Аккумуляторные накопители энергии: виды, применение и процесс производства

Поскольку уровень проникновения возобновляемых источников энергии (например, ветровой и солнечной) продолжает расти, энергосистемам все чаще требуются гибкие, крупномасштабные решения для хранения энергии. Среди них аккумуляторные накопители энергии играют важную роль в балансировании спроса и предложения, стабилизации сети и снижении затрат на электроэнергию. Концепция домашней системы хранения энергии охватывает системы, способные хранить электрическую энергию в перезаряжаемых батареях и высвобождать ее при необходимости, тем самым повышая гибкость системы.

В этой статье систематически рассматривается отрасль по трем ключевым направлениям,-типам, приложениям и производственному процессу бытовых систем хранения энергии-, чтобы помочь читателям быстро получить полную картину этой области.

В области технологий хранения домашние системы хранения солнечных батарей (BESS) относятся к классу технологий электрохимического хранения, однако их можно дополнительно подразделить на множество химических систем и технических форм. Ниже представлены основные виды:

Литий-ионные-батареи. В настоящее время это один из наиболее распространенных типов бытовых систем хранения энергии благодаря высокой плотности энергии, высокой эффективности и быстрому реагированию.
 
Они обычно используются в жилых, коммерческих и крупных-сетевых- приложениях.

Свинцово--кислотные аккумуляторы:Это зрелая технология с относительно низкой стоимостью, но по сравнению с литий-ионными-они обеспечивает меньшую плотность энергии и более короткий срок службы. Они по-прежнему находят приложения в сценариях,-чувствительных к затратам, низкой-емкости или резервного-питания.

Проточные батареи:Например, ванадиевые проточные окислительно-восстановительные батареи. Их отличительная особенность заключается в разделении энергоемкости (через объем электролита) и энергоемкости (через размер реактора). Это делает их особенно подходящими для крупномасштабных-приложений длительного-хранилища.

Высокотемпературные-натриевые-серные батареи:Особый тип с высокой рабочей температурой, подходящий для очень больших установок. Их глобальное распространение относительно ограничено по сравнению с литий-ионными-ионами.

Другие передовые технологии:Включая новые концепции, такие как «батареи Карно» (электричество → тепло → накопление электроэнергии) и другие новые химические технологии. Хотя они все еще находятся в разработке, они указывают на будущие возможности в области настенных накопителей энергии.

От сырья до поставки готовой системы производственный процесс домашней системы хранения солнечных батарей включает в себя несколько этапов,-каждый из которых имеет решающее значение для производительности, безопасности и срока службы. Ниже приведен обзор типичного процесса:

Производство клеток:Подготовка активного материала (покрытие положительного/отрицательного электрода, обработка токоприемника). Ячейки собираются путем укладки или намотки положительного электрода, сепаратора и отрицательного электрода. Далее следует впрыск электролита, герметизация ячейки и активация (первая зарядка/разрядка). Затем тестирование мощности, тестирование срока службы, тестирование термостабильности.

Модуль и аккумуляторная батарея-в сборе:Несколько ячеек соединяются последовательно/параллельно, образуя модули, которые затем собираются в аккумуляторные блоки. Аккумуляторные блоки включают в себя системы терморегулирования, электронику мониторинга/управления (система управления батареями, BMS) и защитные устройства. Ключевые этапы сборки включают сортировку ячеек, сборку модулей, сварку и упаковку.

Интеграция и установка системы:Аккумуляторные блоки вместе с инверторами/системами преобразования энергии (PCS), системами управления, системами пожарной-защиты и системами мониторинга интегрированы в полноценную домашнюю систему хранения энергии. На этом этапе проводятся испытания на уровне системы-, такие как заводские приемочные испытания (FAT), испытания на безопасность и испытания на адаптацию к окружающей среде.

Контроль качества и управление безопасностью:От входного контроля-материалов, управления производственной средой 5S, стандартизации процессов до окончательной исходящей проверки — каждый этап должен контролироваться. В системах хранения особое внимание уделяется-защите от пожара, уменьшению перегрева, увеличению срока службы-, и это необходимо учитывать как при проектировании, так и при производстве.

Установка, ввод в эксплуатацию и операции жизненного цикла. Хотя, строго говоря, последние не являются «производственными» этапами, установка, ввод в эксплуатацию, эксплуатация, техническое обслуживание и, в конечном итоге, переработка/управление вторым-жизнем являются ключевыми частями полного жизненного цикла системы бытового хранения энергии.

Аккумуляторная батарея для хранения энергииперешла от стадии «концепции» к фазе «масштабного-приложения». Его роль в энергетических системах, энергетическом Интернете, новых видах нагрузки (таких как центры обработки данных, индустриальные парки, зарядные станции) становится все более заметной. Понимая его типы, области применения и производственный процесс, вы сможете лучше использовать возможности в этой области-будь то разработка технологий, реализация проектов или предоставление услуг.