Qual bateria é melhor para armazenamento de energia?
2024-08-29
Centrais de armazenamento de energia referem-se a instalações instaladas em sistemas de energia para armazenar e liberar energia elétrica. Tais instalações geralmente estão localizadas em determinado elo da rede elétrica, como centrais elétricas, subestações ou próximas a pontos de consumo de energia, como residências ou parques industriais. O principal objetivo das centrais elétricas de armazenamento de energia é melhorar a flexibilidade e a eficiência do sistema de energia, armazenando o excesso de eletricidade gerada quando a demanda de energia é baixa e, em seguida, liberando essa energia durante os horários de pico ou falta de energia, de modo a equilibrar a carga de energia, melhorar a eficiência da utilização de energia, reduzir os custos de energia e aumentar o acesso às energias renováveis.
As baterias desempenham um papel fundamental nas centrais elétricas de armazenamento de energia lateral. Eles são os principais componentes das usinas de armazenamento de energia e são usados para armazenar e liberar energia elétrica. O tipo, desempenho e configuração das baterias têm um impacto significativo na eficiência, fiabilidade e economia de todo o sistema de armazenamento de energia. A escolha do tipo e configuração corretos de bateria é crucial para o projeto e operação de usinas de armazenamento de energia.
Este artigo apresenta principalmente alguns conteúdos importantes da seleção de baterias em detalhes, na esperança de ajudá-lo a compreender o conhecimento relevante e escolher a bateria mais adequada.
Princípios de seleção de bateria
1. Configuração flexível, fácil instalação e construção
Osistema de armazenamento de energiadeve ser flexível na configuração e ter boa escalabilidade. Além disso, o período de construção do sistema deve ser curto e não deve haver requisitos especiais excessivos. As baterias de armazenamento de energia são fáceis de combinar de várias maneiras, o que pode atender a tensões de trabalho mais altas e correntes de trabalho maiores; são fáceis de instalar e manter; eles são flexíveis na configuração e fáceis de instalar e construir.
2. Ciclo de vida longo, alta segurança e confiabilidade
O ciclo de vida das baterias de armazenamento de energia tem um impacto importante na operação confiável do sistema. O longo ciclo de vida das baterias de armazenamento de energia pode reduzir a substituição de baterias, o que é de grande importância para economizar custos operacionais e melhorar a economia do sistema. O sistema de armazenamento de energia da bateria requer uma vida útil de 12 anos e um ciclo de vida de mais de 6.000 vezes quando a profundidade de descarga é de 90%. Devido à particularidade da rede elétrica, a segurança operacional é a principal questão a ser considerada na operação da rede elétrica, e equipamentos com baixa segurança não podem entrar na rede elétrica. O objetivo do sistema de armazenamento de energia é garantir a operação segura, eficiente e estável do sistema de energia. Somente sistemas de armazenamento de energia com alta segurança podem atender aos requisitos. É necessário que a bateria de armazenamento de energia esteja sob controle mesmo em caso de falha em condições extremas, e não exploda, queime ou outras falhas que ponham em risco a operação segura da central elétrica;
3. Possui boa resposta rápida, capacidade de carga e descarga e alta eficiência de conversão de carga e descarga
A operação intermitente do sistema de armazenamento de energia da bateria exige que o sistema tenha boas características de partida. A bateria de armazenamento de energia alterna frequentemente entre os estados de carga e descarga, exigindo que a bateria tenha uma velocidade de resposta mais rápida. A eficiência do sistema é afetada pela perda de energia, e melhorar a taxa de conversão de energia do sistema de armazenamento de energia durante o processo de armazenamento ajudará a melhorar a eficiência geral do sistema. Além disso, o nível de eficiência de carga e descarga da bateria também afetará o custo do sistema.
4. Possui boa adaptabilidade ambiental e uma ampla faixa de temperatura operacional.
5. O custo é adequado.
O custo é uma referência importante para a seleção de baterias de armazenamento de energia e um fator determinante para saber se as baterias de armazenamento de energia podem ser promovidas e aplicadas em larga escala.
6. Não serão selecionadas baterias usadas e baterias de inventário com data de produção superior a 3 meses.
Embora baterias usadas ou baterias com estoque superior a 3 meses possam reduzir bastante o custo das baterias de armazenamento de energia, a consistência das células internas da bateria usada para montagem não pode ser garantida. A operação de longo prazo fará com que a eficiência do sistema diminua rapidamente e até mesmo causará riscos à segurança.
HT INFINITEPOWERtodas as baterias de armazenamento de energia usam baterias novas de grau A com um ciclo de produção inferior a 3 meses para garantir a segurança e estabilidade do sistema de armazenamento de energia.
HT INFINITEPOWERtodas as baterias de armazenamento de energia usam baterias novas de grau A com um ciclo de produção inferior a 3 meses para garantir a segurança e estabilidade do sistema de armazenamento de energia.
