Өндөр багтаамжтай нарны баттерей: Нарны энерги хадгалах хугацаагаа уртасгана уу

Яагаад өндөр багтаамжтай нарны баттерейнууд энергийн өөрөө тэтгэх чадварыг нэмэгдүүлдэг вэ

Завсрыг дахин нөхөх: Нарны энергийн үйлдвэрлэлийн оргил үеийг бодит ертөнцийн эрэлт хэрэгцээтэй тааруулах

Ихэнх нарны самбарууд нь хамгийн гэрэлтэж байх үе дээрх өдрийн дунд үе гэх мэт цагт хамгийн их чадал үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч сонирхолтой нь, гэр бүлийн гэрт электр энерги хамгийн их шаардлагатай цаг нь өглөөний сэрэх үе болон оройн сүүлийн үе байдаг. Энэ цагийн зөрүү нь нарны систем хангалттай цахилгаан үүсгэхгүй үед хүмүүс ямар ч тохиолдолд улсын цахилгааны торлоос цахилгаан авах шаардлагатай байдаг. Ийм үед томоохон баттерейн системүүд тус болдог. Эдгээр хадгалалтын төхөөруүд нь нарлаг цагт үүссэн нэмэлт цахилгааныг барьж авч, гэр бүл хэрэгцээтэй болсон үедээ яг л гаргаж өгдөг. Жишээ нь, хооллох цагт хадгалагдсан цахилгаан нь оройн цайны үеэр гэрэлтүүлэг, гал тогооны төхөөрөмжүүдийг ажиллуулах, мөн шөнийн цагт халаалт эсвэл хөргөлтийг хангалттай ажиллуулахад ашиглагдана. Ингэснээр бидний орчин үеийн амьдралд татах болсон бүх таашаалыг хадгалахын зэрэгцээ, ердийн торны ашиглалтыг багасгадаг.

Багтаамж, цэнэгийн гүн, системийн үр ашиг хэрхэн ашиглаж болох хадгалалтын хугацааг тодорхойлдог

Гэрээ таныг хэдий хугацаанд тэжээх вэ гэдгийг тодорхойлох гурван хоорондоо уялдаатай техникийн хүчин зүйл байдаг:

• Багтаамж (kWh): Баттерей хадгалж чадах нийт энерги. Их багтаамж нь илүү их нарны энергийг цаашид ашиглах зориулалтаар хадгалах боломжийг олгоно.
• Цэнэгийн гүн (DoD): Дахин цэнэглэхээс өмнө аюулгүйгаар авч болох багтаамжийн хувь. Орчин үеийн литийн-ионаар ажилладаг баттерейнууд нь 80−90% DoD-ийг дэмждэг бөгөөд хуучин харимхайн системүүдийг (~50%) хамаагүй давуу тавина.
• Циклийн үр ашиг: Цэнэглэх, цэнэгээ алдах явцад хадгалагдаж үлдэх энергийн хэмжээ. Чанартай литийн-ионаар ажилладаг системүүд 90−95%-ийн үр ашигтай байдаг тул цикл тутамд зөвхөн 5−10% энерги алдагдана.

Ашиглаж болох хадгалалтын хугацааг дараах байдлаар тооцоолно:
(Багтаамж × DoD) × Циклийн үр ашиг = Ашиглаж болох kWh

10 kWh багтаамжтай, 90% DoD ба 94% үр ашигтай баттерей 8.46 ашиглаж болох kWh , энэ нь дундаж АН-ын гэр (өдөрт 30 кВтц) -ийг шөнөдөө 6-8 цагийн турш эсвэл ачааллын менежменттэй хослуулбал илүү урт хугацаагаар ажиллуулахад хангалттай. Бодит байдлын хэмжилтийг тооцохдоо инвертерийн үр дүнтэй болон температурын нөлөөллөөс үүсэх системийн алдагдлыг тооцох шаардлагатай.

