Яагаад ESS нэгдсэн цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэлт нь дэлхийн хурдан сүлжээний ирээдүй юм бэ

Хувьсгал хийж буй дэд бүтэц: Эрчим хүч хадгалах систем (ESS)-ийн нэгдсэн цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэх станцууд нь дэлхийн хурдан цэнэглэх сүлжээ, сүлжээний тогтвортой байдал, эрчим хүчний бие даасан байдал, тогтвортой хотын хөдөлгөөнийг нүүрстөрөгчгүйжүүлэх ирээдүйн тодорхой ирээдүйг төлөөлж байгаагийн учир шалтгаан

Оршил: Цахилгаанжуулалтын нэгдэж буй шуурга ба сүлжээний хязгаарлалтууд

Дэлхий даяар цахилгаан тээврийн хэрэгсэл (EV) руу шилжих нь захын чиг хандлага биш, харин олон улсын уур амьсгалын бодлого, үйлдвэрлэлийн стратегийн гол тулгуур болсон. Дотоод шаталтын хөдөлгүүртэй (ICE) тээврийн хэрэгслийг аажмаар ашиглахаа больсноор өндөр хурдтай, найдвартай цэнэглэгч дэд бүтцийн эрэлт хэрэгцээ огцом өссөн. Гэсэн хэдий ч энэхүү шилжилт нь цахилгаан сүлжээний хөгшрөлт, хүчин чадлын хязгаарлалттай тулгарч байна. Цахилгаан тээврийн хэрэгслийг цэнэглэх уламжлалт загвар болох эрчим хүчийг сүлжээнээс шууд татах нь цэнэглэх хурд 50кВт-аас 350кВт болон түүнээс дээш шилжих тусам улам бүр тогтворгүй болж байна.

Энэ хүрээнд Эрчим Хүч Хадгалах Систем (ESS)-ийн нэгдсэн цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэлт нь зөвхөн өөр хувилбар төдийгүй техникийн болон эдийн засгийн зайлшгүй шаардлага болж гарч ирсэн. Цэнэглэгчийн оргил эрэлтийг сүлжээний оргил ачааллаас салгаснаар ESS-ийн нэгдсэн станцууд нь сүлжээний түгжрэлийн шууд асуудлыг шийдвэрлэхийн зэрэгцээ орлогын шинэ урсгал болон үйл ажиллагааны үр ашгийг дээшлүүлэх боломжийг олгодог буферийг санал болгодог. Энэхүү нийтлэлд ESS-ийн нэгдсэн цэнэглэлтийн инженерчлэл, эдийн засаг, ирээдүйн чиг хандлагын талаар дэлгэрэнгүй гүнзгий дүн шинжилгээ хийж, энэхүү эрлийз архитектур нь дараагийн үеийн тээврийн эрчим хүчний дэд бүтцийн зайлшгүй зураг төсөл болохыг судлах болно.

Бүлэг 1: Хурдан цэнэглэлтийн физик ба сүлжээний хямрал ойртож байна

Эрчим хүчний нягтралын сорилт

ESS интеграцийн хэрэгцээг ойлгохын тулд орчин үеийн хурдан цэнэглэлтэд шаардагдах эрчим хүчний хэмжээг эхлээд ойлгох хэрэгтэй. Ердийн айл өрх 5кВт-аас 10кВт хүртэлх оргил ачааллаар ажилладаг. Нэг хэт хурдан цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэгч (UFC) нь 350кВт буюу 35-70 айлын оргил ачаалалтай тэнцэх хэмжээний эрчим хүч шаардаж болно. Цэнэглэх төв нь ийм арван төхөөрөмжийг суурилуулахад агшин зуурын хэрэгцээ 3.5МВт хүрдэг.

Ихэнх одоо байгаа түгээлтийн сүлжээнүүдийн хувьд холболтын нэг цэгт (POI) 3.5 МВт ачаалал нэмэх нь гамшигт үзэгдэл юм. Энэ нь трансформатор, дэд станц, дунд хүчдэлийн кабелийг ихээхэн шинэчлэх шаардлагатай болгодог. Ийм шинэчлэлтийн хугацаа 18-36 сар хооронд хэлбэлзэж болох бөгөөд өртөг нь ихэвчлэн хэт өндөр бөгөөд нэг цэгт сая сая долларт хүрэх боломжтой.

Ачааллын профайл болон оргил сахлын хусуур

Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэгч ачаалал нь "огцом" гэдгээрээ алдартай. Нэг станц хэдэн цагийн турш эрэлтгүй байж болох бөгөөд дараа нь олон тээврийн хэрэгсэл нэгэн зэрэг ирэхэд гэнэтийн огцом өсөлт гарч болзошгүй. Цахилгаан сүлжээ нь эдгээр ховор оргил ачаалалд тохируулан хэмжээтэй байх ёстой бөгөөд энэ нь үнэтэй дэд бүтцийн ашиглалтын түвшин маш бага байхад хүргэдэг.

ESS интеграци нь үүнийг "оргил ачааллын хэмнэлт"-ээр шийдвэрлэдэг. Батерейны систем нь бага эрэлт хэрэгцээтэй эсвэл сэргээгдэх эрчим хүчний өндөр үйлдвэрлэлтэй үед сүлжээнээс удаан бөгөөд тогтвортой цэнэглэгддэг. Цахилгаан машин залгагдахад ESS нь шаардлагатай өндөр гүйдлийн тэсрэлтийг хангахын тулд хурдан цэнэггүй болдог. Энэ нь орон нутгийн сүлжээний холболт нь зөвхөн 50 кВт эсвэл 100 кВт-ын хүчин чадалтай байсан ч станцад 350 кВт цэнэглэх боломжийг олгодог.

Дулааны менежмент ба хүчдэлийн тогтвортой байдал

Энгийн хүчин чадлаас гадна өндөр хүчин чадалтай цэнэглэлт нь хүчдэлийн зохицуулалтад томоохон бэрхшээл учруулдаг. "Сул" сүлжээнээс их хэмжээний гүйдэл татах нь орон нутгийн хүчдэлийн уналтад хүргэдэг бөгөөд энэ нь ойролцоох үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмж эсвэл орон сууцны электроникуудад саад учруулж болзошгүй юм. Цаашилбал, өндөр ачааллын хурдан эргэлт нь трансформаторуудад дулааны стресс үүсгэж, тэдгээрийн задралыг хурдасгадаг.

ESS-ийг нэгтгэснээр цэнэглэх станц нь хяналттай ачаалал болдог. Батерей, сүлжээ болон цэнэглэгчийн хоорондох цахилгаан электроникийн интерфэйс нь хүчдэлийн уналтыг идэвхтэй удирдаж, орон нутгийн дэмжлэг үзүүлэх боломжтой. Үндсэндээ ESS нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн жолоочийн үйлчилгээний чанарыг тогтвортой байлгахын зэрэгцээ физик дэд бүтцийг хамгаалж, сүлжээнд "амортизатор" болж ажилладаг.

Мегаваттын цэнэглэх системүүдийн (MCS) үүрэг

Хүнд даацын ачааны машиныг цахилгаанжуулах чиглэл рүү харахад асуудал экспоненциал байдлаар өргөжиж байна. Удахгүй гарах Мегаваттын цэнэглэх систем (MCS) стандарт нь нэг тээврийн хэрэгсэлд 3.75МВт хүртэл хүчин чадалтай байхаар төлөвлөж байна. Таван MCS тасалгаатай ачааны машины зогсоол нь бараг 20МВт эрчим хүч шаарддаг. Орон нутгийн эрчим хүчний хадгалалтгүйгээр ийм станцуудыг олон газарт тусгай дэд станц барихгүйгээр байрлуулах нь физикийн хувьд боломжгүй юм. ESS интеграци нь мегаваттын эрин үеийг даван туулах цорын ганц боломжтой гүүр бөгөөд бүс нутгийн эрчим хүчний коридорыг доош нь татахгүйгээр хүнд даацын тээврийн хэрэгслийг цэнэглэх боломжийг олгодог.

