Penyimpanan tenaga-tempoh panjang (LDES) merujuk kepada sistem storan tenaga yang boleh menyalurkan tenaga elektrik dalam tempoh yang lama dan bukannya hanya beberapa minit atau beberapa jam. Jabatan Tenaga AS (JAS) pada masa ini mentakrifkan LDES sebagai storan yang mampu menyalurkan tenaga elektrik untuk10 jam atau lebih. Rangka kerja penyelidikan, dasar dan pasaran lain menggunakan sempadan yang berbeza, jadi tempoh harus dianggap sebagai keperluan projek dan bukannya label universal.
Persoalan praktikal bukanlah sama ada satu teknologi adalah "teknologi LDES terbaik." Ia adalah sama ada sistem storan boleh membekalkan kuasa yang diperlukan untuk masa yang diperlukan, pada kos hayat-seluruh yang boleh diterima, di tapak yang tersedia, dengan profil risiko yang boleh dibiayai dan dikendalikan oleh projek.
Panduan ini membandingkan keluarga teknologi LDES utama, menerangkan cara tempoh dikira, menunjukkan tempat storan yang lebih lama boleh mencipta nilai, dan menyediakan rangka kerja keputusan untuk utiliti, pembangun boleh diperbaharui, mikrogrid dan pengguna tenaga industri.
Apakah Penyimpanan Tenaga-Tempoh Lama?
LDES ialah sistem storan tenaga yang direka untuk melepaskan tenaga yang disimpan untuk tempoh yang panjang. Definisi program semasa DOE menggunakan ambang10 jam atau lebih. Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), walau bagaimanapun, menyatakan bahawa storan-panjang tidak ditakrifkan oleh satu sempadan statik merentas industri dan penyelidikan. Itulah sebabnya bilangan jam yang tepat harus dikaitkan dengan masalah operasi.
JAS juga menggunakan rangka kerja penghantaran ilustrasi yang memisahkan storan kepada-tempoh pendek, antara-hari, berbilang-hari dan aplikasi bermusim. Dalam rangka kerja itu, storan-tempoh pendek ialah 0–10 jam, LDES antara-hari ialah 10–36 jam, LDES berbilang-hari ialah 36–160 jam dan peralihan bermusim bermula melebihi 160 jam. Jalur ini berguna untuk perancangan sistem, tetapi ia bukan had teknologi universal.
| Jalur jangka masa | Anggaran tempoh pelepasan | Keperluan perancangan biasa |
|---|---|---|
| Tempoh yang singkat | 0–10 jam | Peralihan dalam sehari, pengurusan puncak, perkhidmatan grid pantas |
| LDES antara-hari | 10–36 jam | Peralihan tenaga semalaman atau{0}}hari berikutnya |
| LDES berbilang-hari | 36–160 jam | Kekurangan boleh diperbaharui yang dilanjutkan dan tempoh muat-bersih tinggi yang berpanjangan |
| Peralihan bermusim | 160+ jam | Selang penyimpanan yang sangat panjang di mana tenaga mungkin perlu kekal tersedia selama beberapa hari atau lebih lama |
Bagi pembaca yang memerlukan perbezaan yang lebih jelas antara kuasa dan tenaga tersimpan, tapak itupanduan kW lwn kWjmenerangkan hubungan yang sama pada skala yang lebih kecil.
Bagaimana Tempoh Penyimpanan Tenaga Dikira?
Tempoh penyimpanan menghubungkan kapasiti tenaga boleh guna sistem kepada kuasa nyahcasnya:
Tempoh penyimpanan=kapasiti tenaga boleh guna (MWj) ÷ kuasa nyahcas (MW)
Sebagai contoh, projek dengan 1,000 MWh tenaga boleh guna dan penarafan nyahcas 100 MW mempunyai tempoh teori:
1,000 MWj ÷ 100 MW=10 jam
Pengiraan mudah ini adalah titik permulaan, bukan jaminan prestasi yang lengkap. Tempoh operasi sebenar boleh dipengaruhi oleh keadaan-had-caj, beban tambahan, kehilangan penukaran, suhu, kemerosotan, tahap pengendalian minimum dan sama ada projek mesti mengekalkan margin rizab.
Perbezaan itu penting semasa perolehan. Sesuatu projek harus menyatakan yang diperlukanboleh gunaMWj pada tahap kuasa dan keadaan operasi yang berkaitan dan bukannya hanya bergantung pada angka tenaga papan nama nominal.
Mengapakah Penyimpanan Tenaga{0}}Tempoh Lama Diperlukan?
