Барлығы бір жерде күн энергиясын зарядтау станцияларының тиімділігі

Жылдам жауап

Барлығы бір жерде күн энергиясымен жұмыс істейтін BESS зарядтау станциясы фотоэлектрлік генерацияны, батареяны сақтауды және электромобильдерді зарядтауды бірыңғай инженерлік жүйеге біріктіреді, және оның тиімділігі ең жақсы толық түсінікті: күн сәулесінен дөңгелектерге дейін. Заманауи интеграцияланған конструкциялар күннен батареяға тұрақты ток тиімділігін 95-98%, сұйықтықпен салқындатылатын LFP ұяшықтарымен батареяның екі жақты тиімділігін 93-96% және тұрақты ток шинасындағы зарядтауды жеткізу тиімділігін 96-98% құрайды - бұл қосылу архитектурасына байланысты күн энергиясынан көлікке жалпы тиімділігі шамамен 75-85% құрайды. Интеграцияланған форматтың шешуші артықшылығы - бір компонентті жазба емес, түрлендіру шығындарын, қайталанатын қоршауларды және бөлек көзден алынатын фотоэлектрлік, сақтау және зарядтағыштарды мазалайтын үйлесімсіз басқару элементтерін жою. Технологияларды салыстыратын учаске иелері үшін маңызды көрсеткіш - орнатылған кВт-қа көліктерге нақты жеткізілетін жаңартылатын энергияның кВт/сағ - және интеграцияланған жүйелер бұл көрсеткіште жеңіске жетеді.

Негізгі қорытындылар

• BESS күн батареяларымен жұмыс істейтін барлығы бір жерде орналасқан зарядтау станциялары күн сәулесін көлік энергиясына 75-85% тиімділікпен түрлендіреді, бұл батареяның екі жақты зарядталуы мен инверторлық шығындардың басым болуымен байланысты.
• Тұрақты токпен байланысқан архитектуралар қос түрлендіруді болдырмау арқылы айнымалы токпен байланысқан баламаларға қарағанда тиімділікті 3-7 пайызға үнемдейді.
• Интеграцияланған термиялық басқару (батарея және қуат электроникасы үшін сұйық салқындату) тұрақты тиімділікті арттырады және компоненттердің қызмет ету мерзімін ұзартады.
• Бір жеткізуші, бір басқару жүйесі, бір сертификаттау пакеті: интеграция көп жеткізушілі жүйелермен салыстырғанда жобалау, орнату және іске қосу құнын шамамен 15-30%-ға төмендетеді.
• Ақылды энергияны басқару күн энергиясын өзіндік тұтынуға басымдық береді, электр желілерін сатып алуды қысқартады және ЕО, АҚШ және Азияның таза нөлдік мандаттарына сәйкес келеді.

Барлығы бір жерде күн энергиясын өндіретін BESS зарядтау станциясы дегеніміз не?

Францияның оңтүстігіндегі тас жолдағы демалыс орнын елестетіп көріңізші. Сегіз зарядтау орны күн батареясының астында орналасқан. Орындықтардың артында батарея блоктарын, қуатты түрлендіру жабдықтарын және сұйық салқындату ілмектерін қамтитын екі контейнердің көлеміндей ықшам қорап орналасқан. Бір өндіруші бүкіл жүйені жеткізді, бір контроллер әрбір энергия ағынын үйлестіреді, ал бір іске қосу-баптау тобы оны бір апта ішінде іске қосты.

Бұл барлығы бір жерде тұжырымдама: фотоэлектрлік энергия өндіру, батареяны сақтау және тұрақты токты жылдам зарядтау үш ішкі жүйенің орнына бір сертификатталған өнім ретінде жеткізіледі. Нарық осы бағытта батыл жылжыды. Тарату желісінің операторлары жаңа зарядтау орындары үшін қосылу қуатын шектеуде, ал учаске иелері интеграцияланған күн энергиясын қоса алғанда, сақтау орындарының жобалары оларға бір киловатт электр желісіне қосылу үшін көбірек көлікке қызмет көрсетуге мүмкіндік беретінін анықтады. Сонымен қатар, компонент деңгейіндегі тиімділік көрсеткіштері жүйелік деңгейдегі энергетикалық экономикаға қарағанда маңызды емес - дәл осы жерде интеграция жеңіске жетеді.

