Yleiskatsaus energian varastointiteollisuuden kehitykseen ja soveltamiseen.
1. Johdatus energian varastointitekniikkaan.
Energian varastointi on energian varastointia. Se viittaa tekniikoihin, jotka muuntavat yhden energiamuodon vakaampaan muotoon ja varastoivat sen. Sitten he julkaisevat sen tietyssä muodossa tarvittaessa. Erilaiset energian varastointiperiaatteet jakavat sen kolmeen tyyppiin: mekaaninen, sähkömagneettinen ja sähkökemiallinen. Jokaisella energian varastointityypillä on oma tehoalue, ominaisuutensa ja käyttötarkoituksensa.
Energian varastointityyppi | Nimellisteho | Nimellisenergia | Ominaisuudet | Hakemustilaisuudet | |
Mekaaninen Energian varastointi | 抽水 储能 | 100-2000 MW | 4-10h | Laajamittainen, kypsä tekniikka; hidas reagointi, vaatii maantieteellisiä resursseja | Kuormansäätö, taajuuden ohjaus ja järjestelmän varmuuskopiointi, verkon vakauden valvonta. |
压缩 空气储能 | IMW-300MW | 1-20h | Laajamittainen, kypsä tekniikka; hidas reagointi, maantieteellisten resurssien tarve. | Huippuparranajo, järjestelmän varmuuskopiointi, verkon vakauden valvonta | |
飞轮 储能 | kW-30MW | 15s-30 min | Suuri ominaisteho, korkea hinta, korkea melutaso | Transientti/dynaaminen ohjaus, taajuudensäätö, jännitteensäätö, UPS ja akkuenergian varastointi. | |
Sähkömagneettinen Energian varastointi | 超导 储能 | kW-1MW | 2s-5min | Nopea vaste, korkea ominaisteho; korkeat kustannukset, vaikea huolto | Transientti/dynaaminen ohjaus, taajuudensäätö, virranlaadun valvonta, UPS ja akkuenergian varastointi |
超级 电容 | kW-1MW | 1-30s | Nopea vaste, korkea ominaisteho; korkea hinta | Virran laadun valvonta, UPS ja akkuenergian varastointi | |
Sähkökemiallinen Energian varastointi | 铅酸 电池 | kW-50MW | 1min-3 h | Kypsä tekniikka, alhaiset kustannukset; lyhyt käyttöikä, ympäristönsuojelunäkökohdat | Voimalaitoksen varmuuskopiointi, musta käynnistys, UPS, energiatase |
液流 电池 | kW-100MW | 1-20h | Monet akkujaksot sisältävät syvälatauksen ja purkamisen. Niitä on helppo yhdistää, mutta niiden energiatiheys on alhainen | Se kattaa sähkön laadun. Se kattaa myös varavirran. Se kattaa myös huipun parranajon ja laakson täytön. Se kattaa myös energianhallinnan ja uusiutuvan energian varastoinnin. | |
钠硫 电池 | 1kW-100MW | Tuntia | Korkea ominaisenergia, korkeat kustannukset ja käyttöturvallisuusasiat vaativat parannusta. | Virran laatu on yksi idea. Varavirtalähde on toinen. Sitten on huippuparranajo ja laakson täyttö. Energianhallinta on toinen. Lopuksi on uusiutuvan energian varastointi. | |
锂离子 电池 | kW-100MW | Tuntia | Korkea ominaisenergia, kustannukset laskevat litiumioniakkujen kustannusten laskeessa | Transientti/dynaaminen ohjaus, taajuudensäätö, jännitteensäätö, UPS ja akkuenergian varastointi. |
Sillä on etuja. Näihin sisältyy vähemmän maantieteellistä vaikutusta. Niillä on myös lyhyt rakennusaika ja korkea energiatiheys. Tämän seurauksena sähkökemiallista energian varastointia voidaan käyttää joustavasti. Se toimii monissa virran varastointitilanteissa. Se on sähkön varastointitekniikkaa. Sillä on laajin käyttöalue ja suurin kehityspotentiaali. Tärkeimmät niistä ovat litiumioniakut. Niitä käytetään skenaarioissa minuuteista tunteihin.