(Үгийн тоог шалгах: одоогоор ~750 үг байна. Дараагийн хэсгүүдэд илүү гүнзгийрүүлэн үргэлжлүүлнэ.)

Бүлэг 2: ESS нэгдсэн цэнэглэх архитектур: AC-холбогдсон ба DC-холбогдсон топологиуд

Нэгдсэн цэнэглэх станц зохион бүтээхэд хамгийн чухал инженерийн шийдвэрүүдийн нэг бол холболтын архитектур юм. Энэ сонголт нь системийн үр ашиг, өртөг, өргөтгөх чадварыг тодорхойлдог. Хувьсах гүйдлийн холболттой болон тогтмол гүйдлийн холболттой систем гэсэн хоёр үндсэн чиглэл байдаг.

2.1 Хувьсах гүйдлийн системтэй холбогдсон системүүд: Уламжлалт модульчлагдсан арга барил

Хувьсах гүйдлийн холболттой архитектурт бүрэлдэхүүн хэсэг бүр болох сүлжээ, ESS, фотоволтайк (PV) массив, цахилгаан цэнэглэгч нь ерөнхийдөө 400V эсвэл 480V хүчдэлтэй нийтлэг хувьсах гүйдлийн автобусанд холбогдсон байдаг. Дэд систем бүр хувьсах гүйдлийн автобустай холбогдохын тулд өөрийн гэсэн зориулалтын инвертер эсвэл хөрвүүлэгч шаарддаг.

Давуу талууд:

1. Төлөвшил:Хувьсах гүйдлийн бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь стандартчилагдсан бөгөөд өргөн хэрэглэгддэг. Ихэнх одоо байгаа цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэгч нь хувьсах гүйдлийн оролтод зориулагдсан тул хувьсах гүйдлийн холболтыг одоо байгаа байгууламжуудыг шинэчлэх хамгийн хялбар арга болгодог.
2. Модульчлал:Илүү их хадгалах зай эсвэл цэнэглэгч нэмэх нь маш энгийн; та зүгээр л AC автобусанд өөр төхөөрөмж нэмэхэд л хангалттай.
3. Илүүдэл:Хэрэв ESS инвертер ажиллахаа больсон ч цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэгч нь сүлжээнээс шууд цахилгаан авах боломжтой хэвээр байна (сүлжээний холболт хангалттай гэж үзвэл).

Сул талууд:

1. Үр ашгийн алдагдал:Хувьсах гүйдлийн системд нарны эрчим хүч цахилгаан хөдөлгүүрийн батерейд хүрэх ердийн зам нь олон хувиргах алхмуудыг агуулдаг: DC (Нарны) -> AC (Хувьсах гүйдлийн) -> AC Bus -> DC (Цэнэглэгч) -> DC (Цахилгаан хөдөлгүүрийн батерей). Хөрвүүлэлт бүр 2-5%-ийн алдагдалд хүргэдэг бөгөөд энэ нь 10-12%-иас хэтэрч болох хуримтлагдсан үр ашгийн бууралтад хүргэдэг.
2. Синхрончлолын нарийн төвөгтэй байдал:Бүх инвертерүүд нь хувьсах гүйдлийн сүлжээний давтамж болон фазтай төгс синхрончлогдсон байх ёстой бөгөөд гармоник болон тогтворгүй байдлаас урьдчилан сэргийлэхийн тулд нарийн төвөгтэй хяналтын програм хангамж шаардлагатай.

2.2 DC-холбогдсон системүүд: Өндөр үр ашигтай ирээдүй

DC холболттой архитектурт ESS, PV массив болон EV цэнэглэгчүүд бүгд өндөр хүчдэлийн DC автобусанд (ихэвчлэн 800В-1000В) холбогдсон байдаг. Нэг том хэмжээний хоёр чиглэлтэй AC/DC хөрвүүлэгч нь микро сүлжээг бүхэлд нь уг хэрэгсэлтэй холбодог.

Давуу талууд:

1. Дээд зэргийн үр ашиг:Нарны хавтан эсвэл ESS-ээс цахилгаан тээврийн хэрэгслийн батерей руу энерги хамгийн бага хөрвүүлэлтийн алхамаар (DC -> DC) урсдаг. Илүүдэл DC-ээс AC болон AC-ээс DC шатуудыг арилгаснаар системийн нийт үр ашгийг AC холболттой харьцуулахад 5-8%-иар сайжруулж болно.
2. Хялбаршуулсан хяналт:Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хооронд давтамжийн синхрончлол шаардлагагүй. Систем нь тогтмол гүйдлийн хүчдэлийн түвшинг тохируулах замаар цахилгаан урсгалыг удирддаг бөгөөд энэ нь угаасаа илүү тогтвортой бөгөөд хурдан хариу үйлдэл үзүүлдэг.
3. Авсаархан ул мөр:Олон бүрэлдэхүүн хэсэг нь төвийн инвертерийг хуваалцдаг тул цахилгаан электроникийн нийт физик ул мөр багасдаг бөгөөд энэ нь орон зай багатай хотын байршилд чухал ач холбогдолтой юм.

Сул талууд:

1. Анхны өндөр өртөг:Өндөр хүчдэлийн тогтмол гүйдлийн унтраалга болон тогтмол гүйдлийн хөрвүүлэгч нь одоогоор хувьсах гүйдлийн харьцуулалтаас илүү үнэтэй байдаг.
2. Стандартчиллын дутагдал:Аж үйлдвэр нь тогтмол гүйдлийн бичил сүлжээ рүү шилжиж байгаа ч зуун жилийн өмнөх хувьсах гүйдлийн стандартуудтай харьцуулахад тогтмол гүйдлийн хамгаалалт болон аюулгүй байдлын протоколуудад стандартчилал бага байна.

2.3 Гибрид микро сүлжээний топологиуд

Дэвшилтэт хөгжүүлэгчид одоо хоёр ертөнцийн хамгийн сайныг хослуулсан эрлийз топологийг судалж байна. Жишээлбэл, станц нь ESS, PV, UFC-ийн хоорондох анхдагч эрчим хүчний урсгалд тогтмол гүйдлийн шугам ашиглаж болох ч гэрэлтүүлэг, хөргөлтийн систем, 2-р түвшний цэнэглэгч зэрэг туслах ачааллын хувьд хувьсах гүйдлийн холболтыг хадгалж байдаг. Энэхүү "DC төвтэй" аргыг эрчим хүчний нягтрал болон үр ашиг хамгийн чухал өндөр хүчин чадалтай газруудын алтан стандарт гэж өргөнөөр үздэг.

Бүлэг 3: Эдийн засгийн шинжилгээ: Цахилгаан сүлжээг өргөтгөх зардал болон оргил үеийн үсний орлогыг бууруулах

Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэх станцуудын санхүүгийн тогтвортой байдлыг ихэвчлэн хоёр хүчин зүйл бууруулдаг: сүлжээг шинэчлэхэд шаардагдах өндөр хөрөнгө оруулалт (CAPEX) болон "эрэлтийн төлбөр"-өөс үүдэлтэй өндөр үйл ажиллагааны зардал (OPEX). ESS интеграци нь хоёуланд нь мэс заслын шийдлийг өгдөг.

3.1 “Трансформаторын урхи”-наас зайлсхийх нь

Хөгжүүлэгч нь цэнэглэх төвийн гол байршлыг, магадгүй хөл хөдөлгөөн ихтэй хурдны замын уулзварыг тодорхойлохдоо орон нутгийн цахилгаан хангамжийн компани шинэ ачааллыг дэмжихийн тулд дэд станцыг 500,000 ам.доллараар шинэчлэх шаардлагатай байгааг олж мэддэг. Ихэнх тохиолдолд энэ өртөг нь төслийг санхүүжүүлэх боломжгүй болгодог.

1МВт.ц / 500кВт-ын ESS суурилуулснаар хөгжүүлэгч нь сүлжээний хэрэглээг хамаагүй бага түвшинд (жишээлбэл, 100кВт) хязгаарлаж чадна. ESS нь өндөр хүчин чадлын үйл явдлуудыг зохицуулдаг. Сүлжээг шинэчлэхээс зайлсхийхээс хэмнэлт гаргах нь ESS-ийн зардлын ихээхэн хэсгийг нөхөж чаддаг бөгөөд энэ нь төслийн ашиглалтын хугацаанд CAPEX-ийн үүднээс авч үзвэл батерейг "үнэгүй" болгодог.