Kes untuk LDES datang daripada ketidakseimbangan tenaga yang bertahan lebih lama daripada simpanan jangka pendek-konvensional yang boleh menampung secara ekonomi atau operasi. Pengeluaran suria boleh melebihi permintaan pada tengah hari dan jatuh kepada sifar selepas matahari terbenam. Keluaran angin boleh kekal lemah selama beberapa jam atau, dalam sesetengah sistem, beberapa hari. Tapak industri dan mikrogrid juga mungkin perlu merapatkan gangguan atau kekangan bahan api yang melangkaui tetingkap bateri empat-jam biasa.
Mengalihkan Tenaga Boleh Diperbaharui Melangkaui Puncak Petang
Bateri empat-jam mungkin sangat sesuai untuk bergerak lewat-solar petang ke petang. Jika anjakan yang diperlukan berlanjutan sepanjang malam atau ke pagi berikutnya, projek itu memerlukan lebih banyak kapasiti tenaga untuk keluaran MW yang sama. Di sinilah teknologi dengan kos kapasiti-tenaga marginal yang lebih rendah, hayat kitaran yang panjang atau takungan besar boleh menjadi lebih berdaya saing.
Logik operasi yang sama digunakan untukperalihan beban dengan simpanan tenaga: nilai storan bergantung pada bentuk dan tempoh beban dan sebaran harga, bukan semata-mata pada pemasangan lebih MWj.
Kapasiti Sokongan dan Kebolehpercayaan Grid
Sistem kuasa memerlukan kapasiti boleh dipercayai yang mencukupi untuk memenuhi permintaan apabila penjanaan pembolehubah adalah rendah. LDES boleh menyumbang apabila tempoh beban-bersih tinggi bertahan lebih lama daripada kemuncak yang singkat, tetapi jumlah nilai kapasiti bergantung pada sistem setempat, korelasi cuaca, penghantaran, peraturan pasaran dan kebarangkalian bahawa tenaga tersimpan masih akan tersedia apabila diperlukan.
Oleh itu, tempoh yang lebih panjang hanya berguna apabila masalah sistem benar-benar panjang. Aset 20 jam tidak mencipta nilai tambahan jika aplikasi secara konsisten memerlukan hanya empat jam.
Mengurangkan Sekatan Boleh Diperbaharui
Penyimpanan boleh menangkap elektrik yang sebaliknya akan disekat dan menyahcasnya kemudian. Peluang menjadi lebih ketara apabila tempoh lebihan bekalan boleh diperbaharui dan permintaan tinggi dipisahkan selama beberapa jam. Utiliti yang mempertimbangkan kes penggunaan ini harus menilai LDES bersama-sama pengembangan penghantaran, permintaan fleksibel, perubahan penjanaan dan storan jangka masa-konvensional yang lebih pendek daripada menganggap storan sebagai satu-satunya pilihan.
Ketahanan untuk Microgrids dan Beban Kritikal
Tempoh tenaga yang disimpan lebih lama-boleh menyokong grid jauh, kemudahan perindustrian, kampus, pusat data dan infrastruktur kritikal semasa gangguan lanjutan. Ia tidak, dengan sendirinya, mencipta keupayaan sandaran. Reka bentuk berdaya tahan juga memerlukan penyongsang yang sesuai atau peralatan penukaran kuasa, kawalan, keupayaan pulau, perlindungan, strategi permulaan-hitam jika perlu dan dasar rizab yang ditetapkan.
Untuk seni bina peringkat tapak-, lihat panduan untukreka bentuk sistem storan bateri mikrogrid.
Jenis Utama Penyimpanan Tenaga-Tempoh Panjang
LDES merangkumi beberapa keluarga teknologi. Program Inovasi Penyimpanan 2030 DOE menilai pendekatan elektrokimia, mekanikal, terma dan kimia, manakala projek P1679.5 IEEE yang sedang berjalan sedang membangunkan panduan untuk penilaian objektif teknologi storan jangka-panjang dalam aplikasi pegun. Sehingga Ogos 2026, P1679.5 ialah sebuahPAR aktif, bukan piawaian IEEE akhir yang diterbitkan.
Bateri Aliran
Bateri aliran menyimpan bahan aktif dalam elektrolit cecair yang disimpan dalam tangki luaran dan mengedarkannya melalui timbunan elektrokimia. Seni bina mereka boleh membenarkan kapasiti tenaga dan peralatan kuasa untuk diskalakan dengan lebih bebas daripada dalam kebanyakan sistem bateri konvensional. Aliran redoks vanadium ialah-kimia komersil yang paling terkenal, tetapi kimia akueus dan bukan-akueus lain juga sedang dibangunkan.
