Di bawah krisis iklim global, mengganti bahan bakar fosil dengan energi bersih telah menjadi jalur mendasar bagi kemanusiaan untuk mencapai tujuan netralitas karbon. Namun, dengan peningkatan berkelanjutan dalam proporsi angin yang tidak stabil dan energi bersih matahari yang terhubung ke jaringan listrik, itu menimbulkan tantangan besar untuk operasi stabil dari jaringan listrik. Teknologi penyimpanan energi memecahkan masalah ketidakseimbangan spasial dan temporal dalam energi angin dan matahari, memastikan operasi jaringan listrik yang aman dan stabil, dan membentuk jenis sistem daya baru dengan struktur dasar "penyimpanan beban jaringan", menjadi dukungan penting bagi kemanusiaan untuk mencapai solusi energi berkelanjutan.
Melihat ke depan ke industri penyimpanan energi pada tahun 2025, kemunculan solusi integrasi sistem yang berkelanjutan adalah tema utama yang berjalan melalui sisi pengguna dan sisi jaringan sumber. Cara mengintegrasikan komponen utama seperti paket baterai, konverter penyimpanan energi (PC), sistem manajemen baterai (BMS), dan sistem manajemen energi (EMS) melalui solusi yang efektif untuk memaksimalkan ekonomi sistem dan keselamatan telah menjadi prinsip pertama pengembangan industri. Bentuk produk yang kompleks dari penyimpanan energi yang dikombinasikan dengan mode aplikasi yang kompleks telah meletakkan dasar bagi revolusi teknologi integrasi. Jadi, pertanyaannya adalah, rute integrasi seperti apa yang harus dipilih untuk skenario aplikasi yang berbeda sekarang? Kemana perginya peta jalan teknologi masa depan?
1. Integrasi Penyimpanan Energi Generasi Pertama: Solusi Terpusat
Penyimpanan Energi Terpusat adalah rute integrasi mainstream generasi pertama di industri, yang menghubungkan beberapa kelompok baterai secara paralel di sisi DC, dan membentuk wadah baterai dengan BMS, sistem kontrol suhu, sistem perlindungan kebakaran otomatis, dan perangkat distribusi AC/DC. Pada saat yang sama, di bagian konverter dan boost, PC dan transformator digabungkan ke dalam wadah daya, dan kedua wadah tersebut dihubungkan dengan kabel DC.
Karena keunggulan ambang batas biaya rendah dan teknologi rendah, ia dengan cepat menempati pasar penyimpanan energi dan menjadi rute integrasi penyimpanan energi utama generasi pertama, terutama menargetkan stasiun daya penyimpanan energi skala besar di sisi jaringan sumber.
Namun, setelah sejumlah besar operasi yang terhubung dengan jaringan, solusi terpusat juga menghadapi banyak masalah. Kita perlu memperkuat konsep di sini, biaya listrik siklus hidup penuh, yang dipengaruhi oleh dua faktor inti: biaya investasi siklus hidup penuh dan kapasitas throughput listrik siklus hidup penuh. Masalah terbesar dengan solusi terpusat adalah ketidakmampuan untuk mencapai kapasitas throughput daya siklus hidup penuh yang optimal.
Setelah koneksi paralel baterai di sisi DC, karena perbedaan kinerja listrik antara baterai yang berbeda, setiap baterai mungkin tidak terisi penuh atau dikeluarkan, yang juga dapat menyebabkan masalah sirkulasi yang serius. Untuk menghindari masalah keselamatan sistem yang disebabkan oleh sirkulasi, margin 10% akan dicadangkan selama pengisian dan pelepasan, yang mengurangi penyimpanan dan kedalaman pelepasan. Dalam hal desain disipasi panas, wadah biasanya menggunakan 1-2 pendingin udara terpusat dan membutuhkan saluran udara yang lebih panjang, menghasilkan efisiensi pendingin yang rendah dan perbedaan suhu yang besar di dalam wadah. Ini memperburuk ketidakkonsistenan sel baterai dan mengurangi jumlah siklus sistem. Untuk proses konversi, ada banyak kelompok baterai yang terhubung ke PC tunggal, dan begitu terjadi kesalahan, kehilangan kapasitas signifikan, mempengaruhi efisiensi sistem. Pengurangan kapasitas throughput daya siklus hidup penuh berarti bahwa solusi terpusat hanya dapat mempertahankan efisiensi ekonomi yang baik melalui pengurangan biaya. Namun, pengurangan biaya juga membawa lebih banyak masalah keamanan. Sejauh ini, sebagian besar pembangkit listrik tenaga penyimpanan energi yang mengalami masalah keselamatan juga telah mengadopsi solusi terpusat. Pada saat yang sama, dari perspektif operasi dan pemeliharaan, unit kabin prefabrikasi yang besar menempati area yang luas, memiliki fleksibilitas yang buruk, tidak mendukung pencampuran baterai baru dan lama, dan mengalami kesulitan mengisi daya. Masalah -masalah ini secara bertahap akan menjadi jelas dalam proses operasi selanjutnya.