Удаан хугацааны хадгалалтыг хангаж буй лити-ион цахилгаан батерейн технологиуд

Орон сууцны нарны гэрлийн цахилгаан батерейн системүүдийн аюулгүй байдал, цикл амьдрал, энергиийн нягтралын харьцаанд LFP ба NMC: харьцуулалт

Орон сууцны нарны гэрэлтэй холбоотой цахилгаан хадгалалт нь үзүүлэлт, аюулгүй байдал, амьдралын туршидхан үнэ цэнэг тэнцвэртэй байлгах шаардлагатай бөгөөд энэ салбарт хоёр лити-ион химийн бүрэлдэхүүн доминант байр эзэлдэг:

• LFP (Лити Төмөр Фосфат) аюулгүй байдал, нас бардамжид давуу талтай: дулааны тогтвортой байдал сайтай, гал гарах эрсдэл бага, 6,000+ циклтой – өдөр бүр бүтнээр нь цэнэглэх ашиглахад тохиромжтой. Энэ нь доогуур энергиийн нягтрал (~120 Втц/кг) нь илүү их зай эзлэх шаардлагатай боловч экстрем температурт илүү тэсвэртэй байдаг.
• NMC (Никель Манган Цайр) энергийн нягт ихтэй (150−200 Wh/кг) тул зай хязгаарлагдмал орчинд багтаамжтай суурилуулалт хийх боломжийг олгоно. Гэсэн хэдий ч энэ нь хүчтэй дулаан зохицуулалтыг шаарддаг бөгөөд цикл багатай (2,000−3,000) тул өндөр давтамжтай ашиглахад хугацаа үргэлжлэх турш хямд бус байдаг.

Олон өдрийн солирлогын шийдлийг хайж буй үед, ялангуяа бороо цаг агаарын нөхцөлд өртөмтгий эсвэл тусдаа торлоос хол байгаа газруудад литий-төмөр-фосфатын батерейнууд илүү ихээр сонгогддог. Учир нь тэд удаан хугацаагаар сайн ажиллах чадвартай тул ирээдүйд дахин орлуулах шаардлагыг багасгадаг. Никель марганец кобальтын батерейнууд зай хязгаарлагдмал байх тохиолдолд л дохио гаргаж байна. Энэ хоёр төрлийн батерей хоёулаа энергийг хадгалах, шалгаруулах үедээ ойролцоогоор 90% үр дүнтэй байдаг боловч LFP батерейнууд мянга мянган бүтэн цэнэглэлтийн циклын дараа ч сайн ажиллаж үлддэг. Бид энэхүү явцыг жинхэнэ зах зээл дээр ч ажиглаж байна. 2024 оны сүүлийн өгөгдлөөр үзэхэд, литий-төмөр-фосфатын технологийг ашигласан батерейнууд өнгөрсөн жилийн бүх шинэ суурийн батерей суурилуулалтын ойролцоогоор хоёр хувийг эзэлсэн бөгөөд Energy Storage Report-ийн мэдээллээр өмнөх жилүүдтэй харьцуулахад илт сайжирсан.

Таны нарны гэрлийн батерейн хэмжээг зориулалтын өөрөө ажиллах боломжоор тохируулах – Өдөр бүрийн ашиглалтаас эхлээд олон өдрийн нөөцийн систем хүртэл

Нарны батарейн системийн хэмжээг зөв тодорхойлох нь гурван хоорондоо хамааралтай хүчин зүйлд үндэслэнэ: таны өдөрт хэрэглэдэг энергийн хэмжээ , таны автономийн төлөвлөсөн өдөр , болон таны батерейн ашиглаж болох техникийн үзүүлэлт — үндсэн нь Салгалтын гүн (DoD) болон цикл ашигт үйл ажиллагааны коэффициент.

Үндсэн хэмжээсийн томъёо нь:
Батерейн багтаамж (kWh) = (Өдрийн kWh хэрэглээ × Автономийн өдөр) ÷ (DoD × Системийн үр дүнтэй ажиллагаа)

Жишээ нь, өдөрт 10 kWh энергийг ашигладаг гэр бай, гурав өдөр lFP баттерей (90% DoD) ба 95% системийн үр дүнтэй ажиллахад шаардагдах зүйл:
(10 − 3) ÷ (0.90 − 0.95) ∙ 35.1 kWh суурилуулах чадал шаардана.