2. Energian varastointisovellusskenaariot
Energian varastoinnissa on runsaasti sovellusskenaarioita sähköjärjestelmässä. Energian varastoinnissa on kolme pääkäyttöä: sähköntuotanto, verkko ja käyttäjät. Ne ovat:
Uusi energiantuotanto eroaa perinteisistä tyypeistä. Siihen vaikuttavat luonnonolosuhteet. Näitä ovat valo ja lämpötila. Teho vaihtelee vuodenajan ja päivän mukaan. Tehon sovittaminen kysyntään on mahdotonta. Se on epävakaa virtalähde. Kun asennettu kapasiteetti tai sähköntuotannon osuus saavuttaa tietyn tason. Se vaikuttaa sähköverkon vakauteen. Jotta sähköjärjestelmä pysyy turvallisena ja vakaana, uudessa energiajärjestelmässä käytetään energian varastointituotteita. Ne kytkeytyvät takaisin verkkoon tehon tasoittamiseksi. Tämä vähentää uuden energiavoiman vaikutusta. Tämä sisältää aurinkosähkön ja tuulivoiman. Ne ovat ajoittaisia ja epävakaita. Se käsittelee myös sähkönkulutusongelmia, kuten tuulen ja valon hylkäämistä.
Perinteinen ristikon suunnittelu ja rakentaminen noudattavat maksimikuormitusmenetelmää. He tekevät niin verkon puolella. Näin on kun rakennetaan uutta verkkoa tai lisätään kapasiteettia. Laitteen tulee ottaa huomioon suurin kuormitus. Tämä johtaa korkeisiin kustannuksiin ja vähäiseen omaisuuden käyttöön. Verkkopuolen energiavarastoinnin nousu voi rikkoa alkuperäisen maksimikuormitusmenetelmän. Kun teet uuden verkon tai laajennat vanhaa, se voi vähentää verkon ruuhkautumista. Se myös edistää laitteiden laajentamista ja päivittämistä. Tämä säästää verkkoinvestointikustannuksissa ja parantaa omaisuuden käyttöä. Energiavarasto käyttää kontteja pääasiallisena kantajana. Sitä käytetään sähköntuotantoon ja verkkoon. Se on tarkoitettu pääasiassa sovelluksiin, joiden teho on yli 30 kW. He tarvitsevat suuremman tuotekapasiteetin.
Käyttäjäpuolen uusia energiajärjestelmiä käytetään pääasiassa sähkön tuottamiseen ja varastointiin. Tämä vähentää sähkökustannuksia ja käyttää energian varastointia tehon vakauttamiseksi. Samalla käyttäjät voivat käyttää energian varastointijärjestelmiä myös sähkön varastointiin, kun hinnat ovat alhaiset. Näin he voivat vähentää verkkosähkön käyttöä, kun hinnat ovat korkeat. He voivat myös myydä sähköä varastojärjestelmästä ansaitakseen rahaa huippu- ja laaksohinnoista. Käyttäjäpuolen energiavarasto käyttää kaappeja pääasiallisena kantajana. Se sopii sovelluksiin teollisuus- ja kaupallisissa puistoissa sekä hajautetuissa aurinkosähkövoimaloissa. Nämä ovat tehoalueella 1kW - 10kW. Tuotteen kapasiteetti on suhteellisen pieni.
3. "Lähde-verkko-kuorma-varasto" -järjestelmä on energian varastoinnin laajennettu sovellusskenaario
"Source-grid-load-storage" -järjestelmä on toimintatila. Se sisältää ratkaisun "virtalähteestä, sähköverkosta, kuormasta ja energian varastoinnista". Se voi lisätä energian käytön tehokkuutta ja verkon turvallisuutta. Se voi korjata ongelmia, kuten verkon epävakautta puhtaan energian käytössä. Tässä järjestelmässä lähde on energian toimittaja. Se sisältää uusiutuvan energian, kuten aurinko-, tuuli- ja vesivoiman. Se sisältää myös perinteistä energiaa, kuten hiiltä, öljyä ja maakaasua. Verkko on energian siirtoverkko. Se sisältää voimajohdot ja sähköjärjestelmälaitteet. Kuorma on energian loppukäyttäjä. Se sisältää asukkaita, yrityksiä ja julkisia tiloja. Varastointi on energian varastointitekniikkaa. Se sisältää varastointilaitteet ja -tekniikan.