Pada tahap ini, industri penyimpanan energi masih mengejar biaya investasi yang optimal, dan pengurangan biaya adalah faktor inti dari pertimbangan teknis. Alasan di balik ini ada dua: pertama, model laba yang tidak jelas dari penyimpanan energi, dan kedua, fakta bahwa sebagian besar proyek adalah distribusi dan penyimpanan energi baru, dan banyak pembangkit listrik ditujukan untuk mencapai target yang sesuai.
2. Integrasi Penyimpanan Energi Generasi Kedua: Solusi Terdistribusi
Alasan inti untuk kapasitas throughput daya rendah di seluruh siklus hidup solusi terpusat sebenarnya adalah ketidakkonsistenan sel baterai. Jika setiap paket baterai tidak dikontrol secara tepat, itu pasti akan menyebabkan penurunan kedalaman penyimpanan, efisiensi sistem, dan masa pakai baterai.
Untuk mengatasi masalah ini, semua orang berpikir untuk menghubungkan pengoptimal energi ke setiap modul baterai
Cluster baterai terhubung ke bus DC melalui pengoptimal energi ini (DC/DC), dan kemudian terhubung ke kisi melalui PC, yang merupakan solusi terdistribusi. Dari terpusat hingga terdistribusi, seluruh sistem dapat secara akurat mengontrol daya setiap cluster baterai, memecahkan masalah pengisian yang tidak memadai, pelepasan yang tidak lengkap, dan arus yang bersirkulasi yang disebabkan oleh koneksi paralel pada sisi DC, sangat meningkatkan penyimpanan dan kedalaman pelepasan sistem, dan memastikan masa pakai baterai. Namun, karena penambahan modul DC/DC, biaya peralatan telah meningkat, dan inverter dua tahap DC/DC dan PC telah mengurangi efisiensi siklus sistem dan peningkatan waktu debugging koneksi grid.
Pada tingkat integrasi fisik, solusi terdistribusi masih mengadopsi tata letak kontainer, yang tidak dapat mencapai tata letak peralatan yang fleksibel, isolasi keselamatan partisi, dan sejumlah besar baterai yang terhubung ke PC tunggal, dan masalah kehilangan kapasitas yang signifikan setelah kegagalan belum diselesaikan.
Dengan munculnya solusi yang didistribusikan, orang telah bergeser dari sekadar mengejar biaya investasi yang optimal untuk mengejar biaya listrik yang optimal per kilowatt jam. Kapasitas throughput daya siklus hidup penuh telah menjadi semakin penting, dan klarifikasi bertahap dari model laba penyimpanan energi juga telah meningkatkan permintaan industri dari "menyelesaikan target distribusi dan penyimpanan" menjadi "bagaimana menghasilkan keuntungan melalui pembangkit listrik tenaga penyimpanan energi".
3. Integrasi Penyimpanan Energi Generasi Ketiga: Solusi Terdistribusi
Apakah itu solusi terpusat atau terdistribusi, intinya adalah menggunakan konvergensi paralel di sisi DC dan kemudian membalik melalui PC, menjadikan wadah bentuk fisik yang diperlukan. Namun, itu tidak pernah mampu menyelesaikan masalah efisiensi sistem yang rendah dan biaya listrik yang tinggi di seluruh siklus hidup. Di sisi lain, dengan peningkatan terus menerus dalam perbedaan harga antara listrik industri dan komersial dan peningkatan cepat dalam instalasi fotovoltaik terdistribusi, sejumlah besar permintaan sisi pengguna telah mulai muncul. Pada saat ini, ada titik rasa sakit ketidakcocokan antara bentuk fisik wadah dan medan kompleks pabrik industri dan komersial. Pada saat yang sama, kapasitas baterai kontainer, yang dapat dengan mudah mencapai beberapa MW, tidak dapat cocok dengan beban listrik pengguna. Kami membutuhkan solusi integrasi penyimpanan energi yang lebih fleksibel untuk mengatasi titik nyeri sistem penyimpanan energi sisi pengguna.
