Magazynowanie energii akumulatorowej: rodzaje, zastosowania i proces produkcyjny

Ponieważ stopień penetracji energii odnawialnej (takiej jak wiatr i słońce) stale rośnie, systemy elektroenergetyczne coraz częściej wymagają elastycznych,-wielkoskalowych rozwiązań w zakresie magazynowania. Wśród nich magazynowanie energii w akumulatorach odgrywa ważną rolę w równoważeniu podaży i popytu, stabilizacji sieci i obniżaniu kosztów energii elektrycznej. Koncepcja domowego systemu magazynowania energii obejmuje systemy zdolne do magazynowania energii elektrycznej w akumulatorach i uwalniania jej w razie potrzeby, zwiększając w ten sposób elastyczność systemu.

W tym artykule systematycznie omówiono branżę według trzech kluczowych wymiarów-typów, zastosowań i procesu produkcyjnego systemów magazynowania energii w budynkach mieszkalnych-, aby pomóc czytelnikom szybko uzyskać pełny obraz tej dziedziny.

W dziedzinie technologii magazynowania domowe systemy magazynowania energii słonecznej (BESS) należą do klasy technologii magazynowania elektrochemicznego, chociaż można je dalej podzielić na wiele systemów chemicznych i form technicznych. Poniżej znajdują się główne typy:

Baterie litowe-jonowe: obecnie jeden z najpopularniejszych typów systemów magazynowania energii w budynkach mieszkalnych ze względu na ich dużą gęstość energii, wysoką wydajność i szybką reakcję.
 
Są one powszechnie stosowane w zastosowaniach mieszkaniowych, komercyjnych i na poziomie sieci-na dużą skalę-.

Baterie ołowiowe-kwasowe:Dojrzała technologia o stosunkowo niskim koszcie, ale w porównaniu z litem-oferuje mniejszą gęstość energii i krótszy cykl życia. Nadal znajdują zastosowania w scenariuszach-wrażliwych na koszty, o niższej-pojemności lub-zasilaniu rezerwowym.

Baterie przepływowe:Na przykład wanadowe akumulatory przepływowe redox. Ich cechą wyróżniającą jest oddzielenie pojemności energetycznej (poprzez objętość elektrolitu) od pojemności mocy (poprzez wielkość reaktora). Dzięki temu nadają się szczególnie do zastosowań związanych z pamięcią masową-na dużą skalę i o długim- czasie trwania.

Wysokotemperaturowe-baterie sodowe-siarkowe:Dość specjalny typ o wysokiej temperaturze roboczej i odpowiedni do bardzo dużych instalacji. Ich wdrożenie na całym świecie jest stosunkowo ograniczone w porównaniu z litem-jonowym.

Inne zaawansowane technologie:Obejmuje to nowe koncepcje, takie jak „baterie Carnota” (prąd → ciepło → magazynowanie energii elektrycznej) i inne nowatorskie chemikalia. Chociaż są one nadal w fazie rozwoju, wskazują na przyszłe możliwości w dziedzinie ściennych magazynów energii.

Od surowców po końcową dostawę systemu, przepływ produkcji domowego systemu magazynowania energii słonecznej obejmuje wiele etapów,-każdy krytyczny dla wydajności, bezpieczeństwa i żywotności. Poniżej znajduje się przegląd typowego procesu:

Produkcja ogniw:Przygotowanie materiału aktywnego (powlekanie elektrody dodatniej/ujemnej, obróbka kolektora prądu). Ogniwa montuje się poprzez układanie w stosy lub nawijanie elektrody dodatniej, separatora, elektrody ujemnej. Następnie następuje wtrysk elektrolitu, uszczelnienie ogniw i aktywacja (pierwsze ładowanie/rozładowanie). Następnie badanie wydajności, badanie cyklu życia, badanie stabilności termicznej.

Montaż modułu i akumulatora-:Wiele ogniw jest połączonych szeregowo/równolegle, tworząc moduły, które są następnie łączone w zestawy akumulatorów. Zestawy akumulatorów obejmują systemy zarządzania temperaturą, elektronikę monitorującą/kontrolującą (system zarządzania akumulatorami, BMS) i urządzenia zabezpieczające. Podczas montażu kluczowe etapy obejmują sortowanie komórek, montaż modułów, spawanie, pakowanie.

Integracja i instalacja systemu:Zestawy akumulatorów wraz z inwerterami/systemami konwersji mocy (PCS), systemami sterowania,-systemami przeciwpożarowymi i systemami monitorowania są zintegrowane w kompletny system domowego magazynowania energii. Na tym etapie przeprowadzane są testy-na poziomie systemu, takie jak testy akceptacji fabrycznej (FAT), testy bezpieczeństwa i testy adaptacji do warunków środowiskowych.

Kontrola jakości i zarządzanie bezpieczeństwem:Od kontroli-przyjmowanych surowców, zarządzania środowiskiem produkcyjnym 5S, standaryzacji procesów po końcową kontrolę wychodzącą – każdy etap musi być kontrolowany. Systemy pamięci masowej kładą szczególny nacisk na-ochronę przeciwpożarową, łagodzenie niekontrolowanej temperatury i trwałość-należy to uwzględnić zarówno podczas projektowania, jak i produkcji.

Instalacja, uruchomienie i operacje w cyklu życia: chociaż ściśle rzecz biorąc, te ostatnie nie są etapami „produkcyjnymi”, instalacja, uruchomienie, obsługa, konserwacja i ostatecznie recykling/zarządzanie-drugim okresem życia to kluczowe elementy pełnego cyklu życia systemu magazynowania energii w budynkach mieszkalnych.

Magazynowanie energii akumulatoraprzeszło z fazy „koncepcji” do fazy „-stosowania na skalę”. Jego rola w systemach elektroenergetycznych, internecie energetycznym, nowych rodzajach odbiorników (takich jak centra danych, parki przemysłowe, stacje ładowania) jest coraz bardziej widoczna. Rozumiejąc jej rodzaje, zastosowania i proces produkcyjny, można lepiej wykorzystać szanse w tej dziedzinie-czy to przy rozwoju technologii, realizacji projektów czy świadczeniu usług.