Pengasingan antara takungan tenaga dan timbunan kuasa ini menarik untuk-tempoh storan pegun yang panjang, terutamanya apabila berbasikal yang kerap dan hayat perkhidmatan yang panjang penting. Pertukaran-termasuk pam, tangki, pengurusan elektrolit, jejak, penyepaduan sistem dan rantaian bekalan yang kurang matang daripada litium-ion.
Dalam penilaian bateri-aliran 2023 DOE, sistem aliran vanadium 100 MW/10-jam rujukan menggunakan 65% andaian kecekapan perjalanan-pusingan dan asas elektrolit 10,000 kitaran. Itu adalah input penilaian, bukan spesifikasi vendor universal, tetapi ia menggambarkan mengapa hayat kitaran dan penskalaan kapasiti tenaga boleh menjadi penting seperti kecekapan puncak dalam ekonomi LDES.
Dipam-Kuasa Hidro Storan
Dipam-kuasa hidro simpanan (PSH) menggerakkan air antara takungan pada ketinggian yang berbeza. Elektrik digunakan untuk mengepam air ke atas; apabila kuasa diperlukan, air mengalir kembali melalui turbin untuk menjana elektrik.
PSH ialah teknologi storan tempoh-panjang-yang paling mantap. DOE melaporkan bahawa storan yang dipam pada masa ini mewakili bahagian dominan kapasiti storan-skala tenaga- utiliti AS dan menggambarkannya sebagai teknologi dikomersialkan yang dominan untuk storan-panjang. Perbandingan 100 MW/10-jam piawai PNNL menggunakan kira-kira 80% kecekapan perjalanan-dan 60 tahun andaian hayat kalendar untuk PSH.
Hadnya ialah penempatan. Projek yang menarik secara teknikal masih memerlukan ketinggian yang sesuai, konfigurasi takungan, strategi air, keadaan geoteknikal, akses penghantaran, semakan alam sekitar dan garis masa pembangunan yang boleh menjadi lebih lama daripada bateri modular.
Untuk contoh skala konkrit, Stesen Penyimpanan Pam Bath County Dominion Energy di Virginia mempunyai kapasiti penjanaan 3,003 MW dan telah beroperasi secara komersial sejak 1985. Ia menunjukkan skala dan jangka hayat yang mungkin dengan PSH, tetapi juga tapak-infrastruktur awam khusus yang terlibat.
Penyimpanan Tenaga Udara-Mampat
Penyimpanan tenaga udara -mampat (CAES) menggunakan elektrik untuk memampatkan udara untuk penyimpanan dan kemudian mengembangkan udara itu melalui proses penjanaan-kuasa. Sesetengah reka bentuk menggunakan gua garam bawah tanah atau formasi geologi lain yang sesuai, manakala konsep yang lebih baru mengejar kapal alternatif atau kitaran termodinamik lanjutan.
CAES boleh menawarkan kapasiti tenaga yang besar dan hayat operasi yang panjang, tetapi profil ekonomi dan alam sekitarnya banyak bergantung pada reka bentuk loji. Sistem diabatik konvensional mungkin menggunakan bahan api semasa pelepasan, manakala konsep adiabatik atau isoterma lanjutan bertujuan untuk mengurangkan atau mengelakkan keperluan itu. Penyimpanan geologi juga boleh menjadikan penempatan sebagai kekangan yang menentukan.
Penyimpanan Tenaga Terma
Storan terma menukarkan tenaga kepada haba atau sejuk dan menyimpannya dalam bahan seperti garam cair, batu, pasir, air,-bahan perubahan fasa atau media lain. Tenaga haba yang disimpan boleh digunakan terus untuk haba industri, tenaga daerah, penyejukan, atau ditukar semula kepada elektrik.
Penggunaan terma secara langsung boleh menjadi sangat menarik kerana ia mengelakkan penukaran yang tidak perlu kembali kepada elektrik. Elektrik-ke-storan haba elektrik boleh menyediakan aplikasi grid-tempoh yang lebih lama, tetapi kecekapan dan konfigurasi loji berbeza-beza mengikut teknologi. Atas sebab ini, "kecekapan penyimpanan haba" tidak boleh disebut sebagai satu nombor universal.
Hidrogen dan Penyimpanan Bahan Kimia Lain
Elektrik boleh ditukar kepada hidrogen melalui elektrolisis, disimpan, dan kemudian digunakan dalam sel bahan api, turbin, enjin, proses perindustrian, atau kegunaan akhir yang lain. Pembawa tenaga kimia amat relevan apabila tempoh penyimpanan menjadi sangat lama atau apabila nilai projek merentas-penggunaan sektor selain storan elektrik.