3.2 Эрэлтийн төлбөрийг арилгах

Олон арилжааны нийтийн үйлчилгээний тарифт сарын төлбөрийн нэлээд хэсгийг "оргил эрэлт" буюу 15 минутын хугацаанд хамгийн их эрчим хүч зарцуулдаг үе тодорхойлдог. Эрэлт маш их тасалдалтай байдаг цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэх станцын хувьд 20 минут үргэлжилдэг 350 кВт-ын нэг цэнэглэх хэсэг нь станц сарын үлдсэн хугацаанд идэвхгүй байсан ч хэдэн мянган долларын эрэлтийн төлбөрийг бий болгож болзошгүй юм.

ESS интеграцчилал нь "оргил ачааллыг бууруулах" боломжийг олгодог. Ухаалаг Эрчим Хүчний Удирдлагын Систем (EMS) нь ачааллыг хянаж, сүлжээний хэрэглээ урьдчилан тогтоосон босгоос хэзээ ч хэтрэхгүй байхыг баталгаажуулдаг. Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн ачаалал нэмэгдэхийн хэрээр ESS нь зөрүүг нөхөхийн тулд цэнэг алдалтыг нэмэгдүүлдэг. Энэ нь сарын хэрэглээний төлбөрийг 30-60% бууруулж, операторын дотоод өгөөжийн түвшинг (IRR) эрс сайжруулж чадна.

3.3 Арбитраж ба ашиглалтын хугацаа (TOU)-ийн удирдлага

Оргил ачааллын түвшингээс гадна ESS нь эрчим хүчний арбитражийн үйл ажиллагаанд оролцож болно. Энэ нь цахилгааны үнэ бага байх үед (эсвэл салхины нэвчилт өндөртэй зарим зах зээлд сөрөг байх үед) шөнийн цагаар сүлжээнээс цэнэглэж, үнэ өндөр байх үед өдрийн цагаар цахилгаан хөдөлгүүрийг цэнэглэхэд ашиглаж болно. Энэхүү "бага худалдаж аваад өндөр зарах" стратеги нь ашигт ажиллагааны өөр нэг давхаргыг нэмж, цэнэглэх станцыг эрчим хүчний нарийн арилжааны хөрөнгө болгон хувиргадаг.

3.4 Идэвхгүй байдлын зардал

Зохицуулалтын дарамт нэмэгдэхийн хэрээр (жишээлбэл, Европын Холбооны AFIR зохицуулалт) цэнэглэгч операторууд дэд бүтцийг өргөн хүрээнд байршуулах үүрэг хүлээдэг. Зөвхөн сүлжээнээс шууд цэнэглэхэд найддаг хүмүүс өндөр OPEX-д түгжигдэж, орон нутгийн сүлжээний хүчин чадлаар хязгаарлагдах болно. Харин ESS-тэй нэгдсэн станц нь "ирээдүйд бэлэн" юм. Цэнэглэгчийн эрэлт нэмэгдэхийн хэрээр оператор нь хоёр дахь эсвэл гурав дахь сүлжээг шинэчлэхийг гуйхын оронд зүгээр л илүү олон батерейны модуль нэмж болно.

(Үгийн тоог шалгах: нийт ~1800 үг. Гүнзгийрэлт нэмэгдэж байна.)

Бүлэг 4: Нарны эрчим хүч + Хадгалах эрчим хүч + Цэнэглэх (SSC) Синерги: Сэргээгдэх эрчим хүчний хэрэглээг хамгийн их байлгах

Эрчим хүчний шилжилтийн эцсийн зорилго нь цэвэр, сэргээгдэх эрчим хүчээр цахилгаан тээвэрлэлтийг эрчим хүчээр хангах явдал юм. Гэсэн хэдий ч нарны эрчим хүчний үйлдвэрлэл болон цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэлтийн зан төлөвийн хоорондох зөрүү нь томоохон саад тотгор учруулж байна. Нарны эрчим хүч үд дунд оргил үедээ хүрдэг бол цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэлт ихэвчлэн өглөө, оройд оргил үедээ хүрдэг. Эрчим хүчний хадгалалтын систем (ЭХС) нь энэхүү цаг хугацааны зөрүүг гүүр болгодог "дутуу холбоос" юм.

4.1 “Нарны илүүдэл”-ийг илрүүлэх

Хадгалах төхөөрөмжгүй уламжлалт нарны эрчим хүчээр ажилладаг цэнэглэх станцад цахилгаан тээврийн хэрэгслийн одоо ашиглаж байгаагаас илүү гарсан нарны эрчим хүчийг сүлжээнд экспортлох буюу ихэвчлэн бага "тэжээлийн" үнээр экспортлох эсвэл багасгах (хаягдал) шаардлагатай болдог. Нэгдсэн ESS-ийн тусламжтайгаар нарны эрчим хүчний ургацын 100%-ийг хурааж авах боломжтой. Батерей нь усан сангийн үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд үд дундын нарыг орой, шөнийн турш цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд хуваарилах зорилгоор хадгалдаг. Энэ нь нарны эрчим хүчийг ашиглах хамгийн эдийн засгийн хувьд ашигтай арга болох өөрийн хэрэглээний түвшинг хамгийн их байлгадаг.

4.2 Буферийн завсарлага

Нарны эрчим хүч нь төрөлхийн хувьсах шинж чанартай; өнгөрөх үүл нь гаралтын огцом бууралтад хүргэж болзошгүй. Өндөр хурдтай цэнэглэгчийн хувьд энэ хэлбэлзэл нь асуудалтай байдаг. ESS нь агшин зуурын нөхөн төлбөрийг өгдөг. EMS (Эрчим хүчний удирдлагын систем) нь гурван эрчим хүчний эх үүсвэр болох PV, ESS, болон Grid-ийг бодит цаг хугацаанд тэнцвэржүүлж, үүлний бүрхүүл эсвэл сүлжээний хэлбэлзлээс үл хамааран цахилгаан тээврийн хэрэгсэл тогтвортой, өндөр чадлын урсгалыг хүлээн авах боломжийг олгодог. Энэхүү "тэгшлэх" нөлөө нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн батерейны удирдлагын систем (BMS)-ийн урт хугацааны ашиглалтыг хадгалахад чухал үүрэгтэй.

4.3 Эрчим хүчний жинхэнэ бие даасан байдал ба сүлжээнээс гадуурх чадвар

Хүн ам сийрэг суурьшсан бүс нутгийн хурдны замын амралтын бүс эсвэл үндэсний цэцэрлэгт хүрээлэн гэх мэт алслагдсан байршлуудад сүлжээг өргөтгөх нь ихэвчлэн боломжгүй байдаг. SSC архитектур нь "сүлжээнээс гадуур" хурдан цэнэглэх боломжийг олгодог. Нарны зай болон ESS-ийг зохих ёсоор нь тохируулснаар станц нь өөрийгөө тэтгэгч арал болж ажиллах боломжтой. Энэ нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийг хөдөө орон нутаг болон онгон зэрлэг бүс нутагт өргөжүүлэх, "төлбөрийн түгшүүр" нь аялагчдыг хотын коридороос цааш судлахад саад болохгүй байх нөхцлийг бүрдүүлэх тоглоомын өөрчлөлт юм.

4.4 Байгаль орчин ба корпорацийн ESG-ийн үнэ цэнэ

Арилжааны флотын операторууд болон талбайн эздийн хувьд цахилгаан тээврийн хэрэгслүүд нь байршил дээрээ сэргээгдэх эрчим хүчээр ажилладаг болохыг нотлох чадвар нь тэдний Байгаль орчин, нийгэм, засаглалын (ESG) итгэмжлэлийг ихээхэн нэмэгдүүлдэг. ESS нь "Ногоон цэнэглэлт" гэрчилгээг олгодог бөгөөд нийлүүлсэн киловатт цаг бүрийг байршил дээрх нарны хавтангаар дамжуулан мөрдөх боломжтой. Энэ нь оргил үед нүүрстөрөгч ихтэй сүлжээний эрчим хүчийг ашиглахаас зайлсхийж, 2-р хүрээний ялгарлыг бууруулахад шууд хувь нэмэр оруулдаг.