Тиімділік қай жерде ұтылады және ұтылады

Тізбектегі әрбір энергия түрлендіруі аздап жылу жоғалтады. Шығындарды түсіну сізге қай жерде жақсы инженерияны талап ету керектігін айтады:

Бұл кестеден екі түсінік туындайды. Біріншіден, фотоэлектрлік панельдің өзі шығын бюджетінде басымдыққа ие, бірақ бұл шығын модуль деңгейінде физикалық және сөзсіз. Екіншіден, басқарылатын шығындардың ішінде батареяның екі жақты жұмысы және түрлендіру архитектурасы инженерлік шешімдердің ең маңыздысы болып табылады. Батареяны фотоэлектрлік массивтен тікелей зарядтайтын және зарядтағыштың тұрақты ток шинасына тікелей разрядтайтын тұрақты токпен байланысқан жүйе айнымалы токпен байланысқан дизайн орындайтын екі толық түрлендіруден аулақ болады. Бұл болдырмауға болатын түрлендірулер толық тиімділіктің 3-7 пайыздық пунктіне тең - қарбалас жерде жылына мыңдаған кВт/сағ.

Екі жақты тиімділік және муфта архитектурасы

Күн энергиясымен жұмыс істейтін BESS зарядтау станциясының ең маңызды сипаттамасы - батареяның екі жаққа да тиімділік коэффициенті (RTE): батареяға салынған энергияның қайта шығатын бөлігі. Қазіргі заманғы сұйық салқындатқыш жүйелердегі LFP химиясы 0,5°C зарядтау және разрядтау жылдамдығында 93–96% RTE береді. Салқындату жүйесі химия сияқты маңызды: ұяшық температурасының әрбір 10°C оңтайлы деңгейден жоғарылауы ішкі кедергінің өсуін жеделдетеді және RTE-ні жейді.

Айнымалы токпен жалғанған және тұрақты токпен жалғанған және гибридті

Күн энергиясы мен қоймасы бірге жобаланған жаңа құрылыстар үшін тұрақты ток муфтасы тиімділікті бірінші орынға қояды. Сондай-ақ, ол инверторлар санын азайтады — қуат электроникасы азаяды, жылу азаяды, қосалқы жүктемелер азаяды, сенімділік жоғарылайды. Айнымалы ток муфтасы қолданыстағы айнымалы ток зарядтағыштарын қайта пайдалану қажет болған кезде жаңғыртуларда рөл атқарады, бірақ тиімділік көрсеткіші нақты және бизнес жағдайында сандық түрде анықталуы керек.

Өзін-өзі тұтыну: заң жобасында көрсетілген тиімділік

Күн энергиясымен жұмыс істейтін BESS зарядтау станциясы үшін ең пайдалы тиімділік көрсеткіші зертханалық RTE емес, өзін-өзі тұтыну деңгейі: экспорттаудың орнына жергілікті жерде пайдаланылатын күн энергиясын өндіру үлесі. 85% өзін-өзі тұтынатын станция түсте экспорттап, түнде импорттайтын станцияға қарағанда электр энергиясын айтарлықтай аз сатып алады.

Қазіргі заманғы энергияны басқару жүйелері (ЭБЖ) төрт үйлестірілген функциямен жоғары өзіндік тұтынуға қол жеткізеді:

1. Тікелей фотоэлектрлік көлікке басымдық беру— күн энергиясы зарядтағыштарды алдымен нақты уақыт режимінде қуаттандырады. 2.Батарея буфер ретінде— артық күн энергиясы экспортталудың орнына батареяны зарядтайды. 3.Тор импортын тегістеу— күн энергиясы зарядтау қажеттілігінен төмен түскен кезде батарея олқылықты жабады, бұл тордың тартылуын төмен, тұрақты деңгейде ұстап тұрады. 4.Пайдалану уақыты туралы хабардарлық— батареяның артық қуаты тарифтің шыңы кезінде зарядсыздану үшін емес, зарядсыздану үшін разрядталады.