Литийн ион батерейнууд нь бид өмнө ашигладаг байсан хуучин батерейн технологийн сонголтуудтай харьцулахад хамаагүй илүү гүн, илүү аюулгүй цэнэгийг гаргаж чаддаг. Эдгээр нь суурилуулсан киловат цаг бүрээс илүү их ашигтай энерги гаргаж авдаг. Тус далайн арлуудын нэгэн хэсэгт циклоны улмаас цахилгааны шугам салбартах үед гурван хоногийн турш дотоодын цахилгааны хэрэгцээг хангахын тулд өндөр гүний цэнэгийн LFP хадгалалтын системийг суурилуулсан жишээ бий. Гэхдээ ийм системийг төлөвлөх үед замын дагуух алдагдлыг тооцохыг мартахгүй байх хэрэгтэй. Инвертерүүд нь ихэвчлэн тэдгээрийг дамжуулах 2-оос 5 хувийг хүртэл алдагдуулдаг. Температур чухал үүрэг гүйцэтгэдэг - маш халуун эсвэл хүйтэн нөхцөлд ажиллагаа 15 хүртэл хувиар буурч болно. Мөн батерейнууд цаг хугацаатай холбоотойгоор естөөр элэгддэг. Зөв хэмжээтэй системийг сонгох нь хэн нэгэн ямар төрлийн эрсдэлийг хүлээж авахыг хүсч байгаагаас хамаарч ихээхэн хамаардаг. Жишээлбэл, эмнэлэгт амь тэтгэгч төхөөрөмжид найдвартай цахилгаан хэрэгтэй эсвэл бизнесийн үйл ажиллагаа маш чухал байвал анхны өртөг өндөр байсантай холбоотойгоор илүү том системийг суурилуулах нь илүү логиктой. Гэхдээ сарын нэхэмжлэх дундаж зардагаа хэмнэхийн тулд нарны энерги болон хадгалалтын системийг ашиглахыг хүсч буй ердийн хүмүүсийн хувьд илүү их багтаамжийг ихэвчлэн ашиглахгүйгээр хэдэн удаа үр дүнтэй циклд оруулах боломжтой вэ гэдэг нь илүү чухал болдог.

Ухаалаг BESS интеграци: Нарны батерейн ашиглалт болон торын тэсвэрт чадлыг хамгийн их болгох

Оюунлаг цэнэглэлтийн стратеги, нарны урьдчилан таамаглал болон торны үйлчилгээний арилжаа

Орчин үеийн Батерейн Цахилгаан Энергийн Хадгалалтын Систем (BESS) идэвхгүй нөөцийн хязгаараас давж гарч, хиймэл оюуны тусламжтайгаар энергийн урсгалыг идвэхтэй сайжруулдаг. Энэ хөгжлийг гурван хосолсон чадвар хөтлөн авч явдаг:

• Тохируулга хийх чадвартай оюунлаг цэнэглэлт цахилгааны хамгийн их хүч чадалтай үед нарны энергиэс цахилгаан цэнэглэхийг эхлээрэх бөгөөд хэсэгчлэн салхитай өдрүүдэд ч гэсэн торноос авах цахилгааны хэмжээг хамгийн бага байлгадаг.
• Нарны урьдчилан таамаглалын интеграци байршлын цаг агаарын мэдээ болон өмнөх үеийн үйлдвэрлэлийн загварыг ашиглан гарцыг урьдчилан таамаглаж, цэнэглэлт/цэнэгийг гаргалтын тохируулгыг өөрчлөн анхааруулга ашиглагдах багтаамжийг 15−30%-иар нэмэгдүүлдэг.
• Торны үйлчилгээний арилжаа бодит цагийн цахилгааны үнийн дохиог ашиглан автоматаар цэнэгийг гаргалт хийх (жишээ нь: 16:00-21:00 цагийн хооронд), харин цахилгааны үнэ бага үед эсвэл нарны энерги их байх үед цахилгаараа цэнэглэх замаар зардлыг бууруулдаг ба сайн дурын урамшууллыг олж авна.