5-р бүлэг: Дэвшилтэт цахилгаан электроник: Нэгдсэн төвийн зүрх

ESS-нэгдсэн цэнэглэлтийн амжилт нь цахилгаан электроникийн нарийн төвөгтэй байдлаас ихээхэн хамаардаг. Бид одоогоор хагас дамжуулагч технологи болон хөрвүүлэгчийн дизайны үе дамжин өөрчлөгдөж байгаа бөгөөд энэ нь цахилгаан нягтралыг нэмэгдүүлж, зардлыг бууруулах боломжийг олгож байна.

5.1 Цахиурын карбид (SiC) болон галлийн нитрид (GaN) руу шилжих нь

Уламжлалт цахилгаан инвертерүүд нь цахиур дээр суурилсан IGBT (дулаалгатай хаалгатай хоёр туйлт транзистор)-д тулгуурладаг байв. Найдвартай хэдий ч IGBT нь ялангуяа өндөр давтамжтай үед ихээхэн хэмжээний шилжих алдагдалтай байдаг. Аж үйлдвэр нь цахиурын карбид (SiC) MOSFET-д хурдацтай шилжиж байна. SiC төхөөрөмжүүд нь илүү өндөр хүчдэл, температурт ажиллах боломжтой бөгөөд шилжих алдагдал нь цахиураас 70% хүртэл бага байдаг.

ESS-тэй нэгдсэн цэнэглэгч дээр SiC технологи нь жижиг, хөнгөн, илүү үр ашигтай DC-DC хөрвүүлэгч ашиглах боломжийг олгодог. Өндөр шилжих давтамж нь идэвхгүй бүрэлдэхүүн хэсгүүд болох индуктор ба конденсаторууд нь жижиг байж болох бөгөөд энэ нь кабинетийн нийт хэмжээг бууруулдаг гэсэн үг юм. Галлийн нитрид (GaN) нь бага чадлын туслах системүүдийн өрсөлдөгч болж гарч ирж байгаа бөгөөд дотоод тэжээлийн хангамжид бүр ч өндөр үр ашгийг санал болгож байна.

5.2 Хоёр чиглэлт инвертер технологи

Орчин үеийн ESS-нэгдсэн станцад төвийн инвертер нь хоёр чиглэлтэй байх ёстой. Энэ нь зөвхөн батерей болон цэнэглэгчийн хувьд хувьсах гүйдлийн сүлжээний хүчийг тогтмол гүйдэл болгон хувиргаад зогсохгүй сүлжээг дэмжихийн тулд тогтмол гүйдлийн хүчийг хувьсах гүйдэл болгон хувиргаж чаддаг. Энэ чадвар нь сүлжээнээс тээврийн хэрэгсэл рүү (G2V), тээврийн хэрэгслээс сүлжээ рүү (V2G), батерейгаас сүлжээ рүү (B2G) үйлчилгээний үндэс суурь болдог.

Эдгээр инвертерүүдийн хяналтын алгоритмууд нь маш нарийн төвөгтэй. Тэд сүлжээний давтамжийн өөрчлөлтөд миллисекундээр хариу үйлдэл үзүүлэх, удаан эдэлгээтэй байдлыг хангахын тулд ESS-ийн "Цэнэглэх төлөв" (SoC)-ийг удирдах, цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэлтийг нэн тэргүүнд тавихын зэрэгцээ сүлжээний үйлчилгээний гэрээг нэгэн зэрэг биелүүлэх ёстой.

5.3 Олон түвшний хөрвүүлэгчийн топологиуд

Porsche Taycan эсвэл Hyundai Ioniq 5 зэрэг орчин үеийн цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд шаардлагатай өндөр хүчдэл (800V-1000V)-ийг зохицуулахын тулд инженерүүд олон түвшний хөрвүүлэгч топологи (жишээлбэл, Neutral Point Clamped – NPC) ашиглаж байна. Эдгээр загварууд нь хагас дамжуулагч дээрх хүчдэлийн стрессийг бууруулж, гаралтын долгионы хэлбэрийн чанарыг сайжруулж, цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоог (EMI) бууруулж, системийн нийт найдвартай байдлыг сайжруулдаг.

5.4 Шингэн хөргөлт ба албадан агаар

Цахилгаан эрчим хүчний түвшин нэмэгдэхийн хэрээр дулааны менежмент нь чухал саад тотгор болж хувирдаг. Агаарын хөргөлт нь хямд боловч 350кВт+ тасралтгүй ажиллахад хангалтгүй юм. Дэвшилтэт нэгдсэн станцууд одоо ESS батерейны модуль болон цахилгаан электроникийн аль алинд нь хаалттай гогцоотой шингэн хөргөлтийн системийг ашиглаж байна. Шингэн хөргөлт нь илүү авсаархан дизайн хийх боломжийг олгодог бөгөөд станцыг хэт өндөр температурт (жишээлбэл, 45°C+) ч гэсэн бүрэн хүчин чадлаар ажиллах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь хуучин агаарын хөргөлттэй цэнэглэгч төхөөрөмжүүдийн нийтлэг эвдрэлийн цэг юм.

(Үгийн тоог шалгах: нийт ~2900 үг. Тал руу нь явлаа.)

Бүлэг 6: Өндөр хүчин чадалтай төвүүдийн реактив чадлын нөхөн олговор ба сүлжээний тогтвортой байдал

Цахилгаан тээврийн хэрэгслийг цэнэглэх талаарх ихэнх хэлэлцүүлэг нь "идэвхтэй чадал" (батерейг цэнэглэдэг киловатт) дээр төвлөрдөг бол "реактив чадал" (кВАР-аар хэмжигддэг) нь цахилгаан сүлжээний эрүүл мэндэд адил чухал ач холбогдолтой юм. Өндөр хүчин чадалтай цэнэглэх станцууд, ялангуяа олон тооны цахилгаан электрон хөрвүүлэгчтэй станцууд нь орон нутгийн түгээлтийн сүлжээний эрчим хүчний чанарт мэдэгдэхүйц нөлөөлж болно.

6.1 Чадлын хүчин зүйл ба гармоникийн асуудал

Цахилгаан электрон хөрвүүлэгч нь мөн чанараараа шугаман бус ачаалалтай байдаг. Зохих удирдлагагүйгээр тэдгээр нь гармоник гажуудал болон чадлын хүчин зүйл муу байгааг үүсгэж болзошгүй. Чадлын хүчин зүйл муу байх нь (гүйдэл ба хүчдэл фазаас гарсан үед) сүлжээнд үр ашиггүй байдал үүсгэж, кабель болон трансформаторын хэт халалт үүсгэж, хэрэгслээс бодит хэрэглээнээс илүү их эрчим хүч үйлдвэрлэхийг шаарддаг.

Нэгдсэн ESS станцууд нь "Цахилгаан эрчим хүчний чанарын менежмент"-ийн хүчирхэг хэрэгсэл болж ажилладаг. Эдгээр системд ашиглагддаг хоёр чиглэлт инвертерүүд нь дөрвөн квадрант ажиллах чадвартай бөгөөд энэ нь идэвхтэй болон реактив чадлын урсгалыг бие даан хянах боломжтой гэсэн үг юм.

6.2 Идэвхтэй реактив чадлын нөхөн олговор (Volt-VAR хяналт)

Орчин үеийн нэгдсэн станцууд нь "Статик Синхрон Нөхөн Төлөөлөгч" (STATCOM) болж чаддаг. Реактив Чадлыг (VAR) оруулах эсвэл шингээх замаар станц нь орон нутгийн сүлжээний хүчдэлийг идэвхтэй зохицуулж чаддаг. Хэрэв хүнд ачааллаас болж хүчдэл буурвал ESS инвертер нь хүчдэлийг нэмэгдүүлэхийн тулд "тэргүүлэх" реактив чадлыг оруулж чаддаг. Үүний эсрэгээр, хэрэв хүчдэл хэт өндөр байвал реактив чадлыг шингээж чаддаг.

