Che cosa è la soluzione di accumulo di energia tramite stringhe?

Nel contesto della neutralità carbonica, la costruzione di un nuovo sistema energetico basato su nuove fonti energetiche è diventata un obiettivo globale e l'accumulo di energia, in quanto elemento fondamentale, è diventato la chiave per promuovere la trasformazione della struttura energetica. Le diverse tecnologie di accumulo di energia incidono sulla sicurezza, l'efficienza, l'economicità e altri aspetti delle centrali elettriche ad accumulo, diventando gradualmente uno dei punti focali dell'attenzione del settore.

Questo articolo si concentrerà sull'analisi dei due principali percorsi tecnici nell'attuale campo dell'accumulo di energia, ovvero l'accumulo centralizzato e quello a stringa, e confronterà le due soluzioni da più punti di vista:

Struttura del sistema

L'accumulo di energia centralizzato ha solitamente una capacità e un volume elevati per dispositivo ed è assemblato in container. La struttura del sistema prevede che le batterie siano collegate in serie per formare un rack di batterie, e che più rack di batterie siano collegati in parallelo sul lato CC, per poi essere immessi in un inverter di accumulo di energia per convertirli in corrente alternata, che viene poi aumentata da un trasformatore e collegata alla rete.

L'accumulo di energia a stringa adotta generalmente un design modulare e l'apparecchiatura utilizza armadi di accumulo di energia a stringa intelligenti. L'apparecchiatura a singolo armadio è di piccole dimensioni, mentre più armadi di accumulo di energia formano un sottosistema di accumulo di energia, e più sottosistemi formano un sistema di accumulo di energia a stringa. La struttura del sistema prevede che le batterie del pacco batterie siano collegate in serie a formare un rack di batterie. Un rack di batterie singolo (ovvero una batteria in un armadio di accumulo di energia) è collegato a un convertitore di accumulo di energia (integrato nell'armadio di accumulo di energia) per convertirla in corrente alternata. Dopo che più armadi di accumulo di energia sono collegati in parallelo e la corrente alternata è convergente, vengono collegati al trasformatore per il boosting e alla rete elettrica.

Efficienza

Quando più rack sono collegati in parallelo sul lato CC di un sistema di accumulo di energia centralizzato, le differenze di resistenza interna tra i rack diventeranno sempre più evidenti nel funzionamento a lungo termine, causando circolazione tra i rack, generazione di calore e invecchiamento accelerato della batteria. È qui che si manifesta l'"effetto barile". L'incoerenza tra i rack fa sì che le prestazioni complessive del sistema siano limitate dal rack con le prestazioni più basse. L'attenuazione di capacità di un singolo rack influisce sulle prestazioni dell'intero cabinet e diventa sempre più evidente nel tempo, riducendo il ciclo di vita del sistema, influendo notevolmente sul volume di carica e scarica e sui ricavi durante l'intero ciclo di vita.

Non vi è alcuna connessione parallela sul lato CC del sistema di accumulo di energia di stringa e il PCS gestisce ogni rack separatamente, eliminando così il problema di disallineamento della consistenza delle celle causato dalla corrente circolante. Inoltre, il sistema non presenta alcun "effetto barile" tra i rack e il decadimento della capacità di un singolo rack influisce solo sulle prestazioni di un determinato rack, con un impatto minimo sulla carica e scarica del sistema. Il ciclo di vita del sistema è più lungo, il volume di carica e scarica durante l'intero ciclo di vita è maggiore e il tasso di rendimento è più elevato.

Sicurezza

La capacità di una singola cella del sistema di accumulo centralizzato è relativamente elevata, generalmente 3MWh~5MWh, ed è composta da 8~12 rack di batterie collegati in serie e in parallelo. Una volta che un singolo rack presenta un runaway termico, è molto facile che la scarica si estenda all'intero armadio, e anche la progettazione di più rack di batterie che condividono un sistema antincendio presenta alcuni rischi per la sicurezza. Un incidente può causare un incendio su larga scala.

Il sistema di accumulo di energia a stringa adotta una gestione termica a rack singolo per garantire una migliore uniformità di temperatura tra ogni pacco, il che non solo prolunga la durata della batteria, ma migliora anche la sicurezza del sistema; la configurazione antincendio utilizza un singolo rack come unità minima di controllo e isolamento. In caso di incidente, l'area del guasto viene rapidamente isolata e non interferisce con gli altri armadi di accumulo di energia, riducendo al minimo la portata dell'incidente e garantendo la sicurezza del personale e del sistema.

Flessibile

I sistemi di accumulo di energia centralizzati presentano le caratteristiche di elevata capacità e volume di un singolo dispositivo, elevata difficoltà di trasporto e requisiti elevati per il sito di installazione, pertanto i loro scenari applicativi sono limitati. A causa della progettazione della gestione multi-rack, è difficile combinare batterie vecchie e nuove e l'espansione della capacità o il rifornimento di energia devono essere effettuati in unità di cabine, il che comporta una scarsa flessibilità.

L'armadio batteria del sistema di accumulo di energia a stringa adotta un design modulare, con una potenza minima di 50 kW e può essere abbinato arbitrariamente per formare sistemi di diversa potenza e capacità; un singolo armadio è di piccole dimensioni, facile da trasportare e installare e adatto a una varietà di scenari applicativi come utenti industriali e commerciali, accumulo di energia condiviso, nuovo accumulo di distribuzione di energia e accumulo fotovoltaico e microreti diesel; il sistema supporta l'uso misto di batterie nuove e vecchie e può espandere o integrare in modo flessibile la potenza in base alle esigenze effettive, migliorando notevolmente la flessibilità e la manutenibilità del sistema.

Stabile

In un sistema di accumulo di energia centralizzato, un singolo contenitore è gestito da un sistema di gestione termica, che presenta una scarsa uniformità di temperatura e incide in modo significativo sulla stabilità del sistema. Inoltre, quando un singolo pacco o rack presenta un problema, l'intero armadio deve essere spento per l'ispezione, il che richiede molto tempo e manodopera per il funzionamento e la manutenzione, e incide notevolmente anche sui benefici dello scarico.

Il sistema di accumulo di energia a stringa adotta un efficiente sistema di gestione termica con un cluster e un sistema di gestione, che garantisce una buona uniformità di temperatura, una lunga durata della batteria e un funzionamento del sistema relativamente stabile. Un eventuale guasto a un singolo punto influirà solo sul funzionamento del cabinet difettoso, mentre gli altri cabinet senza guasti potranno funzionare normalmente, con un impatto minimo sul funzionamento dell'intero sistema.

Funzionamento e manutenzione

Il vano batteria del sistema di accumulo di energia centralizzato è ampio, il debug in loco del vano corrente è complesso e il ciclo di debug è lungo; lo spazio interno del contenitore è affollato, mancano canali di funzionamento e manutenzione e la manutenzione è difficile; quando il sistema si guasta, il produttore è generalmente costretto a recarsi sul posto per la manutenzione, i tempi di inattività del sistema sono lunghi e i costi di funzionamento e manutenzione sono elevati.

Il sistema di accumulo di energia a stringa gestisce un cluster alla volta e il singolo rack viene gestito e sottoposto a manutenzione come un tutt'uno; quando il sistema si guasta, può essere localizzato con precisione in un singolo rack, senza compromettere il funzionamento di altri armadi; quando il dispositivo nel sistema, come il PCS, si guasta, il personale addetto al funzionamento e alla manutenzione può sostituire la macchina di riserva in tempo, migliorare l'efficienza di funzionamento e manutenzione e risparmiare sui costi di funzionamento e manutenzione.