โครงการ

การจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเป็นเทคโนโลยีที่สร้างสมดุลระหว่างอุปสงค์และอุปทานในระบบโครงข่ายไฟฟ้า รูปแบบของการเก็บพลังงานไฟฟ้ามักจะไม่ได้จัดเก็บ "พลังงานไฟฟ้า" โดยตรง แต่ก่อนอื่นให้แปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานจลน์ (น้ำ) พลังงานศักย์ พลังงานเคมี และรูปแบบการจัดเก็บอื่น ๆ จากนั้นจึงแปลงกลับเป็นพลังงานไฟฟ้าเมื่อจำเป็น

การจัดเก็บพลังงานไฟฟ้านั้นไม่ใช่เทคโนโลยีเกิดใหม่ แต่จากมุมมองของอุตสาหกรรม มันเพิ่งเกิดขึ้นและยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น ความสมดุลแบบไดนามิกของแหล่งพลังงานและโหลดของระบบไฟฟ้า "เข้มงวด" แบบดั้งเดิมเริ่มยากขึ้นเรื่อยๆ ในการรักษา ในอนาคตระบบไฟฟ้าจะต้องมี "ความยืดหยุ่น" เพียงพอในการปรับตัวให้เข้ากับ New Normal ของพลังงานหมุนเวียนที่มีสัดส่วนสูง ในกระบวนการเปลี่ยนแปลงนี้ การจัดเก็บพลังงานได้กลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีสนับสนุนที่สำคัญสำหรับระบบพลังงานทดแทนที่มีสัดส่วนสูงในอนาคต เนื่องจากความสามารถในการแยกการผลิตและการใช้ไฟฟ้าออกจากเวลาและอวกาศ

1、คำอธิบายยอดนิยม

เทคโนโลยีการเก็บพลังงานไฟฟ้าเป็นเทคโนโลยีในการกักเก็บพลังงานไฟฟ้า ในระบบไฟฟ้า การผลิตและการใช้ไฟฟ้าจะดำเนินการไปพร้อมๆ กัน และปริมาณมีความสมดุล แต่ปริมาณการใช้ไฟฟ้ามักจะผันผวนอยู่เสมอ และต้องคำนึงถึงความเป็นไปได้ที่อุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าขัดข้องด้วย ดังนั้นกำลังการผลิตของอุปกรณ์ผลิตไฟฟ้าที่นำไปใช้งานในระบบจึงมักจะสูงกว่าปริมาณการใช้ไฟฟ้า จึงสามารถกักเก็บไฟฟ้าส่วนเกินไว้ปรับเปลี่ยนและนำไปใช้ได้เมื่อไฟฟ้าสำรองเพิ่มขึ้น วิธีการจัดเก็บพลังงาน ได้แก่ การจัดเก็บแบบปั๊ม การจัดเก็บแบตเตอรี่ การจัดเก็บแบบตัวนำยิ่งยวด การจัดเก็บแบบล้อช่วยแรงแบบกลไก การจัดเก็บแบบอากาศอัด ฯลฯ การจัดเก็บแบบแบบปั๊มเป็นวิธีที่พบได้บ่อยที่สุด

พลังงานที่เก็บไว้สามารถใช้เป็นพลังงานฉุกเฉินได้ เช่นเดียวกับการกักเก็บพลังงานระหว่างโหลดกริดต่ำและพลังงานเอาท์พุตระหว่างโหลดกริดสูงเพื่อการโกนสูงสุดและการเติมหุบเขา ช่วยลดความผันผวนของกริด

การจัดเก็บพลังงานเป็นองค์ประกอบสำคัญของระบบไฟฟ้าในอนาคตและเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ การจัดเก็บพลังงานสามารถบรรลุการประยุกต์ใช้พลังงานแบบกะเวลา ลดความไม่สม่ำเสมอของลมและแสง และผลิตกระแสไฟฟ้าได้ทันที โดยการโกนและถมหุบเขาก็สามารถสร้างรายได้ได้ การมีเพศสัมพันธ์แบบเรียลไทม์ระหว่างแหล่งจ่ายไฟและอุปสงค์สามารถเปลี่ยนเป็นการมีเพศสัมพันธ์ข้ามเวลา ช่วยเพิ่มความสมดุลของพลังงาน บรรลุการประยุกต์ใช้พลังงานความหนาแน่นต่ำและพลังงานที่ผันผวนที่มีความหนาแน่นสูงและควบคุมได้ บรรลุผลของแหล่งพลังงานทั่วไป และกลายเป็น แหล่งพลังงานที่แข่งขันได้

2、บทนำทางเทคนิค

การจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าหมายถึงกระบวนการจัดเก็บพลังงานผ่านตัวกลางหรืออุปกรณ์และปล่อยออกมาเมื่อจำเป็น

3. การจัดเก็บพลังงานขนาดเล็กและการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่

การจัดเก็บพลังงานขนาดเล็ก: การจัดเก็บพลังงานที่จุดสิ้นสุดของกระบวนการใช้พลังงานที่มีปริมาณน้อย มีข้อกำหนดด้านความปลอดภัยสูง และความคุ้มค่าต่ำ มุ่งเน้นไปที่การย่อขนาดและการพัฒนาความปลอดภัย และได้รับความนิยมในด้านต่างๆ เช่น แบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือ แบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้า และเหตุฉุกเฉิน แหล่งจ่ายไฟ

การจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่: การจัดเก็บพลังงานมุ่งเน้นไปที่ด้านอุปทาน โดยมีปริมาณมากและความต้องการประสิทธิภาพด้านต้นทุนสูง โดยมุ่งเน้นที่การพัฒนาไปสู่ความคุ้มทุน

4. วิธีการกักเก็บพลังงาน

4.1 การจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่

โดยทั่วไปแบตเตอรี่ตะกั่วกรดมักใช้ในการใช้งานที่มีกำลังสูง โดยส่วนใหญ่จะใช้เพื่อกักเก็บพลังงานส่วนเกินในแหล่งพลังงานฉุกเฉิน ยานพาหนะไฟฟ้า และโรงไฟฟ้า การใช้งานที่ใช้พลังงานต่ำยังสามารถใช้แบตเตอรี่แห้งแบบชาร์จไฟได้ เช่น แบตเตอรี่นิกเกิลไฮโดรเจน แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน เป็นต้น

แบตเตอรี่วานาเดียมโฟลว์ทั้งหมดเป็นแบตเตอรี่กักเก็บพลังงานขนาดใหญ่ที่แปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้าโดยการเปลี่ยนแปลงสถานะวาเลนซ์ของไอออนวานาเดียม ดังนั้นจึงจัดเก็บและปล่อยแรงที่เกิดจากลมหรือพลังงานแสงอาทิตย์ โดยทั่วไปจะเรียกว่า "ธนาคารพลังงาน" ในอุตสาหกรรม อุตสาหกรรมแบตเตอรี่วานาเดียมที่ใช้สำหรับการโกนจุดสูงสุดของโรงไฟฟ้าและการจัดเก็บพลังงานลมในประเทศที่พัฒนาแล้ว เช่น สหรัฐอเมริกาและญี่ปุ่น กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว และเทคโนโลยีโดยพื้นฐานแล้วมีความสมบูรณ์ เมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียม ข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของแบตเตอรี่วานาเดียมโฟลว์ทั้งหมดก็คือ แบตเตอรี่ไม่ไหม้หรือระเบิด

4.2 การจัดเก็บพลังงานของตัวเก็บประจุ

ตัวเก็บประจุยังเป็นส่วนประกอบในการกักเก็บพลังงาน และพลังงานไฟฟ้าที่เก็บไว้จะเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของความจุไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วต่อ: E=C * U * U/2 การจัดเก็บพลังงานแบบคาปาซิทีฟนั้นง่ายต่อการบำรุงรักษาและไม่ต้องใช้ตัวนำยิ่งยวด สิ่งสำคัญอีกประการหนึ่งของการจัดเก็บพลังงานแบบคาปาซิทีฟคือความสามารถในการจ่ายพลังงานสูงในทันที ทำให้เหมาะมากสำหรับการใช้งาน เช่น เลเซอร์และไฟแฟลช

ซุปเปอร์คาปาซิเตอร์หรือที่รู้จักกันในชื่อตัวเก็บประจุไฟฟ้าเคมีเป็นอุปกรณ์กักเก็บพลังงานรูปแบบใหม่ที่วางอยู่ระหว่างตัวเก็บประจุแบบเดิมกับแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ ของพวกเขาโครงสร้างจะคล้ายกับแบตเตอรี่ โดยส่วนใหญ่ประกอบด้วยอิเล็กโทรดคู่ อิเล็กโทรไลต์ ตัวสะสมกระแสไฟฟ้า และตัวแยกกระแสไฟฟ้า มีข้อได้เปรียบ เช่น ความหนาแน่นของพลังงานสูง อายุการใช้งานยาวนาน ประสิทธิภาพที่อุณหภูมิต่ำที่ดี ความปลอดภัย ความน่าเชื่อถือ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าทนไดอิเล็กทริกต่ำ จึงมีกระแสรั่วไหล ซึ่งจำกัดการเก็บพลังงานและเวลาในการกักเก็บ ปัจจุบันซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ส่วนใหญ่ใช้ตัวเก็บประจุสองชั้นที่มีอิเล็กโทรดคาร์บอน/อินเทอร์เฟซอิเล็กโทรไลต์ที่มีรูพรุน หรือตัวเก็บประจุเสมือนที่สร้างโดยออกไซด์ของโลหะหรือโพลีเมอร์นำไฟฟ้าเพื่อให้เกิดการจัดเก็บพลังงาน

5. สถานการณ์การใช้งาน

5.1 ด้านแหล่งจ่ายไฟ

เอาต์พุตที่ราบรื่น: ดูดซับความผันผวนของการผลิตพลังงานหมุนเวียนหรือปรับกำลังส่งออกของการผลิตพลังงานหมุนเวียนให้ราบรื่น