Операторлар интеграцияланған EMS басқаруы бөлек компонентті жүйелермен салыстырғанда өзіндік тұтынуды 15-25 пайыздық пунктке арттыратынын хабарлайды, себебі контроллер фотоэлектрлік шығысты, батареяның зарядтау жүйесін және зарядтағышқа деген сұранысты бір уақытта көреді.

Капитал шығындары және операциялық шығындар: интеграция шынымен не үнемдейді

Интеграциялық үнемдеу көбінесе бағаланбайды, себебі олар сатып алу, орнату және пайдалану бойынша бөлінген — сондықтан [интеграцияланған күн энергиясы BESS зарядтау станцияларының жобаларын] (https://www.midapower.com/) бағалайтын операторлар компоненттердің бағаларын емес, орнатылған жалпы құнын модельдеуі керек:

Бұл үлгі біркелкі: интеграция қайталанатын инженерияны, артық түрлендіру жабдықтарын және жобалау, орнату және күтіп ұстау үшін ақша жұмсайтын интерфейстерді жояды. 1 МВт класты учаскеде 15-30% алғашқы шығындарды құжаттау әдеттегідей болып табылады, ал жыл сайынғы пайдалану және техникалық қызмет көрсету үнемдеуі жүйенің 15-20 жылдық қызмет ету мерзімі ішінде қосылады.

Нақты әлемдегі жұмыс профилі

Испаниядағы автожол қызмет көрсету алаңында 6 × 180 кВт тұрақты ток зарядтағыштарына қызмет көрсететін BESS күн энергиясымен жұмыс істейтін зарядтау станциясын қарастырайық:

• Күн шатыры: 400 кВтп, жылына ~600 МВт/сағ өндіреді.
• БЕСС: 600 кВт/сағ сұйықтықпен салқындатылатын LFP, 10 000 циклді қызмет ету мерзімі.
• Торға қосылу: 250 кВА — сақтау орнынсыз алты 180 кВт зарядтағышқа қажет болатын қуаттың шамамен 40%-ы.
• Күнделікті профильКүн энергиясының ең жоғары қуаты сағат 14:00-де 300 кВт-қа жетеді; зарядтау сұранысы сағат 19:00-де 500 кВт-қа жетеді. Батарея түстен кейін күн энергиясының артық қуатынан зарядталады және кешкі ең жоғары қуатты қолдайды, ал электр желісінің қуаты ешқашан 180 кВт-тан аспайды.

Бір жыл ішінде бұл профиль шамамен 1100 МВт/сағ зарядтау энергиясын береді, оның шамамен 45%-ы күн энергиясын сақтау жүйесінен, ал қалғаны шыңнан тыс тарифтермен электр желісінен келеді. Оператордың жеткізілетін кВт/сағ үшін тиімді энергия құны сұраныс ақысын үнемдеуді есептегенге дейін тек электр желісінің анықтамалық орнынан 30-50%-ға төмен.

Стандарттар, қауіпсіздік және ұзақ мерзімділік

Барлығы бір жерде жүйе үш реттелетін технологияны бір корпуста шоғырландырады, сондықтан сертификаттау көлемі маңызды:

• Сақтау қауіпсіздігіUL 9540A / IEC 62933 өрт және жылулық қашу сынағы, негізгі жылулық тосқауыл ретінде сұйықтықпен салқындату.
• Зарядтау интерфейсі: Желілік интеграцияға арналған IEC 61851, ISO 15118 (Қосу және зарядтау) және OCPP 2.0.1.
• Күн және электрлікМодульдер үшін IEC 61215, инвертор қауіпсіздігі үшін IEC 62109.
• Тор кодыэкспортпен шектелген және нөлдік экспортпен жұмыс режимдері үшін жергілікті қосылым талаптары.

Сұйықтықпен салқындатылатын батарея блоктары ұяшықтар арасындағы температураның біркелкілігін ±2 °C шегінде сақтайды, бұл 10 000 циклді жобалау мерзімінің және жыл сайынғы тұрақты RTE-нің кілті болып табылады. Керісінше, ауамен салқындатылатын батареялар әдетте блок бойынша 5-8 °C градиенттерін көреді, бұл ең ыстық ұяшықтардың қартаюын жеделдетеді және уақыт өте келе жүйенің тиімділігін төмендетеді.

