1 Het werkingsprincipe van energieopslagbatterijen
Het werkingsprincipe van energieopslagbatterijen is gebaseerd op elektrochemische reacties. Als we bijvoorbeeld lithium-ionbatterijen nemen, komen tijdens het opladen lithiumionen vrij van de positieve elektrode, ingebed in de negatieve elektrode via de elektrolyt, en bevindt de negatieve elektrode zich in een lithiumrijke toestand; Bij het ontladen is het tegenovergestelde het geval. Dit omkeerbare elektrochemische reactieproces maakt de opslag en vrijgave van elektrische energie mogelijk.
2 Classificatie van energieopslagbatterijen
Energieopslagbatterijen kunnen in verschillende typen worden ingedeeld op basis van hun energieopslagprincipes en technische kenmerken, waaronder voornamelijk:
Loodzuuraccu:
Functies:De elektrode is gemaakt van lood en zijn oxiden, en de elektrolyt is een zwavelzuuroplossing. Het heeft de voordelen van veilige afdichting, gasafgiftesysteem, eenvoudig onderhoud, lange levensduur, stabiele kwaliteit en hoge betrouwbaarheid. Maar het nadeel is dat de loodvervuiling aanzienlijk is en de energiedichtheid laag is.
Sollicitatie:Op grote schaal gebruikt in UPS-voeding, straatverlichting op zonne-energie, beveiligingssystemen en andere gebieden.
Nikkelgebaseerde batterijen:
Kenmerken:Vertegenwoordigd door nikkel-waterstofbatterijen, is het actieve materiaal van de positieve elektrode Ni (OH) 2, het actieve materiaal van de negatieve elektrode is metaalhydride en de elektrolyt is een kaliumhydroxideoplossing. Het heeft de voordelen van een hoge energiedichtheid, snelle laad- en ontlaadsnelheid, laag gewicht, lange levensduur en geen milieuvervuiling. Er zijn echter nadelen, zoals lichte geheugeneffecten, meerdere beheerproblemen en de neiging om het smelten van eencellige batterijscheiders te veroorzaken.
Sollicitatie:Geschikt voor toepassingen als hybride voertuigen en elektrisch gereedschap.
Op lithium gebaseerde batterijen:
Functies:Lithiumionbatterijen gebruiken lithiummetaal of lithiumlegering als negatief elektrodemateriaal en gebruiken niet-waterige elektrolytoplossingen. Het heeft de voordelen van een hoge energiedichtheid, een lange levensduur, een laag gewicht en een sterk aanpassingsvermogen. Maar de veiligheid is slecht, explosiegevoelig en de kosten zijn hoog.
Sollicitatie:Op grote schaal gebruikt op gebieden zoals elektrische voertuigen, draagbare elektronische apparaten, energieopslagcentrales, enz.
Doorstroombatterij:
Functies:Geschikt voor vaste grootschalige energieopslag, met voordelen zoals onafhankelijk ontwerp van stroom- en energieopslagcapaciteit, hoog rendement, lange levensduur, diepe ontladingscapaciteit en milieuvriendelijkheid. Maar de energiedichtheid is relatief laag.
Sollicitatie:Hoofdzakelijk gebruikt in grootschalige energieopslagcentrales, piekscheren van het elektriciteitsnet en andere velden.
Natriumzwavelbatterij:
Functies:Door natriummetaal als negatieve elektrode en zwavel als positieve elektrode te gebruiken, heeft het de voordelen van hoge specifieke energie, geen zelfontladingsverschijnsel, hoge ontladingsefficiëntie en een lange levensduur. Maar het moet bij hoge temperaturen werken en de kosten zijn relatief hoog.
Sollicitatie:Geschikt voor specifieke scenario's voor energieopslag bij hoge temperaturen.
3 Toepassingsscenario's van energieopslagbatterijen
De toepassingsscenario's van energieopslagbatterijen zijn breed en divers en omvatten voornamelijk de volgende aspecten:
1. Aansluiting op het hernieuwbare energienet
Energieopslagbatterijen spelen een cruciale rol bij de integratie van hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- en windenergie in het elektriciteitsnet. Deze energiebronnen zijn wisselvallig en volatiliteit, en energieopslagbatterijen kunnen de fluctuaties in de stroomopbrengst afvlakken, de impact op het energiesysteem verminderen en het vermogen van energiecentrales verbeteren om de geplande productie te volgen. In wind- en fotovoltaïsche energieopwekkingssystemen kunnen energieopslagbatterijen bijvoorbeeld overtollige elektriciteit absorberen en deze wanneer nodig vrijgeven, waardoor de stabiele werking van het elektriciteitsnet wordt gegarandeerd.