ติดตามแผนการผลิตไฟฟ้า: ติดตามการผลิตพลังงานหมุนเวียนที่เพิ่มขึ้นเพื่อช่วยในการผลิตพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ ทำให้เป็นแหล่งพลังงานที่ปรับเปลี่ยนได้บางส่วนและปรับปรุงความสามารถในการควบคุม

ในพื้นที่การผลิตพลังงานหมุนเวียนที่มีการเจาะทะลุสูง การจัดเก็บพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ส่วนเกินเพื่อลดการสูญเสียพลังงาน และเพิ่มการซึมผ่านและการประหยัดของพลังงานหมุนเวียน

พลังงานที่เก็บไว้สามารถใช้เป็นข้อมูลสำรองแบบหมุนเวียนสำหรับการจัดกำหนดการโครงข่ายไฟฟ้าได้ตลอดเวลา ซึ่งช่วยลดปริมาณการสำรองข้อมูลสำหรับการผลิตไฟฟ้าแบบเดิมๆ และปรับปรุงประสิทธิภาพ

5.2 ด้านการส่งกำลัง

ลดแรงกดดันต่อหน่วยการโกนสูงสุดและการควบคุมความถี่ ให้บริการเสริมการโกนสูงสุดและการควบคุมความถี่สำหรับโครงข่ายไฟฟ้า และชำระเงินตามผลการควบคุม

อุปกรณ์กักเก็บพลังงานที่สร้างขึ้นในสถานที่ที่แตกต่างกันและหลายแห่งสามารถทำหน้าที่เป็นบริการเสริม เพิ่มประสิทธิภาพการไหลของพลังงาน ลดหรือแก้ไขการโอเวอร์โหลดและความแออัดของสาย และลดการสูญเสียของสายและเครือข่าย

ชะลอการก่อสร้างและดำเนินการสายการผลิตใหม่

เมื่อเกิดการรบกวนหรืออุบัติเหตุในระบบโครงข่ายไฟฟ้า การจัดเก็บพลังงานสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานควบคุมได้ เพื่อช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพด้านความปลอดภัยและเสถียรภาพของโครงข่ายไฟฟ้า และเพิ่มขอบเขตการทำงานที่ปลอดภัยของโครงข่ายไฟฟ้า นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานสำรองฉุกเฉินหรือแหล่งพลังงานสตาร์ทสีดำสำหรับโครงข่ายไฟฟ้า

5.3 ด้านการกระจายสินค้า

สำหรับไมโครกริดที่เป็นอิสระหรือเชื่อมต่อกับกริด อุปกรณ์กักเก็บพลังงานจะกลายเป็นอุปกรณ์ที่ขาดไม่ได้เพื่อรักษาการทำงานปกติและมีเสถียรภาพของไมโครกริด สามารถใช้เพื่อปรับความถี่ของไมโครกริด รักษาความเสถียรของความถี่ในระหว่างกระบวนการเปลี่ยนแปลง และใช้สำหรับการจัดการพลังงานในระยะยาว

วิธีการปรับเปลี่ยนที่จำเป็นวิธีหนึ่งสำหรับเครือข่ายการกระจายแบบแอคทีฟคือการปรับปรุงความสามารถของเครือข่ายการกระจายในการดูดซับแหล่งพลังงานแบบกระจาย และรับประกันคุณภาพไฟฟ้าเพื่อให้แน่ใจว่าเครือข่ายการกระจายทำงานภายในช่วงที่ปลอดภัย

อุปกรณ์จัดเก็บพลังงานแบบเคลื่อนที่สามารถขนส่งอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานไปยังพื้นที่ไฟฟ้าดับได้อย่างรวดเร็ว และเชื่อมต่อกับโครงข่ายในกรณีที่ไฟฟ้าดับในระดับภูมิภาค เพื่อลดระยะเวลาไฟฟ้าดับและปรับปรุงความน่าเชื่อถือของแหล่งจ่ายไฟ

5.4 ด้านผู้ใช้

ผู้ใช้สามารถใช้อุปกรณ์กักเก็บพลังงานและเวลาที่ใช้ราคาไฟฟ้าเพื่อเปลี่ยนเวลาและวิธีการใช้ไฟฟ้า เพื่อลดปริมาณไฟฟ้าสูงสุดและปริมาณไฟฟ้าในหุบเขา และลดค่าไฟฟ้า

สำหรับผู้ใช้บางรายที่ต้องการความน่าเชื่อถือสูง ผลที่ตามมาของการหยุดชะงักของแหล่งจ่ายไฟนั้นร้ายแรงอย่างยิ่ง โดยจำเป็นต้องติดตั้งอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานจำนวนหนึ่งเป็นแหล่งพลังงานสำรอง (หรือแหล่งพลังงานสำรอง)

เมื่อรถยนต์ไฟฟ้าเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า ก็สามารถทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์กักเก็บพลังงานได้ โดยใช้ฟังก์ชันของ V2G เพื่อตอบสนองความต้องการ และคืนพลังงานที่เก็บไว้ภายในรถยนต์ไฟฟ้ากลับไปยังโครงข่ายเมื่อจำเป็น

ระบบกักเก็บพลังงานยังสามารถนำไปใช้กับระบบการจัดการพลังงานในบ้านและอาคารได้อีกด้วย