Зөв хандлага нь нарны батерейнуудыг зүгээр л хадгалалтын нэгжээс илүү их өртөгтэй, цаашид орлого олох боломжтой зүйл болгон хувиргадаг. Өнгөрсөн жилийн Понемоны институтын хийсэн судалгаагаар бизнесүүд эдгээр батерейн энерги хадгалалтын системийг суурилуулах замаар цахилгааны тасралаас жилдээ дунджаар долоон зуун дөчин мянган ам.доллар хэмнэж, хөрөнгөө төлөвлөснийхөөсөө хоёр хагас жилийн өмнө буцаан авч чадсан байна. Өөр өнцгөөс харвал, олон БЕСС систем хамтран ажиллах үед хүчдэлийн түвшинг тохируулах, давтамжийн хэлбэлзлийг зохицуулах, хүчний гарцын өөрчлөлтийн хурдыг удирдах зэрэг үйлчилгээгээр цахилгааны торыг тогтвортой байлгахад тусалдаг. Ийм төрлийн координаци нь гэр хорооны нарны энергийн байгууламжуудыг илүү үр дүнтэй болгодог бөгөөд гэр бүл нарны самбаруудаас үйлдвэрлэсэн цахилгааныг өдөр бүр бараг бүхэлд нь ашиглах, илүүдэл энергийг алдагдуулахгүй байлгах боломжийг олгодог.

Өндөр багтаамжтай нарны батерейн талаарх асуулт хариулт

Өндөр багтаамжтай нарны батерейн гол давуу тал юу вэ?

Өндөр багтаамжтай нарны зайлуурын батарейнууд нь гэр хороодын эзэдэд хамгийн их нарны гэрэл ирэх үеийн илүүдэл энергийг цуглуулан хадгалах, өглөө ба орой шиг эрэлт ихтэй үед ашиглах боломжийг олгоно. Энэ нь уламжлалт цахилгааны сүлжээнд итгэх хандлагыг бууруулдаг.

Цэнэгийн гүн (DoD) батарейн ажиллагаанд яаж нөлөөлдөг вэ?

Цэнэгийн гүн (DoD) нь цэнэгийг дахин цэнэглэхээс өмнө батарейн нийт багтаамжийн хэдий хэсгийг аюулгүй ашиглаж болохыг заана. Илүү өндөр DoD нь батарейн багтаамжийг илүү үр дүнтэй ашиглах боломжийг олгох бөгөөд цэнэглэх мөчлөгийн давтамжийг бууруулдаг.

LFP ба NMC батарейнуудын ямар ялгаатай тал байдаг вэ?

LFP батарейнууд нь илүү сайн мөчлөгийн амьдрал ба аюулгүй байдлыг санал болгодог тул насан туршдаа ашиглах, дулааны тогтвортой байдал чухал байдаг орчинд тохиромжтой. NMC батарейнууд нь илүү өндөр энерги нягтралтай байдаг тул зай хязгаарлагдмал байдаг газарт компакт шийдэл санал болгодог, гэхдээ илүү хүчирхэг хөргөлтийн систем шаарддаг.

Ухаалаг BESS системүүд нарны зайлгуурын ашиглалтыг хэрхэн сайжруулдаг вэ?

Оюунлаг цахилгаан хадгалах систем (BESS) нь динамик аргаар энергийн урсгалыг оновчтой болгох, хадгалалтын үр ашгийг нэмэгдүүлэх, зардлыг бууруулах зорилгоор уялдан тохируулах цэнэглэлтийн стратеги, нарны энергийн урьдчилан таамаглал болон торны үйлчилгээний ашиг хоёрдогч ашиглалтыг ашигладаг.