2. Hulpdiensten op het net
Energieopslagbatterijen spelen een belangrijke rol in ondersteunende netdiensten, waaronder capaciteitsgebaseerde en energiegebaseerde diensten. Op capaciteit gebaseerde diensten, zoals het afsnijden van netpieken, het volgen van belasting en black-start, kunnen veranderingen in de netbelasting en onverwachte situaties opvangen. Wat betreft piekreductie op het elektriciteitsnet kunnen energieopslagbatterijen tijdig en betrouwbaar reageren op verzendinstructies op basis van veranderingen in stroombronnen en belastingen, en hun uitgangsniveaus aanpassen aan de instructies. Bovendien kunnen energieopslagbatterijen het frequentieregelvermogen van het elektriciteitsnet verbeteren en de verliezen verminderen die worden veroorzaakt door het veelvuldig schakelen van traditionele frequentieregelende stroombronnen.
3. Transmissie en distributie van het elektriciteitsnet
Op het gebied van de transmissie en distributie van elektriciteitsnetten kunnen energieopslagbatterijen de kwaliteit en betrouwbaarheid van de stroomdistributie verbeteren. Wanneer er een storing is in het distributienetwerk, kunnen energieopslagbatterijen dienen als back-upstroombron om gebruikers continu van stroom te voorzien, waardoor de continuïteit van de stroomvoorziening wordt gewaarborgd. Tegelijkertijd kunnen energieopslagbatterijen ook worden gebruikt als regelbare stroombronnen om de stroomkwaliteit van het distributienetwerk te controleren, spanningsdips, harmonischen en andere problemen te elimineren en de stroomkwaliteit te verbeteren.
4. Gedistribueerd en microgrid
In gedistribueerde en microgridsystemen zijn energieopslagbatterijen een onmisbaar onderdeel. Het microgridsysteem vereist energieopslagapparatuur die op korte termijn een ononderbroken stroomvoorziening biedt in het geval dat off-grid en gedistribueerde energiebronnen niet in staat zijn om stroom te leveren, te voldoen aan de eisen van microgrid peak shaving, de kwaliteit van de microgrid-stroom te verbeteren, een volledige black start van het microgrid-systeem en balans te bewerkstelligen. de output van intermitterende en fluctuerende stroombronnen. Energieopslagbatterijsystemen hebben de kenmerken dat ze energie dynamisch absorberen en tijdig vrijgeven, wat de stroomkwaliteit kan verbeteren, de netwerkwerking kan stabiliseren, de systeemconfiguratie kan optimaliseren en de veilige en stabiele werking van microgrids kan garanderen.
5. Energieopslag aan de gebruikerszijde
Energieopslag aan de gebruikerszijde omvat voornamelijk het afvlakken van pieken en het opvullen van dalen in de industrie en de handel, evenals respons op de vraagzijde. De combinatie van energieopslagbatterijen en vermogenselektronicatechnologie kan gebruikers voorzien van betrouwbare stroombronnen, de stroomkwaliteit verbeteren en kosten voor gebruikers besparen door gebruik te maken van het prijsverschil tussen piek- en dal-elektriciteitsprijzen. In de industriële en commerciële sector kunnen energieopslagbatterijen bijvoorbeeld worden opgeladen tijdens lage elektriciteitsprijzen en worden ontladen tijdens hoge elektriciteitsprijzen, waardoor de elektriciteitskosten van ondernemingen worden verlaagd.
6. Veld voor elektrische voertuigen
Met de snelle ontwikkeling van de nieuwe energievoertuigindustrie wordt de toepassing van energieopslagbatterijen op het gebied van elektrische voertuigen steeds wijdverspreider. De accu is het kernonderdeel van elektrische voertuigen en heeft een directe invloed op de actieradius en prestaties van het voertuig. De ontwikkeling van technologie voor energieopslagbatterijen heeft het bereik van elektrische voertuigen aanzienlijk vergroot, terwijl het energieverbruik en de oplaadtijd zijn verminderd.