Энэ чадвар нь сүлжээний операторуудад маш үнэ цэнэтэй юм. Олон улс оронд нийтийн аж ахуйн нэгжүүд эдгээр "туслах үйлчилгээ"-ний төлөө цэнэглэх станцын операторуудад төлбөр төлж эхэлж байна. ESS-тэй нэгдсэн станц нь зөвхөн цахилгаан эрчим хүчний хэрэглэгч байхаа больсон; энэ нь төвлөрсөн бус эрчим хүчний системийн нарийн төвөгтэй байдлыг зохицуулахад тусалдаг сүлжээг тогтворжуулах хөрөнгө юм.

6.3 Хүчдэлийн чичиргээ болон уналтыг бууруулах

Өндөр хүчин чадалтай цахилгаан тээврийн хэрэгслийг цэнэглэхэд ачааллын хурдан өөрчлөлт ордог. 350 кВт-ын цэнэглэлт гэнэт эхлэх эсвэл зогсоход "хүчдэлийн чичиргээ" буюу гэрэлтүүлгийн харагдахуйц өөрчлөлт болон ойролцоох барилгуудын мэдрэмтгий электроникт учирч болзошгүй хохирол учруулж болзошгүй. ESS нь буфер болж, цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд шаардлагатай өндөр хурдны хариу үйлдлийг хангахын зэрэгцээ сүлжээний ачааллыг аажмаар дээш эсвэл доош нь нэмэгдүүлдэг. Энэ нь орон нутгийн түгээлтийн трансформаторыг жигд, урьдчилан таамаглах боломжтой ачааллын профайлыг харах боломжийг олгож, ашиглалтын хугацааг уртасгаж, ашиглалтын засвар үйлчилгээний зардлыг бууруулдаг.

7-р бүлэг: ESS төвүүд дэх V2G (Тээврийн хэрэгслээс сүлжээнд шилжих): Виртуал цахилгаан станц (VPP)-д хүрэх практик зам

Цахилгаан тээврийн хэрэгслээс сүлжээнд энерги буцаан гаргах боломжийг олгодог тээврийн хэрэгслээс сүлжээнд (V2G) технологийг сүлжээнд хадгалах хувьсгалт шийдэл гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч V2G-г өргөн хүрээнд хэрэгжүүлэх нь техникийн болон сэтгэл зүйн томоохон саад бэрхшээлтэй тулгардаг. ESS-тэй нэгдсэн төвүүд нь V2G-г бодит болгох төгс "зуучлагч" болж өгдөг.

7.1 “Буферийн нөлөө”: ESS нь V2G агрегатор юм

V2G-ийн гол санаа зовоосон асуудлуудын нэг бол цахилгаан машины батерейны элэгдэлд үзүүлэх нөлөө юм. Жолооч нар сүлжээг дэмжихийн тулд тээврийн хэрэгслийнхээ батерейг эргэлтийн горимд ашиглахаас ихэвчлэн эргэлздэг. ESS-тэй нэгдсэн станцад хөдөлгөөнгүй батерей "эхний цохилтыг" авдаг.

ESS нь өндөр давтамжийн сүлжээг тогтворжуулах ажлыг гүйцэтгэж чаддаг бол холбогдсон цахилгаан хөдөлгүүрүүд нь зөвхөн оргил ачааллын үед эсвэл сүлжээний удаан хугацааны тасалдлын үед л эрчим хүчээр хангадаг. Энэхүү "шаталсан хадгалах" арга нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн батерейны эргэлтийг багасгаж, уг саналыг тээврийн хэрэгслийн эзэмшигчдэд илүү сонирхолтой болгодог.

7.2 Харилцаа холбооны протоколууд: ISO 15118-20 болон OCPP 2.0.1

V2G ажиллахын тулд тээврийн хэрэгсэл, цэнэглэгч, ESS болон сүлжээ бүгд нэг хэлээр ярих ёстой. Салбар нь цахилгаан тээврийн хэрэгсэл болон цэнэглэх станцын хоорондох хоёр чиглэлт эрчим хүчний урсгалын харилцаа холбоог тодорхойлдог ISO 15118-20 стандартыг нэвтрүүлж байна.

Үүний зэрэгцээ, Open Charge Point Protocol (OCPP) хувилбар 2.0.1 нь төв удирдлагын системд сүлжээ, ESS болон тээврийн хэрэгслийн хоорондох эрчим хүчний урсгалыг зохицуулах боломжийг олгодог. Эдгээр нарийн төвөгтэй протоколуудыг хэрэгжүүлэх нь ESS хянагч нь төв тархи болж, янз бүрийн хөрөнгийг нэгдмэл хариу үйлдэл болгон зохицуулдаг нэгдсэн төвд хамаагүй хялбар байдаг.

7.3 ESS Hub-ууд дахь бодит ертөнцийн V2G хэрэглээний тохиолдлууд

Өдрийн төгсгөлд 50 цахилгаан хүргэлтийн фургон буцаж ирдэг логистикийн төвийг төсөөлөөд үз дээ. Тэдний нийт батерейны хүчин чадал 4,000 кВт.ц байж магадгүй юм. Эдгээр фургонуудыг зүгээр л зогсохын оронд ESS-тэй нэгдсэн станцад залгаж болно.

Оройн оргил ачааллын үеэр (жишээлбэл, 18:00-21:00 цагийн хооронд) станц нь сүлжээнд нийлүүлэхийн тулд газар дээрх ESS болон холбогдсон фургонуудаас эрчим хүч авч, ихээхэн орлого олох боломжтой. Өглөөний 4 цаг гэхэд сүлжээ илүүдэлтэй болж, станц бүх фургон болон өөрийн ESS-ийг цэнэглэж, паркийг өглөөний ээлжинд бэлэн байлгах болно. Энэхүү “Виртуал цахилгаан станц” (VPP) загвар нь тээврийн хэрэгслийн паркийг стратегийн эрчим хүчний нөөц болгон хувиргадаг.

7.4 “Холбоо барих” саадыг даван туулах нь

V2G-ийн хувьд томоохон саад бэрхшээл бол уг цахилгаан эрчим хүчний компанийн "хяналтгүй буцах тэжээл"-ээс айдаг явдал юм. Цахилгаан эрчим хүчний компаниуд хэдэн зуун машин сүлжээнд цахилгаан эрчим хүч оруулахаас болгоомжилдог. ESS-тэй нэгдсэн станц нь ганц хяналттай POI (Холболтын цэг)-ийг танилцуулснаар үүнийг хялбарчилдаг. Цахилгаан эрчим хүч нь зөвхөн станцын төв хянагчдад итгэх хэрэгтэй бөгөөд энэ нь гарц болон галт хана болж, сүлжээнд буцааж нийлүүлж буй бүх цахилгаан эрчим хүчийг аюулгүй байдал, чанарын хатуу стандартад нийцүүлэн хангаж байгаа эсэхийг баталгаажуулдаг.

(Үгийн тоог шалгах: нийт ~4000 үг. 2000 үг үлдсэн.)

8-р бүлэг: Арилжааны болон үйлдвэрлэлийн (C&I) операторуудын эрчим хүчний бие даасан байдал ба уян хатан байдал

Арилжааны бизнес, ложистикийн үйлчилгээ үзүүлэгчид болон үйлдвэрлэлийн байгууламжуудын хувьд цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд шилжих нь зөвхөн байгаль орчны шаардлага биш; энэ нь тэдний үйл ажиллагааны эрсдэлийн профайлд гарсан үндсэн өөрчлөлт юм. Автомашины паркууд 100% цахилгаантай болсноор цахилгаан тасалдах нь зүгээр нэг жижиг таагүй байдал биш, харин бизнесийг бүрэн зогсоох явдал юм. ESS-тэй нэгдсэн цэнэглэлт нь эдгээр операторуудад шаардлагатай чухал "Эрчим хүчний тогтвортой байдал"-ыг хангадаг.

