeistofgekoelde ESS-oplossingen van het bedrijf werden geleverd aan baanbrekende projecten, waaronder het 390 MWh-project in Texas, de 750 MWh-projecten in Israël en het grootste zonne-plus-opslagproject in Zuidoost-Azië.

Aangezien vloeistofgekoelde energieopslagsystemen (ESS) in 2022 en verder de markt beginnen te domineren, dragen de bovengenoemde technische innovaties bij aan de langetermijnwinstgevendheid voor stakeholders en zorgen ze voor concurrentievermogen in de markt.