Pertukaran utama-adalah kecekapan penukaran. Perbandingan piawai PNNL 2022 menggunakan kira-kira 31% kecekapan-perjalanan pusingan untuk konfigurasi penyimpanan hidrogen dua hala, jauh lebih rendah daripada litium-ion atau hidro pam. Kelebihan berpotensi bukan kecekapan; ia adalah keupayaan untuk menyimpan sejumlah besar tenaga untuk tempoh yang lama apabila medium penyimpanan dan infrastruktur sesuai.
Litium-Ion dan Bateri Lain
Litium-tidak dikecualikan daripada LDES. Litium-ion menerangkan kimia; LDES menerangkan tempoh dan aplikasi. Sistem ion litium-boleh direka bentuk selama 10 jam atau lebih, walaupun keadaan ekonomi, penambahan, pengurusan haba, degradasi, jejak dan jaminan menjadi semakin penting apabila tempoh tenaga meningkat.
Perbandingan 100 MW/10-jam piawai PNNL meletakkan litium-ion LFP dan NMC pada kira-kira 84% kecekapan perjalanan-pusingan, lebih tinggi daripada konfigurasi bateri aliran dan hidrogen dalam set data yang sama. Kelebihan prestasi itu penting, tetapi ia tidak menjamin LCOS terendah untuk setiap kitaran tugas.
Untuk perbandingan kimia yang lebih luas, lihatjenis bateri yang berbeza untuk penyimpanan tenaga.
Membandingkan Teknologi LDES
Jadual di bawah ialah rujukan keputusan, bukan helaian spesifikasi vendor. Julat tempoh adalah berorientasikan-aplikasi, manakala angka kecekapan dan hayat perlu disemak mengikut reka bentuk sistem yang tepat. Apabila nilai kecekapan berangka ditunjukkan, ia merujuk kepada perbandingan 100 MW/10 jam piawai PNNL daripada penilaian 2022nya, yang menggunakan input prestasi era 2021. PNNL kini mengekalkan kemas kiniPangkalan Data Kos Penyimpanan Tenaga dan Prestasiuntuk kerja kos dan prestasi semasa.
| Teknologi | Tempoh yang sesuai | Kecekapan-perjalanan ilustrasi | Kematangan | Kekangan tapak atau reka bentuk utama | Pertimbangan-yang terbaik |
|---|---|---|---|---|---|
| Bateri litium-ion | Jam hingga 10+ jam di mana ekonomi menyokong kapasiti tenaga tambahan | Kira-kira 84% dalam perbandingan 10 jam piawai PNNL | Ekosistem pembuatan dan projek yang sangat matang | Pembesaran, pengurusan terma, reka bentuk keselamatan, kos kapasiti-tenaga | Projek yang menilai penggunaan modular, tindak balas pantas, kecekapan tinggi, dan rantaian bekalan yang mantap |
| Bateri aliran redoks Vanadium | Berbasikal pegun berbilang-jam hingga panjang-tempoh | Kira-kira 65% dalam perbandingan piawai yang dirujuk | Komersial tetapi kurang matang daripada litium-ion | Tangki, pam, elektrolit, jejak kaki, vendor dan{0}}kedalaman rantaian | Projek-tempoh yang lebih lama dengan kitaran berulang dan nilai dalam penskalaan kuasa/tenaga bebas |
| Dipam-kuasa hidro simpanan | Tempoh-panjang hingga berbilang-hari bergantung pada saiz takungan | Kira-kira 80% dalam perbandingan piawai yang dirujuk | sangat matang | Topografi, takungan, air, kajian semula alam sekitar, kitaran pembangunan yang panjang | Projek skala utiliti besar-dengan tapak yang sesuai dan keperluan hayat-panjang |
| Penyimpanan tenaga udara-mampat | Tempoh-panjang dan peralihan tenaga pukal | Sangat bergantung pada reka bentuk-; perbandingan piawai yang lebih lama adalah sekitar julat rendah-50%. | Contoh komersial wujud; reka bentuk lanjutan kekal kurang digunakan secara meluas | Geologi untuk reka bentuk bawah tanah, kerumitan loji, pengurusan haba, penggunaan bahan api dalam beberapa konfigurasi | Projek besar di mana formasi penyimpanan yang sesuai atau takungan kejuruteraan tersedia |