7. Cumpra os requisitos de proteção ambiental e não cause danos ou poluição ao meio ambiente durante a produção, uso e reciclagem da bateria.
Comparação dos principais tipos de bateria
Do nível de aplicação, os tipos de bateria acima podem atingir o nível de 100 MW. Do ponto de vista do desempenho da bateria, as baterias de fosfato de ferro-lítio (bateria lifepo4) e as baterias de enxofre de sódio têm maior relação de energia e eficiência de carga e descarga. As baterias de enxofre de sódio e as baterias de fluxo de vanádio ainda não se industrializaram, os canais de abastecimento são limitados e o custo é caro.
Do ponto de vista dos custos de operação e manutenção, as baterias de fluxo de vanádio requerem bombas para controle de fluidos, o que aumenta o custo de operação, enquanto as baterias de lítio e as baterias de chumbo-carbono têm custos de manutenção mais baixos. Do ponto de vista do custo por quilowatt-hora (valor presente do custo dentro do ciclo do projeto/valor presente da geração de energia dentro do ciclo de vida), o custo atual por quilowatt-hora de baterias de chumbo-ácido (carbono) e baterias de fosfato de ferro-lítio (bateria lifepo4) é equivalente, mas as baterias de chumbo-ácido (carbono) não são adequadas para carga e descarga profunda, e a taxa de descarga é baixa e o ciclo de vida é baixo. A vantagem das baterias de fluxo totalmente de vanádio reside na sua segurança, mas ocupam uma grande área e a manutenção posterior é complicada. Eles são adequados para longos tempos de carga e descarga e ocasiões de armazenamento de energia de grande capacidade (energia).
Em resumo, as vantagens das baterias de fosfato de ferro-lítio (bateria lifepo4) são que elas não possuem requisitos especiais para o ambiente de construção, curto período de construção, alta eficiência energética e configuração flexível de energia e tempo. Baterias LiFePo4 são recomendadas.
Seleção do tipo de bateria
Com base nos diferentes tipos de embalagens, as baterias de fosfato de ferro-lítio incluem principalmente três tipos: carcaça quadrada de alumínio, filme plástico de alumínio macio e cilíndrica dura. Os componentes internos (eletrodo positivo, eletrodo negativo, diafragma, eletrólito) dos três são muito diferentes, e a principal diferença está no material de embalagem do invólucro. As vantagens e desvantagens dos três são comparadas conforme mostrado na tabela a seguir:
Em resumo, a estrutura soft pack e a estrutura hard pack das baterias lifepo4 têm, cada uma, suas próprias vantagens e desvantagens. A qualidade da bateria depende mais da qualidade do material e do processo de fabricação. Recomenda-se o uso de bateria quadrada de alumínio, amplamente utilizada em usinas de armazenamento de energia em grande escala.
Seleção de capacidade da bateria
Atualmente, existem muitos fabricantes nacionais de baterias lifepo4, com oferta suficiente e tecnologia relativamente madura. Para diferentes capacidades de bateria, a tensão nominal e a faixa de tensão operacional são aproximadamente as mesmas, mas a taxa máxima de carga e a taxa máxima de descarga são diferentes, e quanto maior a capacidade da bateria, maior será sua densidade de energia em peso e densidade de energia em volume.
Atualmente, fabricantes nacionais de baterias bem conhecidos incluem CATL, Lishen, Haiji New Energy, EVE Power, BYD, AVIC Lithium Battery, Gotion High-tech e outras empresas. A bateria é composta principalmente de produtos de 0,5C (carga e descarga por 2 horas) e 1C (carga e descarga por 1 hora). A capacidade das baterias unicelulares maduras é de 40Ah-320Ah, e o número de ciclos de cada empresa varia de 4.000 a 10.000 vezes (dependendo das condições de operação).
Para projetos de armazenamento de energia de grande capacidade, as baterias unicelulares devem ser selecionadas com capacidade relativamente grande. Por um lado, pode aumentar a densidade de potência e reduzir a ocupação do espaço; por outro lado, pode reduzir o número de circuitos em série e paralelo da bateria e reduzir o problema de atenuação de capacidade causado pelo efeito barril. Ao mesmo tempo, com base nos princípios de "produtos convencionais de fabricantes convencionais" e "tecnologia avançada", recomenda-se o uso de produtos de bateria com capacidade de 280Ah ou superior. Os parâmetros básicos de desempenho de baterias típicas de grande capacidade são mostrados na tabela a seguir.
No futuro, à medida que a ciência e a tecnologia se desenvolvem, novas tecnologias de baterias continuarão a surgir e as nossas escolhas tornar-se-ão mais abundantes. Mas não importa o que aconteça, o nosso objetivo é o mesmo: melhorar o desempenho das centrais elétricas de armazenamento de energia na rede, selecionando as baterias mais adequadas, promover o uso eficiente da energia e contribuir para a construção de um sistema energético limpo e sustentável.
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