8.1 Хэзээ ч хаагддаггүй "Шатахуун түгээх станц"

Шатахууны сүлжээнд түшиглэдэг ч нөөц генератортой уламжлалт шатахуун түгээх станцуудаас ялгаатай нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн олон цэнэглэх станцууд цахилгаан тасарсан үед бүрэн арчаагүй болдог. DHL эсвэл FedEx зэрэг ложистикийн компанийн хувьд шөнийн цэнэглэх цонхны үеэр хоёр цагийн турш цахилгаан тасарсан ч гэсэн мянга мянган хүргэлтийг хойшлуулж болзошгүй юм.

ESS-тэй нэгдсэн төв нь "арлын горимд" ажиллах боломжтой. Цахилгаан сүлжээ тасарсан үед систем нь автоматаар цахилгаан хангамжаас салж, ESS-д хадгалагдсан эрчим хүч болон газар дээрх нарны хавтангаас гаргаж буй тасралтгүй эрчим хүчийг ашиглан цэнэглэгчийг үргэлжлүүлэн ажиллуулдаг. Энэ нь чухал ач холбогдолтой тээврийн хэрэгслийг үргэлж цэнэглэж, уламжлалт шингэн түлштэй тэнцэх эсвэл түүнээс давсан найдвартай байдлын түвшинг хангадаг.

8.2 Бичил сүлжээ: Автономит эрчим хүчний арлыг байгуулах нь

Нэгдсэн цэнэглэх станцууд нь "Арилжааны бичил сүлжээ"-ний үндсэн барилгын блокууд юм. ESS нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийг цэнэглэхээс гадна бүхэл бүтэн байгууламжийг нөөц эрчим хүчээр хангах боломжтой бөгөөд гэрэл, сервер, үйлдвэрлэлийн машин механизмыг тэжээдэг. Энэхүү олон зориулалттай хэрэгсэл нь ESS-ийн хөрөнгө оруулалтын ROI-г мэдэгдэхүйц сайжруулдаг.

Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн цэнэглэлтийг илүү өргөн хүрээтэй байгууламжийн эрчим хүчний стратегид нэгтгэснээр компаниуд "Эрчим хүчний бие даасан байдалд" хүрч, тогтворгүй хэрэглээний зах зээлээс хамааралтай байдлаа бууруулж, хуучирч буй нийтийн цахилгаан сүлжээний өртөг нэмэгдэж, найдвартай байдал буурахаас өөрсдийгөө хамгаалж чадна.

8.3 Эрчим хүчний үнийн хэлбэлзлээс хамгаалах арга хэмжээ

Геополитикийн хүчин зүйлс болон сэргээгдэх эрчим хүчний төрөлхийн тасалдал зэргээс шалтгаалан эрчим хүчний зах зээл улам бүр тогтворгүй болж байна. Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн паркаа зөвхөн сүлжээнд тулгуурладаг бизнес энэхүү үнийн эрсдэлийн 100%-д өртдөг.

ESS нь "Физик хамгаалалт" үүрэг гүйцэтгэдэг. Эрчим хүч хямд үед хадгалж, сүлжээний үнэ огцом өсөх үед ашигласнаар оператор урт хугацааны түлшний зардлаа тогтворжуулж чадна. Олон тохиолдолд ESS-тэй нэгдсэн станцын "эрчим хүчний тэгшитгэсэн өртөг" (LCOE) нь сүлжээний дундаж тарифаас илүү урьдчилан таамаглах боломжтой бөгөөд бага байдаг тул зах зээл дээр өрсөлдөх давуу талыг бий болгодог.

9-р бүлэг: Өгөгдөлд суурилсан эрчим хүчний удирдлагын системүүд (EMS): Станцын тархи

ESS-тэй нэгдсэн цэнэглэх станц нь олон тооны эрчим хүчний урсгалын нарийн төвөгтэй зохион байгуулалт юм. Эдгээр урсгалыг гараар удирдах боломжгүй; амжилт нь нарийн төвөгтэй, хиймэл оюун ухаанаар удирддаг Эрчим хүчний менежментийн системээс (EMS) хамаарна.

9.1 Урьдчилан таамагласан ачааллын урьдчилсан тооцоо

Яаралтай тусламжийн систем (ЯА) нь ирээдүйн цэнэглэлтийн эрэлтийг урьдчилан таамаглахын тулд машин сургалтын (МА) алгоритмуудыг ашигладаг. Түүхэн хэрэглээний хэв маяг, орон нутгийн замын хөдөлгөөний мэдээлэл, цаг агаарын урьдчилсан мэдээ, тэр ч байтугай ойролцоох флотын үйл ажиллагааны хуваарийг шинжилснээр ЯА нь эрэлт хэзээ огцом нэмэгдэхийг урьдчилан таамаглаж чадна.

Дараа нь энэ нь бага эрэлттэй өмнөх цагуудад урьдчилан цэнэглэж ESS-ийг бэлтгэдэг. Энэхүү "Урьдчилан харах" чадвар нь станцыг оргил ачааллын үед үргэлж бэлэн байлгахын зэрэгцээ батерейг цэнэглэхэд зарцуулах эрчим хүчний зардлыг хамгийн бага байлгах боломжийг олгодог.

9.2 Бодит цагийн олон хөрөнгийн оновчлол

Яаралтай тусламжийн алба миллисекунд тутамд нарны эрчим хүчийг цахилгаан тээврийн хэрэгсэл, батерей эсвэл сүлжээнд шилжүүлэх үү? Батерейг одоо цэнэггүйжүүлж, оргил үедээ хүрэх үү, эсвэл цагийн дараа гарах төлөвтэй байгаа бүр ч өндөр оргил үеийг хүлээх үү гэдгийг шийдэх ёстой.

Дэвшилтэт EMS платформууд нь эдгээр олон хувьсагчийн оновчлолын асуудлыг бодит цаг хугацаанд шийдвэрлэхийн тулд "Загварын урьдчилсан хяналт" (MPC)-ийг ашигладаг. Зорилго нь "Үнэ цэнийн давхарга"-г хамгийн их байлгах явдал юм - систем нь оргил ачааллын бууралт, арбитраж, сүлжээний үйлчилгээ, нарны эрчим хүчний хэрэглээнээс олсон орлогын бүх боломжит хувийг нэгэн зэрэг цуглуулж байгаа эсэхийг баталгаажуулах явдал юм.

9.3 Урьдчилан таамаглах засвар үйлчилгээ ба дижитал ихрүүд

Өндөр хүчин чадалтай электроник болон том хэмжээний батерейны системүүд нь дулааны стресс болон элэгдэлд өртөмтгий байдаг. Орчин үеийн EMS нь бүхэл бүтэн станцын "Дижитал ихэр"-ийг бий болгодог. Температур, эсийн хүчдэл, шилжих давтамж, чийгшил зэрэг мянга мянган өгөгдлийн цэгийг хянаснаар систем нь эвдрэлд хүргэхээс өмнө гажигийг илрүүлж чаддаг.

Хэрэв Яаралтай тусламжийн систем нь тодорхой батерейны модуль нь бусад батерейны модулиас арай дулаан ажиллаж байгааг илрүүлбэл тухайн модулийн ачааллыг автоматаар бууруулж, урьдчилан сэргийлэх засвар үйлчилгээний талаар техникчдэд мэдэгдэх боломжтой. Энэхүү "Тэг зогсолт" арга нь найдвартай байдал нь хэрэглэгчийн үнэнч байдлын гол хөдөлгөгч хүч болдог өндөр ашиглалттай нийтийн цэнэглэх сүлжээнд зайлшгүй шаардлагатай.

9.4 Үүлэн дээр суурилсан флотын найрал хөгжим

Автопаркийн операторуудын хувьд цэнэглэх станцын яаралтай тусламжийн системийг тэдний телематик болон маршрут төлөвлөлтийн програм хангамжтай нэгтгэж болно. Хүргэлтийн машин 20 милийн зайд байх үед станц нь одоогийн SoC, тухайн өдрийн үлдсэн маршрут, шаардлагатай цэнэглэх хугацааг аль хэдийн мэддэг.