| Penyimpanan haba | Berbilang-jam hingga berbilang-hari; berpotensi lebih lama bergantung pada penggunaan sederhana dan akhir | Tidak diwakili secara bermakna oleh satu elektrik universal-ke-angka elektrik | Berjulat daripada aplikasi penyimpanan-panas matang kepada kuasa baru muncul-hingga-sistem kuasa | Suhu,-reka bentuk pemindahan haba, penebat, peralatan penukaran, penyepaduan-penggunaan akhir | Haba industri, tenaga daerah, suria pekat, atau projek yang tenaga haba mempunyai nilai langsung |
| Penyimpanan hidrogen / kimia | Tempoh yang sangat panjang-dan berkemungkinan bermusim | Kira-kira 31% untuk konfigurasi hidrogen dua arah dalam perbandingan yang dirujuk | Komponen adalah komersial; kuasa penuh-ke-hidrogen-ke-rantai nilai kuasa kekal sebagai projek-khusus | Elektrolisis dan kos penukaran semula, geologi penyimpanan atau vesel, pemampatan, saluran paip, keselamatan,-infrastruktur penggunaan akhir | Selang penyimpanan yang sangat panjang atau projek yang juga boleh menggunakan hidrogen di luar sektor kuasa |
Lama-Tempoh Storan Tenaga lwn. Litium-Bateri Ion
LDES selalunya dibentangkan sebagai alternatif kepada litium-ion, tetapi pembingkaian itu tidak lengkap. Litium-adalah satu pilihan teknologi dalam landskap storan yang lebih luas. Perbandingan yang betul adalah antara konfigurasi projek lengkap yang memenuhi kuasa, tenaga, tempoh, berbasikal, kebolehpercayaan dan keperluan tapak yang sama.
Di mana Lithium-Ion Mempunyai Kelebihan
- Kecekapan-perjalanan yang tinggi.
- Respons pantas dan keupayaan kawalan-kuasa yang kuat.
- Penggunaan modular dan agak pantas.
- Pangkalan pembuatan yang besar dan ekosistem penyepadu yang mantap.
- Pengalaman operasi yang luas dan struktur komersial boleh bank.
Mengapa Tempoh Lebih Lama Mengubah Struktur Kos
Apabila tempoh bertambah, projek memerlukan lebih MWj untuk setiap MW kuasa nyahcas. Dalam sistem bateri, ini selalunya bermakna menambah lebih banyak sel, rak, bekas,-peralatan pengurusan haba dan komponen-tenaga lain yang berkaitan. Dalam teknologi seperti bateri aliran, hidro pam atau CAES, takungan tenaga tambahan mungkin berskala berbeza daripada peralatan-penukaran kuasa.
Inilah sebabnya mengapa dipasang $/kWj sahaja merupakan metrik keputusan yang tidak lengkap. Projek ini juga perlu mengambil kira tenaga pengecasan, kehilangan kecekapan, kekerapan berbasikal, penggantian atau penambahan, O&M tetap dan berubah-ubah, pembiayaan, hayat projek dan nilai baki.
Di manakah LDES Paling Berguna?
Utiliti-Skalakan Integrasi Boleh Diperbaharui
Utiliti dan pembangun boleh diperbaharui boleh menggunakan storan-panjang untuk mengalihkan tenaga daripada pengeluaran angin kencang atau suria ke dalam tempoh permintaan bersih yang tinggi yang lebih lama. Tempoh yang diperlukan harus datang daripada pengeluaran kronologi dan pemodelan beban dan bukannya sasaran 10-, 12- atau 24 jam sewenang-wenangnya.
Untuk seni bina projek yang lebih luas, tapak inipenyelesaian storan tenaga skala utiliti-.halaman menyediakan langkah seterusnya yang berguna.
Tempoh Puncak Panjang dan Sokongan Kapasiti
Sesetengah sistem mengalami permintaan bersih yang tinggi lebih lama daripada puncak malam biasa. Dalam kes ini, LDES boleh mengurangkan jumlah penjanaan yang diperlukan hanya untuk keadaan puncak lanjutan. Nilai kapasiti masih perlu dinilai berdasarkan peraturan pasaran tempatan dan kaedah akreditasi.
Grid Jauh dan Grid Mikro
Sistem jauh dengan penghantaran terhad dan kepelbagaian bahan api boleh mendapat manfaat daripada storan yang menyerap keluaran boleh diperbaharui berubah-ubah dan mengurangkan bilangan jam penjana boleh dihantar mesti dijalankan. Tempoh yang betul bergantung pada beban setiap jam sebenar, pengeluaran solar atau angin, logistik bahan api dan sasaran kebolehpercayaan.