7. Energieopslag thuis
Energieopslag thuis is een ander belangrijk toepassingsgebied voor energieopslagbatterijen. Efficiënte en handige oplossingen voor energieopslag, zoals aan de muur gemonteerde lithiumbatterijen, kunnen de elektriciteitsbronnen van huishoudens effectief opslaan en beheren, de efficiëntie van het energieverbruik verbeteren en de elektriciteitskosten verlagen. In de combinatie van apparatuur voor hernieuwbare energie, zoals fotovoltaïsche zonne-energiesystemen en systemen voor de opwekking van windenergie, kunnen huishoudelijke energieopslagbatterijen gebruikers voorzien van een stabiele en betrouwbare stroomvoorziening en noodstroomgarantie bieden in geval van stroomuitval of stroomstoringen in het elektriciteitsnet.
4 Energieopslagbatterijen spelen meerdere specifieke rollen in gedistribueerde energie
1. De volatiliteit van soepel gedistribueerde energieopwekking
Stabiele uitvoer:Gedistribueerde energiebronnen zoals hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- en windenergie hebben een intermitterende en fluctuerende energieopwekking. Energieopslagbatterijen kunnen de intermitterend gegenereerde elektrische energie opslaan en deze vrijgeven wanneer dat nodig is, waardoor de schommelingen van de gedistribueerde energieopwekking worden afgevlakt en de stabiele output van het energiesysteem behouden blijft.
Verminder de impact op het elektriciteitsnet:Door energieopslagbatterijen te reguleren kan de impact van gedistribueerde energiesystemen op het elektriciteitsnet worden verminderd, waardoor wordt voorkomen dat het elektriciteitsnet wordt beïnvloed door plotselinge toenames in belasting of afnames in de stroomopwekking.
2. Verbeter de efficiëntie van het energieverbruik
Matching van vraag en aanbod:Energieopslagbatterijen kunnen elektriciteit opslaan tijdens periodes van lage belasting en elektriciteit vrijgeven tijdens perioden van piekbelasting op basis van de werkelijke vraag van het energiesysteem, waardoor een dynamische afstemming tussen vraag en aanbod wordt bereikt en de efficiëntie van het energiegebruik wordt verbeterd.
Multi-energietoewijzing:In gedistribueerde energiesystemen kunnen energieopslagbatterijen worden gecombineerd en toegewezen aan meerdere energiebronnen om complexe systemen zoals microgrids te vormen, waardoor de energiegebruiksstructuren verder worden geoptimaliseerd en de algehele energie-efficiëntie wordt verbeterd.
3. Verbeter de stabiliteit en betrouwbaarheid van het elektriciteitsnet
Reservevoeding:In het geval van een storing of uitval van het elektriciteitsnet kunnen energieopslagbatterijen dienen als back-upstroombron om een continue en stabiele stroomvoorziening voor kritische belastingen te bieden, waardoor de stabiliteit en betrouwbaarheid van het elektriciteitsnet wordt gegarandeerd.
Veerkracht verbeteren:Energieopslagbatterijen kunnen dienen als roterende back-up voor het elektriciteitsnet, waardoor fluctuaties veroorzaakt door elektriciteitsverbruik in de piek- en daluren worden verlicht, de druk van de regulering en planning van het elektriciteitsnet wordt verminderd en de efficiëntie van het stroomverbruik wordt verbeterd.
4. Bevorder het verbruik van hernieuwbare energie
Regeling energieopslag:Energieopslagbatterijen kunnen overtollige elektriciteit die wordt opgewekt door de opwekking van hernieuwbare energie opslaan en deze indien nodig vrijgeven, waardoor het verbruik van hernieuwbare energie toeneemt en de vermindering van wind- en zonne-energie wordt verminderd.
Vraag en aanbod in evenwicht brengen:Door het reguleren van energieopslagbatterijen kan de vraag- en aanbodrelatie tussen gedistribueerde energiesystemen en het elektriciteitsnet in evenwicht worden gebracht, waardoor de netwerkverbindingsmogelijkheden en de benuttingsefficiëntie van hernieuwbare energie worden verbeterd.
5. Economische en ecologische voordelen
Verlaag de elektriciteitskosten:Energieopslagbatterijen kunnen worden opgeladen tijdens lage elektriciteitsprijzen en worden ontladen tijdens hoge elektriciteitsprijzen, waardoor de elektriciteitskosten van gebruikers worden verlaagd.
Vermindering van de CO2-uitstoot:Door het gebruik van hernieuwbare energie te bevorderen en het gebruik van fossiele brandstoffen te verminderen, kunnen energieopslagbatterijen de CO2-uitstoot helpen verminderen en de milieukwaliteit verbeteren.