Яаралтай тусламжийн систем нь ачааны машиныг ирэхэд шууд хурдан цэнэглэх боломжтой байхын тулд тодорхой хэмжээний ESS багтаамжийг "нөөцлөх" боломжтой бөгөөд энэ нь сүлжээний эрэлтийн төлбөрийг үүсгэхгүй. Тээвэрлэлт болон эрчим хүчний мэдээллийн энэхүү жигд интеграци нь "Ухаалаг хот" эриний онцлог шинж юм.

(Үгийн тоог шалгах: нийт ~5100 үг. Сүүлийн 900+ үгийг дахин нэг удаа давтана.)

Бүлэг 10: Санхүүжилт: Нүүрстөрөгчийн хийн бууралт болон туслах үйлчилгээг мөнгөжүүлэх нь

Технологи хөгжихийн хэрээр ESS-нэгдсэн цэнэглэгч станцын "Бүтээгдэхүүн" нь зөвхөн цахилгаан эрчим хүч биш болсон; энэ нь санхүүгийн болон байгаль орчны хөрөнгийн багц юм. Станцын янз бүрийн гаралтыг "санхүүжүүлэх" чадвар нь үүнийг өртгийн төвөөс өндөр өгөөжтэй дэд бүтцийн хөрөнгө болгон хувиргадаг зүйл юм.

10.1 Нүүрстөрөгчийн кредит ба LCFS зах зээл

Бага нүүрстөрөгчийн түлшний стандарттай (LCFS) Калифорни зэрэг олон улс оронд чулуужсан түлшийг цахилгаанаар орлуулах үйлдэл нь үнэ цэнэтэй кредитийг бий болгодог. Гэсэн хэдий ч эдгээр кредитийн үнэ цэнэ нь ашигласан цахилгааны нүүрстөрөгчийн эрчимтэй (CI) холбоотой байдаг.

Шөнийн цагаар (нүүрс эсвэл хийн станц ажиллаж байх үед) сүлжээнээс эрчим хүч авдаг станц нь "Тэг-CI" эрчим хүчийг нийлүүлэхийн тулд газар дээрх нарны эрчим хүч болон ESS ашигладаг станцаас бага кредит авдаг. EV-д нийлүүлдэг эрчим хүчний хугацаа болон эх үүсвэрийг оновчтой болгохын тулд ESS-ийг ашигласнаар операторууд өөрсдийн бий болгосон нүүрстөрөгчийн кредитийн тоо хэмжээ болон үнэ цэнийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэх боломжтой. Эдгээр кредит нь ихэвчлэн станцын нийт үйл ажиллагааны зардлын 10%-20%-ийг нөхөх хоёрдогч орлогын урсгалыг бий болгож чаддаг.

10.2 Сэргээгдэх эрчим хүчний гэрчилгээ (REC) болон PPA оновчлол

Том хэмжээний станцуудын хувьд тухайн талбай дээрх нарны эрчим хүчний багц нь бүх цэнэглэх хэрэгцээг хангахад хангалтгүй байж магадгүй юм. Операторууд ихэвчлэн гаднах салхин эсвэл нарны цахилгаан станцуудтай Цахилгаан худалдан авах гэрээ (ЭХХГ) байгуулдаг. ESS нь операторт эрчим хүчний хэрэглээгээ ЭХХГ-ын үйлдвэрлэлийн профайлтай синхрончлох боломжийг олгодог.

"Багцалсан" REC-үүдийг цэнэглэж буй бодит цагтай тохируулснаар оператор нь "24/7 CFE" (Нүүрстөрөгчгүй Эрчим Хүч) цэнэглэлтийг санал болгож чадна. Үүнийг Шинжлэх Ухаанд Суурилсан Зорилтууд (SBTi)-д хамрагдсан, логистикийн үйл ажиллагааныхаа нүүрстөрөгчийн ялгарлыг бүрэн арилгасан болохыг нотлох шаардлагатай корпорацийн флотын үйлчлүүлэгчид маш их эрэлттэй байдаг.

10.3 Сүлжээний үйлчилгээ: FCR, FRR болон эрэлтийн хариу арга хэмжээ

Цахилгаан сүлжээ нь нийлүүлэлт ба эрэлтийн тогтмол, секунд тутамд тэнцвэрийг шаарддаг. “Давтамжийн хязгаарлах нөөц” (FCR) болон “Давтамжийг сэргээх нөөц” (FRR) нь нийтийн аж ахуйн үйлчилгээний байгууллагуудын төлбөр төлдөг өндөр үнэ цэнэтэй үйлчилгээ юм.

Хэт хурдан цахилгаан электроник бүхий ESS-тэй нэгдсэн станц нь эдгээр үйлчилгээнд төгс хөрөнгө юм. Батерей нь сүлжээний давтамжийн уналтад 100 миллисекундээс бага хугацаанд хариу үйлдэл үзүүлж, системийг тогтворжуулахын тулд эрчим хүч шахаж чаддаг. Эдгээр сүлжээний үйл явдлууд нь ихэвчлэн богино хугацаанд (секундээс минут хүртэл) тохиолддог тул цахилгаан тээврийн хэрэгслийг цэнэглэх үндсэн ажилд мэдэгдэхүйц саад учруулдаггүй. Энэхүү "Үнэ цэнийг овоолж" нь ESS-д ямар ч машин залгаагүй байсан ч орлого олох боломжийг олгодог бөгөөд цэнэглэх дэд бүтцийн зардлыг үр дүнтэйгээр санхүүжүүлдэг.

10.4 Дэд бүтцийн сан болон ногоон бонд

ESS-тэй нэгдсэн цэнэглэлтээс (цэнэг хураамж, сүлжээний үйлчилгээ, нүүрстөрөгчийн кредитийг хослуулсан) урьдчилан таамаглаж болохуйц, урт хугацааны орлогын урсгал нь эдгээр станцуудыг институцийн хөрөнгө оруулагчдын сонирхлыг татдаг болгож байна. Бид венчур капиталаас "Дэд бүтцийн санхүүжилт" рүү шилжиж байгааг харж байна.

Хөгжүүлэгчид одоо нэгдсэн төвүүдийн асар том сүлжээг байршуулахыг санхүүжүүлэх зорилгоор "Ногоон бонд" гаргаж байна. ESS нь энэхүү санхүүгийн шилжилтийн гол түлхүүр бөгөөд учир нь энэ нь станцын орлогын хэлбэлзлийг бууруулж, хөрөнгө оруулагчийн үндсэн хөрөнгийг хамгаалдаг олон "аюулгүйн тор" (орлогын урсгал)-ыг бий болгодог.

Бүлэг 11: Ирээдүйн хувьсал: 350кВт-аас мегаватт хүртэл цэнэглэлт ба түүнээс цааш

Ирээдүйд шинэ технологиуд нэвтэрч байгаа тул ESS болон EV цэнэглэгчийг нэгтгэх нь улам боловсронгуй болох болно.

11.1 Хатуу төлөвт батерей руу шилжих нь

Одоогийн ESS системүүд нь голчлон Лити-Төмрийн Фосфат (LFP) эсвэл Никель-Манганец-Кобальт (NMC) химийн нэгдлүүдийг ашигладаг. Үр дүнтэй боловч эрчим хүчний нягтрал болон галын аюулгүй байдлын хувьд хязгаарлалттай байдаг. Дараагийн үеийн нэгдсэн төвүүд нь "Хатуу төлөвт батерей" (SSB) ашиглах магадлалтай.

SSB нь эрчим хүчний нягтралыг мэдэгдэхүйц өндөр болгодог тул ижил физик талбайд илүү их багтаамжтай хадгалах боломжийг олгодог. Хамгийн чухал нь тэдгээр нь шатамхай биш тул нягтрал ихтэй хот суурин газар эсвэл газар доорх зогсоолын гаражид байрладаг станцуудын зөвшөөрөл болон аюулгүй байдлын шаардлагыг хялбарчилдаг.

11.2 Хоёр дахь амьдралтай батерейны хэрэглээ

Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн анхны үеийн батерейнууд тээврийн хэрэгсэлд ашиглалтын хугацаа нь дуусч байгаа тул (ихэвчлэн хүчин чадал 70-80% хүртэл буурах үед) эдгээр батерейнууд суурин хадгалахад чухал ач холбогдолтой хэвээр байна.

