Существует множество преимуществ установки аккумуляторной системы хранения энергии. Эти системы доступны для применения в жилых, коммерческих и промышленных помещениях. Чтобы узнать больше о аккумуляторных системах хранения энергии, прочитайте следующую статью. В нем будут рассмотрены литий-ионные батареи, инверторы, затраты и области применения. Вот некоторые из преимуществ:
Применение аккумуляторных систем хранения энергии
Существует множество областей применения аккумуляторных систем хранения энергии, но ни одна из них не является экономически эффективной сама по себе. Фактически, только одна система может быть экономически эффективной, в то время как использование нескольких систем может принести существенные преимущества предприятию. Однако преимущества и затраты, связанные с объединением нескольких систем, четко не выражены. В некоторых случаях сочетание различных систем экономически выгодно, и стоимость одной системы может превышать преимущества других. Важно обеспечить, чтобы различные системы обладали схожими эксплуатационными и техническими характеристиками.
Аккумуляторные системы накопления энергии (BESS) могут помочь сбалансировать нагрузку на электросеть между внепиковыми и пиковыми часами. Спрос на электроэнергию меняется в течение дня, в зависимости от времени года и других факторов. Более высокий спрос на электроэнергию в часы пик означает более высокую цену, в то время как более низкие цены на электроэнергию характерны для непиковых часов. С помощью аккумуляторных систем накопления энергии можно легко добиться экономии пиковой мощности. Система также может способствовать стабильности сети, обеспечивая надежность, что является важной характеристикой любой электрической системы.
Другие области применения аккумуляторных систем хранения энергии включают создание микросетей и сетевых услуг для предприятий. Эти микросети можно наращивать и сокращать по мере необходимости, что делает их экономически эффективными и привлекательными для растущих предприятий и сообществ. Традиционные счета за электроэнергию обычно содержат плату за потребление, которая составляет 30-70% от общей стоимости. Батареи могут накапливать энергию в периоды пониженного спроса, снижая затраты без ущерба для доступа к энергии. Это делает аккумуляторные системы накопления энергии особенно жизнеспособным вариантом для потребителей, не имеющих нетто-учета.
Литий-ионные батареи
Основная функция литий-ионного аккумулятора заключается в хранении энергии. Ионы лития являются основным компонентом батарей этого типа, и их электрохимическое поведение определяется катодом. Катод обычно состоит из сложного литированного комбинированного материала, который может состоять из нескольких типов оксидов металлов лития. Различные типы катодов дают разные результаты с точки зрения производительности батареи. Как правило, литий-ионные батареи имеют низкие ионные и диффузионные коэффициенты. Это приводит к тому, что они имеют низкую плотность энергии, что в конечном итоге приводит к снижению ЭЭ и срока службы.
Затраты
Стоимость аккумуляторной системы хранения энергии значительно варьируется в зависимости от проекта. Литий-ионные батареи, которые обычно используются для систем хранения энергии, дешевле всего обходятся при развертывании в крупных проектах, потребляющих большое количество электроэнергии. Но большинство проектов не настолько велики, чтобы требовать такого большого объема электроэнергии. Самая низкая цена на литий-ионные батареи составляет $137 за киловатт-час (кВтч). Вместо этого затраты будут ближе к 150-170 долларам США за кВт/ч.
В последние годы цены на литий-ионные батареи резко снизились, что подстегнуло массовые инвестиции в технологию и массовое производство. Но цены на литий выросли почти на 900% с 2021 года, несмотря на резкое падение его стоимости. Между тем, стоимость энергии и грузоперевозок значительно возросла в результате пандемии Ковида, а также войны в Украине. Сейчас цены на литий более чем в два раза превышают уровень 2010 года.
Хотя аккумуляторные системы хранения электроэнергии имеют большой потенциал для снижения стоимости и внедрения, существуют определенные затраты, которые могут ограничить их внедрение. По мере совершенствования производства батарей будут создаваться экономичные батареи. Это может означать 50-60-процентное снижение стоимости установленных аккумуляторных систем электроснабжения к 2030 году. Стоимость аккумуляторных элементов может еще больше снизиться, и общие капитальные затраты на аккумуляторные системы хранения энергии могут упасть до 200 долларов США за киловатт-час к 2030 году.
Производственный процесс
Для получения высококачественного конечного продукта процессы производства батарей должны быть оцифрованы и интегрированы в систему Industry 4.0. Цифровые двойники производственных процессов позволят инженерам прогнозировать производительность и структуру конечного продукта, а также улучшат возможности мониторинга и оптимизации. Они также могут быть объединены в сеть друг с другом для повышения общей эффективности производственного процесса. Но прежде чем внедрять эти технологии в производство, важно понять их назначение и место применения.
Процесс производства аккумуляторных систем накопления энергии тесно связан с переработкой. Жизненный цикл батареи начинается с момента изготовления ее элементов и заканчивается утилизацией. Батареи обычно перерабатываются в процессе, известном как «циклирование» или «повторное производство». Этот процесс является высокоспециализированным и сложным, и крайне важно, чтобы производители понимали, как сделать это безопасно. Кроме того, циркулярная экономика направлена на стимулирование переработки батарей путем сокращения количества образующихся отходов.
Процесс производства аккумуляторного элемента состоит из ряда этапов, каждый из которых оказывает различное влияние на производительность и качество конечного продукта. Эти шаги влияют на работу машин, технологических цепочек и других элементов производственной системы. Разработка моделей процессов — это первый шаг к воплощению этих симуляций в жизнь. Эти модели описывают характеристики обрабатывающих устройств и то, как они взаимодействуют с остальной частью производственной системы.
Для более эффективного анализа данных данные производственного процесса с производственных линий должны собираться из разных источников. Параметры процесса, периферийные устройства и характеристики продукции должны собираться и анализироваться с помощью мощных алгоритмов и вычислительных систем. Данные этих измерений также должны быть доступны для различных сотрудников, что облегчает их вмешательство во время незапланированных простоев и принятие осознанных решений по улучшению ситуации. В производственном процессе есть несколько ключевых этапов, которые следует автоматизировать для обеспечения лучшего конечного продукта.