Tenaga Perindustrian dan Infrastruktur Kritikal
Tapak perindustrian mungkin menghargai peralihan tenaga, pengurusan permintaan, penyepaduan boleh diperbaharui, haba proses, daya tahan atau gabungan ini. Teknologi storan hendaklah dipilih mengikut bentuk tenaga sebenar tapak dan jadual operasi. Proses terma mungkin lebih baik dilayan oleh penyimpanan haba daripada dengan menukar elektrik kepada bateri dan kemudian kembali kepada haba.
Kekurangan Boleh Diperbaharui Pelbagai-Hari
Storan berbilang-hari boleh membantu menampung tempoh yang lebih lama bagi output boleh diperbaharui yang rendah, tetapi ia bersaing dengan penghantaran, permintaan fleksibel, penjanaan overbuild, penjanaan boleh dihantar dan bentuk kapasiti firma yang lain. Perancangan sistem harus membandingkan portfolio, bukan teknologi secara berasingan.
Faedah Penyimpanan Tenaga-Tempoh Lama
- Peralihan tenaga yang lebih lama:tenaga yang disimpan boleh dialihkan merentasi tempoh semalaman, antara-hari atau berbilang{1}}hari.
- Penggunaan boleh diperbaharui yang lebih baik:sesetengah generasi-yang sebaliknya boleh disimpan untuk kegunaan kemudian.
- Sokongan kapasiti:pelepasan yang lebih lama boleh menampung tempoh lanjutan permintaan bersih yang tinggi di mana aset yang lebih pendek mungkin kehabisan tenaga.
- Kepelbagaian teknologi:projek tidak terhad kepada satu kimia bateri atau satu mekanisme penyimpanan.
- Kos kapasiti tenaga marginal yang mungkin lebih rendah-:sesetengah seni bina boleh membesarkan takungan tenaga tanpa menskalakan setiap komponen kuasa secara berkadar.
- Hayat aset yang panjang untuk teknologi terpilih:sistem storan sivil dan mekanikal boleh mempunyai hayat kalendar yang lebih lama daripada kebanyakan sistem elektrokimia.
Cabaran dan Had
Ekonomi: Gunakan LCOS, Bukan Sahaja $/kWj
Kos pemasangan setiap kWj berguna, tetapi ia tidak menggambarkan ekonomi lengkap projek LDES. PNNL mentakrifkan kos storan bertingkat (LCOS) sebagai kos seumur hidup-setiap-unit-metrik tenaga-dilepaskan-yang boleh menggabungkan hayat kalendar, hayat kitaran, kedalaman pelepasan, O&M, penggantian, baik pulih, pembiayaan dan kos projek lain.
Kajian sebaya pada tahun 2026-yang membandingkan CAES adiabatik,-penyimpanan tenaga haba dan litium-ion merentas 24 senario mendapati bahawa kedudukan LCOS berubah mengikut rantau dan kes penggunaan; -kecekapan perjalanan pergi dan balik dan jam muat-penuh tahunan adalah antara pemacu kos utama. Itu adalah peringatan yang berguna bahawa teknologi tidak boleh disenaraikan secara bebas daripada kekerapan dan tempat ia akan beroperasi.
Untuk komponen kos khusus-bateri, lihat tapakPanduan kos BESS.
Kecekapan Penting, Tetapi Ia Bukan Jawapan Keseluruhan
Kecekapan-perjalanan pergi balik mengukur jumlah tenaga elektrik yang dipulihkan berbanding dengan tenaga yang digunakan untuk mengecas sistem storan. Kecekapan yang lebih tinggi mengurangkan kerugian pengecasan, tetapi ia tidak secara automatik menghasilkan kos seumur hidup terendah.
Penyelidikan yang membandingkan teknologi LDES yang baru muncul telah menekankan jejak tanah, kerugian terbiar, modulariti, kebolehskalaan, kecekapan, dan cara kos modal berubah mengikut tempoh. Teknologi kecekapan-yang lebih rendah masih boleh berdaya saing jika ia mempunyai kos kapasiti-tenaga yang sangat rendah, jangka hayat yang panjang, pelepasan-kendiri yang rendah atau kitaran tugas dengan kitaran tahunan yang agak sedikit.
Penempatan dan Pembenaran
Teknologi LDES boleh menjadi sangat khusus-tapak. Hidro pam memerlukan susunan topografi dan takungan yang sesuai. CAES bawah tanah mungkin bergantung pada gua garam atau geologi lain yang boleh diterima. Hidrogen mungkin memerlukan gua penyimpanan, pemampatan, saluran paip atau kapal khusus. Bateri aliran memerlukan tapak tangki dan tumbuhan. Sistem terma mungkin memerlukan media penyimpanan yang besar, penebat dan penyepaduan haba industri.