Vanhassa voimajärjestelmässä lämpövoimalaitokset ovat voimanlähde. Kodit ja teollisuus ovat taakkaa. Nämä kaksi ovat kaukana toisistaan. Sähköverkko yhdistää ne. Se käyttää suurta, integroitua ohjaustilaa. Se on reaaliaikainen tasapainotustila, jossa virtalähde seuraa kuormaa.
"Neue Leistungssystem" -järjestelmässä järjestelmä lisäsi uusien energiaajoneuvojen lataustarpeen "kuormitukseksi" käyttäjille. Tämä on lisännyt voimakkaasti sähköverkkoon kohdistuvaa painetta. Uudet energiamenetelmät, kuten aurinkosähkö, ovat antaneet käyttäjille mahdollisuuden tulla "virtalähteeksi". Myös uudet energiaajoneuvot tarvitsevat nopean latauksen. Ja uuden energian tuotanto on epävakaa. Joten käyttäjät tarvitsevat "energian varastointia" tasoittaakseen sähköntuotannon ja -käytön vaikutusta verkkoon. Tämä mahdollistaa huipputehon käytön ja alimman tehon varastoinnin.
Uuden energian käyttö monipuolistuu. Käyttäjät haluavat nyt rakentaa paikallisia mikroverkkoja. Nämä yhdistävät "virtalähteet" (valo), "energian varastointi" (varastointi) ja "kuormat" (lataus). He käyttävät ohjaus- ja viestintätekniikkaa monien energialähteiden hallintaan. Niiden avulla käyttäjät voivat tuottaa ja käyttää uutta energiaa paikallisesti. Ne kytkeytyvät myös suureen sähköverkkoon kahdella tavalla. Tämä vähentää niiden vaikutusta verkkoon ja auttaa tasapainottamaan sitä. Pieni mikroverkko ja energiavarasto ovat "valosähkövarasto- ja latausjärjestelmä". Se on integroitu. Tämä on tärkeä "lähdeverkon kuormitusvaraston" sovellus.
二. Energian varastointiteollisuuden sovellusnäkymät ja markkinakapasiteetti
CNESA:n raportin mukaan vuoden 2023 loppuun mennessä toimivien energian varastointiprojektien kokonaiskapasiteetti oli 289,20 GW. Tämä on 21,92 % enemmän kuin vuoden 2022 lopun 237,20 GW. Uusien energiavarastojen kokonaiskapasiteetti oli 91,33 GW. Kasvua edellisvuodesta on 99,62 prosenttia.
Vuoden 2023 loppuun mennessä energian varastointiprojektien kokonaiskapasiteetti Kiinassa oli 86,50 GW. Se kasvoi 44,65 % vuoden 2022 lopun 59,80 GW:sta. Ne muodostavat nyt 29,91 % maailmanlaajuisesta kapasiteetista, mikä on 4,70 % enemmän kuin vuoden 2022 lopulla. Näistä pumppuvarastoilla on eniten kapasiteettia. Sen osuus on 59,40 prosenttia. Markkinoiden kasvu tulee pääasiassa uudesta energiavarastosta. Tämä sisältää litiumioniakut, lyijyakut ja paineilman. Niiden kokonaiskapasiteetti on 34,51 GW. Kasvua viime vuodesta on 163,93 prosenttia. Vuonna 2023 Kiinan uusi energiavarasto kasvaa 21,44 GW, mikä on 191,77 % enemmän kuin vuotta aiemmin. Uusi energiavarasto sisältää litiumioniakut ja paineilman. Molemmilla on satoja verkkoon kytkettyjä megawattitason projekteja.
Uusien energian varastointiprojektien suunnittelun ja rakentamisen perusteella Kiinan uusi energiavarasto on tullut laajamittaiseksi. Vuonna 2022 hanketta on 1 799. Ne ovat suunnitteilla, rakenteilla tai toiminnassa. Niiden kokonaiskapasiteetti on noin 104,50 GW. Suurin osa käyttöön otetuista uusista energian varastointiprojekteista on pieniä ja keskisuuria. Niiden skaala on alle 10 MW. Ne muodostavat noin 61,98 % kokonaismäärästä. Suunnitteilla olevat ja rakenteilla olevat energian varastointihankkeet ovat pääosin suuria. Ne ovat 10 MW ja enemmän. Niiden osuus kokonaismäärästä on 75,73 prosenttia. Yli 402 100 megawatin projektia on työn alla. Heillä on perusta ja edellytykset varastoida energiaa sähköverkkoon.
Postitusaika: 22.7.2024