يشارك قسم تخزين الطاقة في شركة Sungrow المصنعة للعاكس الكهروضوئي في حلول نظام تخزين طاقة البطارية (BESS) منذ عام 2006. وقد قام بشحن 3 جيجاوات ساعة من تخزين الطاقة عالميًا في عام 2021.
توسعت أعمالها في مجال تخزين الطاقة لتصبح مزودًا متكاملاً لنظام BESS الجاهز، بما في ذلك تقنية نظام تحويل الطاقة الداخلي (PCS) الخاص بشركة Sungrow.
تم تصنيف الشركة ضمن أفضل 10 شركات عالمية متخصصة في تكامل أنظمة BESS في المسح السنوي الذي تجريه IHS Markit للمجال لعام 2021.
تهدف إلى كل شيء بدءًا من المساحات السكنية وحتى المساحات الكبيرة - مع التركيز بشكل رئيسي على تخزين الطاقة الشمسية على نطاق المرافق - نسأل آندي ليسيت، مدير شركة Sungrow في المملكة المتحدة وأيرلندا، عن آرائه حول الاتجاهات التي قد تشكل الصناعة في السنوات القادمة.
ما هي بعض اتجاهات التكنولوجيا الرئيسية التي تعتقد أنها ستشكل نشر تخزين الطاقة في عام 2022؟
تعتبر الإدارة الحرارية لخلايا البطارية ذات أهمية حيوية لأداء وطول عمر أي نظام ESS.وباستثناء عدد دورات العمل وعمر البطاريات، فإن ذلك له التأثير الأكبر على الأداء.
يتأثر عمر البطاريات بشكل كبير بالإدارة الحرارية.كلما كانت الإدارة الحرارية أفضل، كلما زاد العمر الافتراضي مع زيادة القدرة القابلة للاستخدام.هناك طريقتان رئيسيتان لتكنولوجيا التبريد: تبريد الهواء والتبريد السائل، وتعتقد شركة Sungrow أن تخزين طاقة البطاريات المبردة بالسائل سيبدأ في السيطرة على السوق في عام 2022.
وذلك لأن التبريد السائل يمكّن الخلايا من الحصول على درجة حرارة أكثر اتساقًا في جميع أنحاء النظام مع استخدام طاقة مدخلات أقل، وإيقاف ارتفاع درجة الحرارة، والحفاظ على السلامة، وتقليل التدهور وتمكين الأداء الأعلى.
نظام تحويل الطاقة (PCS) هو القطعة الرئيسية من المعدات التي تربط البطارية بالشبكة، وتحول الطاقة المخزنة بالتيار المستمر إلى طاقة قابلة للنقل بالتيار المتردد.
وستؤثر قدرتها على توفير خدمات الشبكة المختلفة بالإضافة إلى هذه الوظيفة على النشر.بسبب التطور السريع للطاقة المتجددة، يستكشف مشغلو الشبكات القدرة المحتملة لـ BESS لدعم استقرار نظام الطاقة، ويقومون بطرح مجموعة متنوعة من خدمات الشبكة.
على سبيل المثال، [في المملكة المتحدة]، تم إطلاق نظام الاحتواء الديناميكي (DC) في عام 2020 وقد مهد نجاحه الطريق للتنظيم الديناميكي (DR)/الاعتدال الديناميكي (DM) في أوائل عام 2022.
وبصرف النظر عن خدمات التردد هذه، أطلقت شركة National Grid أيضًا مشروع Stability Pathfinder، وهو مشروع يهدف إلى إيجاد الطرق الأكثر فعالية من حيث التكلفة لمعالجة مشكلات الاستقرار على الشبكة.يتضمن ذلك تقييم القصور الذاتي ومساهمة الدائرة القصيرة للعاكسات القائمة على تشكيل الشبكة.ولا تساعد هذه الخدمات في بناء شبكة قوية فحسب، بل توفر أيضًا إيرادات كبيرة للعملاء.
لذا فإن وظيفة PCS في تقديم خدمات مختلفة ستؤثر على اختيار نظام BESS.
ستبدأ وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية المقترنة بالتيار المستمر + نظام ESS في لعب دور أكثر أهمية، حيث تتطلع أصول التوليد الحالية إلى تحسين الأداء.
تلعب PV وBESS دورًا مهمًا في التقدم نحو صافي الصفر.لقد تم استكشاف وتطبيق الجمع بين هاتين التقنيتين في الكثير من المشاريع.لكن معظمها متصل بالتيار المتردد.
يمكن للنظام المقترن بالتيار المستمر أن يوفر النفقات الرأسمالية للمعدات الأساسية (نظام العاكس/المحول، وما إلى ذلك)، ويقلل من البصمة المادية، ويحسن كفاءة التحويل ويقلل من تقليص إنتاج الطاقة الكهروضوئية في سيناريو ارتفاع نسب التيار المستمر/التيار المتردد، والتي يمكن أن تكون ذات فائدة تجارية .
ستجعل هذه الأنظمة الهجينة إنتاج الطاقة الكهروضوئية أكثر قابلية للتحكم والتوزيع مما سيزيد من قيمة الكهرباء المولدة.علاوة على ذلك، سيكون نظام ESS قادرًا على امتصاص الطاقة في أوقات رخيصة عندما يكون الاتصال زائدًا عن الحاجة، مما يؤدي إلى استنزاف أصول اتصال الشبكة.
