Den globala marknaden ser en ökad efterfrågan på batterilagringsanläggningar eftersom de kan hantera volatiliteten och intermittensen i förnybar energi. BloombergNEF prognostiserar att den globala energilagringsmarknaden kommer att öka kraftigt under de kommande decennierna med en installation som förväntas växa med 2000 % fram till 2030.
Bland många energilagringssystem (ESS)-lösningar får den vätskekylda ESS mycket uppmärksamhet på grund av den avancerade termiska hanteringstekniken och andra funktioner inklusive ett minimalt fotavtryck och intelligent drift och underhåll (O&M).
Även om företag från olika områden strävar efter att lansera sina vätskekylda ESS, är det utmanande att hitta din ideal vätskekyld ESS utan professionella instruktioner. Nedan hittar du några insikter som kan inspirera projektintressenter och beslutsfattare.
Batterier: födda med inkonsekvens och 'hinkeffekten'
Litiumjonbatterier är en viktig komponent i energilagringssystemet; dock, på grund av elektrokemisk instabilitet, är batterikonsistensen relativ medan inkonsekvensen är absolut. Batteriinkonsekvensen finns inneboende, och inkonsekvensen fortsätter att utvidgas när flera batterier arbetar parallellt och batteritemperaturskillnaden ökar. Således uppstår batterikapacitetsinkongruens när celler med olika initiala kapaciteter används tillsammans, vilket minskar laddnings- och urladdningseffektiviteten för hela batterilagringssystemet. Nytt vätskekyldt energilagringssystem mildrar batteriinkonsekvens med avancerad kylteknik men kan inte eliminera den.
Som ett resultat är energilagringssystemet utrustat med vissa kontrollsystem inklusive ett batterihanteringssystem (BMS) och ett effektomvandlingssystem (PCS) för att säkerställa batteribalansering. BMS kan övervaka och beräkna batteridata, och överföra data till PCS. Som en annan ”hjärna” i batterilagringssystemet kontrollerar PCS laddnings- och urladdningskapaciteten och säkerställer maximal effektivitet.
"Hinkeffekten" innebär att om en av brädorna i hinken är skadad, är det inte den längsta brädan som bestämmer hur mycket vatten en hink håller, utan den kortaste.
Denna teori passar det traditionella batterilagringssystemet när tusentals batterier kontrolleras av en PCS. Ett litiumjonbatteripaket liknas vid en hink som innehåller vatten, litiumjoncellerna som utgör batteripaketet är hinkens bräder, och cellen med sämst prestanda bestämmer batteripaketets övergripande prestanda. "Hinkeffekten" i batterier kommer att intensifieras över tid, vilket så småningom påverkar batterisystemets effektivitet och minskar projektets avkastning på investeringen.
Bekämpa "hinkeffekten" och säkerställa högre effektivitet
Sungrows nya klusterkontrollant för den vätskekylda ESS hanterar väl "hinkeffekten". Klusterkontrollanten kan ladda och urladda batteriställningar individuellt. Den identifierar batteristatusen på millisekunder och kontrollerar dynamiskt laddnings- och urladdningseffekten för varje kluster enligt statusen för varje batterikluster, vilket garanterar att batterier med olika kapaciteter i systemet kan laddas och urladdas fullt ut, vilket avsevärt ökar systemets urladdningskapacitet med 7%.
Förutom att bli av med 'hinkeffekten' är den nya klusterkontrollen utformad för att uppnå en positiv kjedjeeffekt.
Laddningstillståndet (SOC) för batterilagringen är den viktigaste indataparametern för att reflektera storleken på litiumbatteriets återstående kapacitet. SOC-kalibreringen tillåter generatorn att ladda litiumjonbatterierna tills slutladdningskriterierna har uppfyllts. Jämfört med den traditionella manuella kalibreringen av batteriets SOC kan klusterkontrollen uppnå automatisk SOC-kalibrering utan stillestånd och manuell kalibrering.
Dessutom, med klusterkontrollern, stöder Sungrows flytande kylade ESS blandad användning av gamla och nya batterier, och batterikluster kan fungera när de ersatts. Systemkapacitetsexpansion kommer ofta att ske om efterfrågan på energilagring ökar. En ytterligare PCS krävs inte om den utökade kapaciteten är inom effektområdet för den befintliga PCS:en. Dessutom kan de nya och gamla batterisystemen kopplas till samma PCS, vilket minskar utrustningskostnaderna.
Dessutom bidrar klusterkontrollern till systemets säkerhet. När ett kortslutning i en DC-buss inträffar, konvergerar kortslutningsströmmen från varje batterikluster i energilagringssystemet till kortslutningsnoden, då blir den momentana kortslutningsströmmen mycket högre än den märkström -- en säkerhetsrisk uppstår. Sungrows vätskekylda ESS med klusterkontrollern kan koppla bort kretsen mellan batteriklustret och DC-bussen, vilket minskar kortslutningsströmmen med 75% och eliminerar risken för utrustningsskador orsakade av kortslutning.
Efterlevnad är det första och främsta steget
Global överensstämmelse är det erkända och auktoritativa beviset för ett system med hög kvalitet, säkerhet och pålitlig prestanda. PowerTitan, Sungrows vätskekylda ESS, fokuserar på den storskaliga energilagringsmarknaden.
Genom banbrytande cellsäkerhet, elektrisk säkerhet och brandsäkerhetsdesign är PowerTitan helt i linje med de internationella IEC 63056, IEC 62619 och de nordamerikanska UL 9540 och UL 9540A. Dessutom, i par med batterisystemet är turnkey-stationen, som integrerar PCS och medelspänningsstation. Turnkey-stationen är helt i linje med IEC 62271-202, med tanke på den integrerade designen och strikta komponentval för att säkerställa människors säkerhet.
Energilagringssystemet är komplext, eftersom kunskaper inom olika ämnen, särskilt elkraftselektronik, elektrokemi och nätbildning, är nödvändiga. Sungrow är ett av de få företagen som har expertis och praktik inom dessa tre vertikaler. Som en tidig entrant i energilagringssektorn har Sungrow uppnått sin årliga leverans av energilagringssystem med 3 GWh installerade 2021. Företagets vätskekylda ESS-lösningar levererades till milstolpeprojekt inklusive 390 MWh-projektet i Texas, 750 MWh-projekt i Israel och det största sol-plus-lagringsprojektet i Sydostasien.
När vätskekylda energilagringssystem börjar dominera marknaden från 2022 och framåt, bidrar de ovan nämnda tekniska innovationerna till långsiktig lönsamhet för intressenter och säkerställer konkurrenskraft på marknaden.