ESS-тэй нэгдсэн цэнэглэх станцууд нь “хоёр дахь амьдрал” батерейны хамгийн тохиромжтой хэрэглээ юм. Суурин хэрэглээний энергийн нягтралын шаардлага бага байгаа нь “ашиглалтын хугацаа дууссан” цахилгаан тээврийн хэрэгслийн батерей нь хурдан цэнэглэгчийн буфер болгон 5-10 жилийн үйлчилгээ үзүүлэх боломжтой гэсэн үг юм. Энэхүү тойрог эдийн засгийн арга нь ESS-ийн байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг эрс багасгаж, операторын хадгалах зардлыг бууруулдаг.

11.3 Өндөр хүчдэлийн тогтмол гүйдлийн коридорууд

Бид "DC Corridors" буюу олон цэнэглэх станц болон сэргээгдэх эрчим хүчний цэгүүдийг хувьсах гүйдлийн сүлжээгээр дамжихгүйгээр холбодог өндөр хүчдэлийн DC шугамуудын анхны туршилтуудыг аль хэдийн харж байна. Энэхүү алсын хараанд ESS-тэй нэгдсэн станц нь зөвхөн сүлжээний зангилаа биш, харин зориулалтын, өндөр үр ашигтай "Эрчим хүчний супер хурдны зам"-ын зангилаа юм. Энэхүү архитектур нь хувиргалтын алдагдлыг бараг арилгаж, их хэмжээний сэргээгдэх эрчим хүчийг тээврийн салбарт шууд дамжуулах боломжийг олгоно.

Дүгнэлт: ESS-тэй нэгдсэн цахилгаан тээврийн хэрэгслийг цэнэглэх гэсэн маргаан нь онолын шинж чанартай байхаа больсон - энэ нь арифметик юм. Дэлхийн хурдан цэнэглэдэг сүлжээ бүр сүлжээний холболтын хүчин чадал, эрэлтийн төлбөр, ашиглалт гэсэн гурван хязгаарлалттай тулгардаг. ESS-тэй нэгдсэн станц нь энэ гурвыг нэг дор шийддэг тул загвар нь "хурдан цэнэглэх ирээдүй"-ээс "шинэ сайтуудын анхдагч архитектур" руу шилжиж байгаагийн шалтгаан юм.

Интеграци яагаад ялдаг вэ

Уламжлалт хурдан цэнэглэдэг станц нь сүлжээний эрчим хүчний идэвхгүй хэрэглэгч юм: түүний ачааллын профайл нь урсгалыг тусгадаг, эрэлтийн огцом өсөлт нь буфергүй бөгөөд орлого нь нийтийн үйлчилгээний тарифын барьцаанд байдаг. ESS-тэй нэгдсэн станц нь дараах харилцааг эргүүлдэг:

• Эрчим хүч хямд байхад нь худалдаж аваад, үнэтэй үед нь зардаг.Батерей нь оргил ачааллын бус үед шөнийн турш цэнэглэгдэж, оргил үнийн үед тээврийн хэрэгсэлд цэнэг алдаж, тархалтыг барьж, сайтын эрэлтийн профайлыг тэгшитгэдэг.
• Энэ нь сүлжээний хязгаарлалтыг өрсөлдөөнт шуудуу болгон хувиргадаг.Том хэмжээний сүлжээнд холбогдох боломжгүй газрууд нь 150-250 кВт-ын энгийн холболтын ард 350-480 кВт цэнэглэх хүчийг байршуулж, өрсөлдөгчдийн үйлчилж чадахгүй байршлыг нээж чадна.
• Энэ нь сул зогсолтын хүчин чадлыг мөнгөжүүлдэг.Эрэлтийн хариу үйлдэл, давтамжийн зохицуулалт эсвэл арбитражийн хөтөлбөртэй зах зээл дээр цэнэглэлтийг буферлэдэг ижил батерей нь сессүүдийн хооронд орлого олдог бөгөөд энэ нь зардлын төвийг ашгийн төв болгон хувиргадаг.

Технологи бэлэн боллоо

Энэхүү нэгтгэлд шаардлагатай техник хангамж нь гурван салбарт яг тохирсон мөчид боловсорч гүйцсэн. Цэнэглэгч техник хангамж нь тасралтгүй арилжааны үйл ажиллагаанд шаардлагатай үр ашиг, найдвартай байдалд хүрсэн. 11.2-р хэсэгт дурдсанчлан хоёр дахь ашиглалтын багцуудыг оролцуулан хадгалах эсүүдийн өртөг кВт.ц тутамд буурч, хадгалах нөхөх төлбөрийг хэдэн арван жилээр биш, жилээр хэмждэг болсон. Мөн програм хангамжийн давхарга болох OCPP 2.0.1, ISO 15118, үүлэн технологид суурилсан эрчим хүчний менежмент нь тээврийн хэрэгсэл, батерей, сүлжээний дохиог хүний ​​оролцоогүйгээр бодит цаг хугацаанд зохион байгуулах боломжийг олгосон.

Ирээдүйн коридор

Ирээдүйг харахад 11.3-р хэсгийн алсын хараа аль хэдийн бодит хэлбэрт шилжиж байна. Өндөр хүчдэлийн тогтмол гүйдлийн коридорууд, эрлийз хувьсах/тогтмол гүйдлийн микро сүлжээнүүд, хадгалах байгууламж дээр суурилсан хурдны замын төвүүдийг өнөөдөр худалдан авалтын баримт бичигт тодорхойлж байна. Ирээдүйн станц бол цэнэглэгчдийн эгнээ биш; энэ бол эрчим хүчний супер хурдны замын зангилаа бөгөөд нарны эрчим хүч, хадгалах байгууламж, тээврийн хэрэгслүүд бүгд нийтлэг тогтмол гүйдлийн автобусаар дамжуулан эрчим хүчээ солилцдог. Энэхүү архитектурыг одоо бий болгож буй операторууд дараагийн хорин жилийн хугацаанд зах зээл дээрээ хамгийн хямд өртөгтэй эрчим хүчний байр суурийг эзэмших болно.

Гол нь

ESS-нэгдсэн цэнэглэлт нь үндэслэлтэй дээд зэргийн онцлог биш юм; энэ нь хурдан цэнэглэлт нь ашигтай, сүлжээнд ээлтэй, мөн өргөтгөх боломжтой болгодог механизм юм. Сүлжээний операторуудын хувьд асуулт нь хадгалах санг нэгтгэх эсэх нь биш, харин тэд үүнийг хийхийн тулд замын зургаа хэр хурдан хувиргаж чадах вэ гэдэг юм.

Гол дүгнэлтүүд

• ESS интеграци нь хурдан цэнэглэлтийн гурван санхүүгийн алуурчныг дайрч байна: холболтын төлбөр, эрэлтийн төлбөр, бага ашиглалт.
• Хоёр дахь ашиглалтын батерей нь хадгалах зайг эдийн засгийн хувьд хүртээмжтэй, байгаль орчинд ээлтэй болгодог.
• DC коридорууд болон микро сүлжээний архитектурууд нь ESS-тэй нэгдсэн станцуудыг ирээдүйн сүлжээний гол тулгуур болгоно.
• Технологийн стек - техник хангамж, хадгалалт, програм хангамж - өнөөдөр өргөн хүрээнд ашиглахад хангалттай боловсорсон.

Холбоо барих MIDA Power нь ESS-тэй нэгдсэн цэнэглэх бүрэн шийдлийг үйлдвэрлэдэг: шингэн хөргөлттэй супер цэнэглэгч, BESS шүүгээ, тэдгээрийг хооронд нь холбодог эрчим хүчний менежментийн програм хангамж. Та ганц хурдны замын төв эсвэл үндэсний сүлжээ төлөвлөж байгаа эсэхээс үл хамааран техникийн тодорхойлолт, барилгын инженерийн дэмжлэг эсвэл үнийн санал авахын тулд манай багтай холбогдоно уу.