ستبدأ أيضًا أنظمة تخزين الطاقة طويلة الأمد في الانتشار في عام 2022. كان عام 2021 بالتأكيد عام ظهور الطاقة الكهروضوئية على نطاق المرافق في المملكة المتحدة.السيناريوهات التي تناسب تخزين الطاقة على المدى الطويل بما في ذلك استهلاك الطاقة في أوقات الذروة، وسعة السوق؛تحسين نسبة استخدام الشبكة لتقليل تكاليف النقل؛تخفيف متطلبات الحمل الأقصى لتقليل الاستثمار في ترقية القدرات، وبالتالي تقليل تكاليف الكهرباء وكثافة الكربون.
يدعو السوق إلى تخزين الطاقة على المدى الطويل.ونعتقد أن عام 2022 سيبدأ عصر هذه التكنولوجيا.
سوف تلعب Hybrid Residential BESS دورًا مهمًا في ثورة إنتاج / استهلاك الطاقة الخضراء على مستوى الأسرة.نظام BESS السكني الهجين الآمن والفعال من حيث التكلفة والذي يجمع بين الطاقة الكهروضوئية للسقف والبطارية وعاكس التوصيل والتشغيل ثنائي الاتجاه لتحقيق شبكة منزلية صغيرة.ومع الارتفاع الكبير في تكاليف الطاقة واستعداد التكنولوجيا للمساعدة في إحداث التغيير، نتوقع تزايدًا سريعًا في هذا المجال.
نظام تخزين طاقة البطارية المبرد بالسائل ST2752UX الجديد من Sungrow مع حل اقتران AC-/DC لمحطات الطاقة على نطاق المرافق.الصورة: سنجرو.
ماذا عن السنوات من الآن وحتى عام 2030 - ما هي بعض الاتجاهات التقنية طويلة المدى التي تؤثر على النشر؟
هناك العديد من العوامل التي ستؤثر على نشر نظام تخزين الطاقة بين عامي 2022 و2030.
إن تطوير تقنيات خلايا البطاريات الجديدة التي يمكن وضعها موضع التنفيذ التجاري سيزيد من دفع طرح أنظمة تخزين الطاقة إلى الأمام.في الأشهر القليلة الماضية، شهدنا القفزة الهائلة في تكاليف المواد الخام للليثيوم مما أدى إلى زيادة أسعار أنظمة تخزين الطاقة.وهذا قد لا يكون مستداما اقتصاديا.
نتوقع أنه في العقد المقبل، سيكون هناك الكثير من الابتكارات في مجال تطوير البطاريات من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة.إن تحديد التقنيات التي ستصبح قابلة للتطبيق سوف يعتمد على تكلفة المواد الخام ومدى سرعة طرح المفاهيم الجديدة في السوق.
ومع زيادة سرعة نشر أنظمة تخزين طاقة البطاريات منذ عام 2020، يجب أن تؤخذ إعادة تدوير البطاريات بعين الاعتبار في السنوات القليلة المقبلة عند تحقيق "نهاية العمر الافتراضي".وهذا مهم جدًا للحفاظ على بيئة مستدامة.
هناك بالفعل العديد من المؤسسات البحثية التي تعمل على أبحاث إعادة تدوير البطاريات.إنهم يركزون على موضوعات مثل "الاستخدام المتتالي" (الاستفادة من الموارد بشكل تسلسلي) و"التفكيك المباشر".يجب تصميم نظام تخزين الطاقة بحيث يسمح بسهولة إعادة التدوير.
سيؤثر هيكل شبكة الشبكة أيضًا على نشر أنظمة تخزين الطاقة.في نهاية ثمانينيات القرن التاسع عشر، كانت هناك معركة للسيطرة على شبكة الكهرباء بين أنظمة التيار المتردد وأنظمة التيار المباشر.
فاز التيار المتردد، وهو الآن أساس شبكة الكهرباء، حتى في القرن الحادي والعشرين.ومع ذلك، فإن هذا الوضع آخذ في التغير، مع اختراق كبير لأنظمة الطاقة الإلكترونية منذ العقد الماضي.يمكننا أن نرى التطور السريع لأنظمة طاقة التيار المستمر من الجهد العالي (320 كيلو فولت، 500 كيلو فولت، 800 كيلو فولت، 1100 كيلو فولت) إلى أنظمة توزيع التيار المستمر.
قد يتبع تخزين طاقة البطارية هذا التغيير في الشبكة في العقد القادم أو نحو ذلك.
يعد الهيدروجين موضوعًا ساخنًا للغاية فيما يتعلق بتطوير أنظمة تخزين الطاقة المستقبلية.ليس هناك شك في أن الهيدروجين سوف يلعب دورا هاما في مجال تخزين الطاقة.ولكن خلال رحلة تطوير الهيدروجين، ستساهم التقنيات المتجددة الحالية أيضًا بشكل كبير.
توجد بالفعل بعض المشاريع التجريبية التي تستخدم PV+ESS لتوفير الطاقة للتحليل الكهربائي لإنتاج الهيدروجين.ستضمن ESS مصدر طاقة أخضر/غير منقطع أثناء عملية الإنتاج.
وقت النشر: 19 يوليو 2022