Kekangan tapak hendaklah disaring sebelum pemodelan kewangan terperinci. Jika tidak, pasukan projek boleh menghabiskan berbulan-bulan mengoptimumkan teknologi yang tidak boleh dibenarkan atau dibina secara realistik di lokasi tersebut.
Kematangan Teknologi dan Kebolehbankkan
Prestasi teknikal hanyalah sebahagian daripada kesediaan komersial. Pemberi pinjaman, penanggung insurans, pemilik dan kontraktor EPC juga boleh menilai sejarah operasi, kekuatan pembekal, syarat waranti, jaminan prestasi, kewajipan penggantian, bukti keselamatan, keupayaan perkhidmatan, rujukan projek dan{1}}kedalaman rantaian bekalan.
Ini adalah salah satu sebab teknologi matang boleh kekal menarik walaupun apabila alternatif yang muncul kelihatan lebih baik pada satu makmal atau metrik pemodelan.
Keselamatan dan Integrasi Sistem
Keperluan keselamatan berbeza mengikut kimia dan seni bina. Projek bateri memerlukan perlindungan tahap-dan sistem-sel yang sesuai, pengurusan haba, pengesanan, strategi penindasan, kawalan dan perancangan kecemasan. Hidrogen,-sistem terma suhu tinggi, udara bertekanan dan kerja awam yang besar, masing-masing memperkenalkan bahaya yang berbeza dan keperluan membenarkan.
Untuk projek bateri di pasaran yang menggunakan piawaian keselamatan AS, panduan tapak mengenaiPensijilan UL untuk BESSmenyediakan konteks tambahan. Pasukan projek masih perlu mengesahkan kod dan piawaian yang tepat yang diperlukan oleh pihak berkuasa tempatan yang mempunyai bidang kuasa.
Cara Memilih Teknologi Penyimpanan Tenaga -Tempoh Lama
- Tentukan masalah tenaga.
Nyatakan tugas dari segi operasi: shift tengah hari solar sepanjang malam, tutup puncak 12 jam, sokong mikrogrid jauh, sediakan tiga hari rizab, kurangkan pengehadan, atau bekalkan haba industri.
- Kira kuasa dan tenaga boleh guna.
Modelkan MW dan MWj yang diperlukan pada titik sambungan. Tentukan sama ada sistem mesti menyampaikan kuasa penuh untuk keseluruhan tempoh atau mengikut profil nyahcas berubah-ubah.
- Modelkan kitaran tugas.
Anggarkan kitaran setiap hari atau tahun, masa penyimpanan biasa sebelum pelepasan, kedalaman pelepasan, keperluan rizab dan jangkaan tempoh terbiar. Ekonomi berbasikal{1}harian sangat berbeza daripada penggunaan kecemasan atau bermusim.
- Kekangan tapak skrin.
Semak tanah, geologi, air, sambungan, semakan alam sekitar, kebakaran dan kehidupan-keperluan keselamatan, akses pengangkutan, saluran paip dan membenarkan duluan sebelum membuat penyenaraian pendek teknologi.
- Bandingkan keseluruhan-ekonomi kehidupan.
Gunakan rangka kerja kewangan biasa yang merangkumi peralatan kuasa, takungan tenaga, penyepaduan, pengecasan tenaga, kehilangan kecekapan, degradasi, penambahan, penggantian, O&M, pembiayaan, cukai, penyahtauliahan dan nilai baki jika berkaitan.
- Uji kebolehbankkan.
Semak kekuatan kewangan pembekal, kumpulan operasi, waranti, jaminan prestasi, tanggungjawab EPC,-perkhidmatan jangka panjang, alat ganti, insurans dan penerimaan pemberi pinjaman.
- Jalankan kes sensitiviti.
Uji perkara yang berlaku jika harga elektrik, penggunaan, kos pembiayaan, kecekapan, masa penggantian, kelewatan projek atau{0}}tempoh tenaga memerlukan perubahan. Ekonomi LDES amat sensitif terhadap kekerapan aset digunakan dan berapa banyak kapasiti tenaga sebenarnya diperlukan.
Salah Tanggapan Biasa Mengenai LDES
"LDES Adalah Sejenis Bateri"
Tidak. Bateri adalah satu keluarga teknologi LDES. Storan mekanikal, haba, graviti dan kimia juga boleh memberikan tenaga-tempoh yang lama.
"Apa-apa sahaja yang melebihi 10 jam adalah lebih baik secara automatik"
Tidak. Sepuluh jam ialah ambang DOE yang berguna, bukan jaminan nilai. Tempoh tambahan mencipta nilai hanya apabila grid atau pelanggan memerlukan tenaga tersimpan tambahan.