Қорытынды

Барлығы бір жерде күн энергиясымен жұмыс істейтін BESS зарядтау станциясының тиімділігі - бұл компоненттік сипаттама емес, жүйенің қасиеті. Тұрақты ток байланысы, сұйықтықпен салқындатылатын LFP сақтау орны және бірыңғай EMS басқару жүйесі күн сәулесінің көлікке 75-85% тиімділігін, өзін-өзі тұтыну деңгейін 80%-дан жоғары және көп жеткізуші құрылыстарымен салыстырғанда 15-30% алғашқы шығындарды үнемдеуді қамтамасыз етеді. Жергілікті күн энергиясымен зарядтауды бағалайтын тас жол операторлары, автопарктер және коммерциялық үй иелері үшін интеграцияланған формат қорғалатын инженерлік жауап болып табылады: аз түрлендірулер, аз интерфейстер, аз істен шығу режимдері және жақсы бизнес-кейс. Сайтқа тән өнімділік модельдеуі үшін [күн энергиясымен жұмыс істейтін BESS зарядтау жүйесінің конфигурациялары] (https://www.midapower.com/) және [интеграцияланған энергияны басқару басқару элементтері] (https://www.midapower.com/) бөлімдерін зерттеңіз.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. BESS күн энергиясымен жұмыс істейтін зарядтау станциясының тиімділігі қандай?Күн сәулесінің көлікке дейінгі тиімділігі әдетте 75–85% құрайды. Ең үлкен сөзсіз шығын - фотоэлектрлік модульді түрлендіру; басқарылатын шығындар тұрақты ток муфтасы және сұйықтықпен салқындатылатын LFP сақтау жүйесі арқылы азайтылады.

2. BESS-тегі екі жаққа ұшу тиімділігі дегеніміз не?Екі жаққа да тиімділік - батареяда сақталған және разрядталған кезде қайтарылатын энергияның пайыздық мөлшері. Қазіргі заманғы сұйықтықпен салқындатылатын LFP жүйелері әдеттегі 0,5°C температурада 93–96% RTE-ге қол жеткізеді.

3. Тұрақты токпен немесе айнымалы токпен: қайсысы тиімдірек?Тұрақты ток байланысы энергия екі немесе үш рет емес, бір рет түрлендірілетіндіктен, толықтай 3-7 пайыздық пунктке тиімдірек. Айнымалы ток байланысы тек қолданыстағы айнымалы ток зарядтағыштарын жаңарту үшін ғана пайдалы болып қала береді.

4. Барлығы бір жерде станциясы үшін қанша күн энергиясы қажет?Жалпы ереже бойынша, зарядтау сыйымдылығының әр кВт-ына 0,5–0,8 кВт/сағ фотоэлектрлік энергия жұмсалады, ал батареяның қуаты жергілікті сәулеленуге, сеанс профильдеріне және тор қақпақтарына реттеледі, бұл ретте зарядтау сыйымдылығының әр кВт-ына 1–1,5 кВт/сағ құрайды.

5. Барлығы бір жерде станция әлі де электр желісіне қосылуды қажет ете ме?Иә, барлық дерлік жағдайларда. Күн энергиясы мен қоймалар сұраныстың үлкен бөлігін қамти алады, бірақ электр желісі базалық жабдықтауды, қысқы және түнгі қамтуды және нормативтік сәйкестікті (мысалы, нөлдік экспорттық жұмыс) қамтамасыз етеді.

6. Күн батареялары мен батареялары осы қолданбада қанша уақытқа шыдайды?Фотоэлектрлік модульдер 25-30 жылдық жұмыс кепілдігіне ие; сұйық салқындатылатын LFP батареялары 8000-10000 циклге (зарядтау кезінде 12-20 жыл) арналған, ал ауамен салқындатылатын әдеттегі батареялар үшін бұл көрсеткіш 4000-6000 циклге тең.

7. Барлығы бір жерде жүйе қандай сертификаттарға ие болуы керек?UL 9540A/IEC 62933 (сақтау қауіпсіздігі), IEC 61851 және ISO 15118 (зарядтау), IEC 61215/IEC 62109 (ФТ және инвертор), сонымен қатар жергілікті электр желісінің кодына сәйкестік — бір жеткізушіден бір сертификаттау пакеті ретінде жеткізілген дұрыс.