Kabinet kecil telah menjadi bentuk fisik dari solusi integrasi energi generasi ketiga
Atas dasar kabinet kecil, jika koneksi paralel sisi DC masih digunakan, kabinet PCS besar masih diperlukan untuk menyelesaikan pekerjaan inverter, yang melibatkan dua masalah. Salah satunya adalah bahwa PC berkapasitas tinggi menempati area yang luas dan memiliki persyaratan tinggi untuk situs pengguna, yang masih belum cocok untuk banyak skenario; Poin kedua adalah bahwa di sektor industri dan komersial, dengan perubahan berkelanjutan dalam beban listrik pengguna, perlu untuk meningkatkan fleksibilitas pengisian daya dan operasi ekspansi. PC berkapasitas besar sulit untuk mempertahankan efisiensi sistem setelah pengisian daya dan ekspansi, dan tidak dapat memenuhi kebutuhan pengguna dalam hal fleksibilitas.
Sistematisasi produk telah menjadi konsep inti dari solusi integrasi penyimpanan energi generasi ketiga
Oleh karena itu, beberapa produsen telah mengusulkan untuk menggunakan kelompok baterai yang sangat terintegrasi, PC, BM, dan sistem perlindungan kebakaran kontrol suhu untuk membuat kabinet kecil yang terintegrasi, membuat produk sistematis. Dengan menggunakan lemari kecil, tidak hanya keterbatasan skenario aplikasi dapat diatasi, tetapi ekspansi yang fleksibel juga dapat dicapai, menyelesaikan masalah pengisian daya. Setiap kabinet kecil dikendalikan oleh BMS dan PC independen, dan kedalaman penyimpanan dapat mencapai 100%. Koordinasi tinggi antara PC dan kelompok baterai juga telah menembus ketinggian baru dalam efisiensi sistem.
Solusi terdistribusi juga memiliki terobosan yang signifikan dalam keselamatan, karena desain fisik kabinet kecil dan peningkatan akurasi kontrol memungkinkan sistem untuk menemukan baterai bermasalah dengan cepat dan akurat jika terjadi risiko keselamatan. Pada saat yang sama, risiko pelarian termal juga dikendalikan dalam satu kabinet. Selama resistensi api dan ledakan kabinet ditingkatkan, area dampak dapat dikurangi secara efektif, memungkinkan petugas pemadam kebakaran cukup waktu untuk menangani pemandangan api. Singularity Energy adalah yang pertama mengusulkan solusi terdistribusi dan kini telah menjadi unicorn yang meningkat di industri ini. Berbagai produsen juga telah mengadopsi solusi integrasi terdistribusi untuk produk baru di sisi pengguna.
Dengan munculnya solusi terintegrasi generasi ketiga, sistem penyimpanan energi terdistribusi tidak hanya banyak digunakan di sisi pengguna, tetapi juga sering digunakan dalam proyek jaringan sumber skala besar. Peningkatan penyimpanan siklus hidup penuh dan kapasitas pelepasan, keamanan, dan kenyamanan operasional yang dibawa oleh solusi terdistribusi telah membuat lebih banyak dan lebih banyak pemilik dan lembaga desain yang bersedia mengadopsi model baru ini. Meskipun dapat membawa beberapa peningkatan investasi awal, manfaat siklus hidup penuh masih lebih baik daripada solusi kontainer. Mengambil Wilayah Otonomi Ningxia, yang memiliki peningkatan tertinggi dalam penyimpanan energi baru di sisi jaringan sumber pada tahun 2024, sebagai contoh, kami telah melihat laporan penyimpanan energi bulanan yang dikeluarkan oleh Ningxia Power Grid dan mengunjungi banyak pembangkit listrik tenaga penyimpanan energi lokal dengan lembaga. Jam pemanfaatan komprehensif pembangkit listrik menggunakan solusi terdistribusi berada di posisi terdepan pada bulan berjalan, dan rata -rata efisiensi konversi sisi AC lebih dari 90%. Menurut umpan balik dari personel di tempat, EPC, dan pemilik, karena penggunaan sistem terdistribusi, pemantauan telah menjadi lebih halus dan keamanan telah ditingkatkan. Bahkan, personel di tempat tidak diharuskan bertugas di pembangkit listrik, benar-benar mencapai operasi dan pemeliharaan online yang komprehensif.