"Teknologi Paling Cekap Sentiasa Terbaik"
Tidak. Kecekapan mempengaruhi kos pengecasan, tetapi LCOS juga bergantung pada penggunaan, kitaran dan hayat kalendar,{1}}storan kos sederhana, O&M, penggantian, pembiayaan dan hayat projek.
"LDES Secara Automatik Menyediakan Kuasa Sandaran"
Tidak. Operasi sandaran bergantung pada seni bina elektrik, kawalan, pengasingan, perlindungan, simpanan-tenaga, keupayaan mula hitam-hitam jika diperlukan dan beban yang mesti kekal bertenaga.
"Litium-Ion Tidak Boleh Menjadi LDES"
Itu terlalu tegar. Litium-boleh dikonfigurasikan untuk operasi-panjang. Persoalannya ialah sama ada konfigurasi itu kekal kompetitif dari segi teknikal, kewangan dan operasi untuk kitaran tugas yang diperlukan.
Soalan Lazim
S: Berapa Jam Dikira Lama-Tempoh Simpanan Tenaga?
J: DOE pada masa ini mentakrifkan LDES sebagai storan yang mampu menyalurkan elektrik selama 10 jam atau lebih. Rangka kerja lain menggunakan ambang yang berbeza dan kajian perancangan mungkin membezakan antara-hari, berbilang-hari dan storan bermusim.
S: Apakah Perbezaan Antara Penyimpanan-Tempoh Pendek Dan Panjang-?
A: Perbezaan utama ialah berapa lama tenaga tersimpan yang boleh digunakan boleh menyokong kuasa nyahcas yang diperlukan. Tempoh yang lebih panjang turut mengubah struktur kos projek, strategi berbasikal, penempatan dan kepentingan relatif takungan tenaga berbanding peralatan-penukaran kuasa.
S: Apakah Teknologi Yang Digunakan Untuk LDES?
J: Keluarga utama termasuk litium-ion dan bateri lain, bateri aliran, kuasa hidro simpanan-dipam,-penyimpanan udara termampat, storan haba, sistem graviti, hidrogen dan pembawa tenaga kimia lain.
S: Bolehkah LDES Menyimpan Elektrik Selama Beberapa Hari?
A: Ya. Beberapa konsep storan mekanikal, terma dan kimia direka untuk-berbilang hari atau lebih lama lagi. Sama ada keupayaan itu menjimatkan bergantung pada tapak, medium storan, peralatan penukaran,-nyahcas sendiri dan kekerapan tenaga yang disimpan digunakan.
S: Apakah Teknologi Penyimpanan Tenaga Jangka-Tempoh Terbaik?
J: Tiada pilihan terbaik sejagat. Teknologi yang betul bergantung pada tempoh pelepasan, kuasa, kekerapan berbasikal, kekangan tapak, kecekapan, keselamatan, kematangan, kebolehbankkan dan keseluruhan-ekonomi kehidupan.
S: Bagaimanakah Teknologi LDES Perlu Dibandingkan?
J: Gunakan kitaran tugas biasa dan model kewangan. Bandingkan MWj, MW, tempoh, kecekapan-perjalanan pusingan, kitaran dan hayat kalendar, pelepasan-sendiri, tindak balas, jejak, penempatan, keselamatan, kematangan, penggantian, O&M dan LCOS yang boleh digunakan daripada membandingkan satu metrik tajuk.
Kesimpulan: Mulakan Dengan Perkhidmatan Tenaga yang Diperlukan
Penyimpanan tenaga jangka-panjang bukanlah perlumbaan untuk mengenal pasti satu kimia bateri yang menang. Ia adalah keluarga teknologi yang menyelesaikan masalah yang berbeza merentasi skala masa yang berbeza.
Projek yang direka bentuk untuk menggerakkan tenaga suria dari tengah hari hingga tengah malam pada asasnya berbeza daripada projek yang bertujuan untuk mengatasi kekurangan tiga-hari yang boleh diperbaharui. Yang pertama mungkin memilih sistem modular-kecekapan tinggi yang berkitar setiap hari. Yang kedua mungkin memberi nilai lebih pada kapasiti tenaga kos-rendah, nyahcas sendiri-rendah, takungan besar atau hayat simpanan yang sangat lama.
Oleh itu, projek LDES terkuat bermula dengan tiga nombor:kuasa yang diperlukan, tenaga yang boleh digunakan, dan tempoh yang diperlukan. Setelah ditakrifkan, pembangun boleh membandingkan teknologi pada faktor yang menentukan sama ada projek benar-benar boleh dibina, dibiayai, dikendalikan dan dibayar sepanjang hayatnya.