Shranjevanje energije v baterijah: vrste, aplikacije in proizvodni proces

Ker stopnja prodora obnovljive energije (kot sta vetrna in sončna) še naprej narašča, energetski sistemi vedno bolj zahtevajo prilagodljive rešitve za-shranjevanje velikega obsega. Med temi ima shranjevanje energije iz baterij pomembno vlogo pri uravnavanju ponudbe in povpraševanja, stabilizaciji omrežja in nižanju stroškov električne energije. Koncept domačega sistema za shranjevanje energije zajema sisteme, ki so zmožni shranjevati električno energijo v polnilnih baterijah in jo sprostiti, ko je to potrebno, s čimer se poveča prilagodljivost sistema.

Ta članek bo sistematično razpakiral industrijo s tremi ključnimi razsežnostmi-vrstami, aplikacijami in proizvodnim procesom stanovanjskega sistema za shranjevanje energije-, da bo bralcem pomagal hitro dojeti celotno sliko tega področja.

Na področju tehnologij shranjevanja hišni sistemi za shranjevanje solarnih baterij (BESS) spadajo v razred elektrokemičnih tehnologij shranjevanja, vendar jih je mogoče nadalje razdeliti na več kemičnih sistemov in tehničnih oblik. Spodaj so glavne vrste:

Litij{0}}ionske baterije: zaradi visoke energijske gostote, visoke učinkovitosti in hitrega odziva so trenutno ena najpogostejših vrst stanovanjskih sistemov za shranjevanje energije.
 
Običajno se uporabljajo v stanovanjskih, komercialnih in-aplikacijah na-omrežni ravni velikega obsega.

Svinčeve{0}}kislinske baterije:Zrela tehnologija z relativno nizkimi stroški, vendar v primerjavi z liti-ionskimi ponujajo nižjo energijsko gostoto in krajšo življenjsko dobo. Še vedno najdejo aplikacije v scenarijih-občutljivih stroškov, manj{3}}zmogljivosti ali rezervne-moči.

Pretočne baterije:Na primer vanadijeve redoks pretočne baterije. Njihova značilnost je v ločevanju energetske zmogljivosti (preko prostornine elektrolita) in moči (preko velikosti reaktorja). Zaradi tega so posebej primerni za-obsežne,-dolgotrajne aplikacije za shranjevanje.

Visoko{0}}natrijeve-žveplove baterije:Nekoliko poseben tip z visoko delovno temperaturo in primeren za zelo velike instalacije. Njihova globalna uvedba je razmeroma omejena v primerjavi z liti-ionskimi.

Druge napredne tehnologije:Vključno z nastajajočimi koncepti, kot so "Carnotove baterije" (elektrika → toplota → shranjevanje električne energije) in druge nove kemije. Čeprav so še v razvoju, kažejo na prihodnje možnosti za področje stenskega shranjevanja energije.

Od surovin do dostave končnega sistema, proizvodni tok domačega sistema za shranjevanje solarnih baterij vključuje več korakov-, od katerih je vsak ključnega pomena za delovanje, varnost in življenjsko dobo. Spodaj je pregled tipičnega postopka:

Izdelava celic:Aktivna priprava materiala (prevleka pozitivne/negativne elektrode, obdelava tokovnega zbiralnika). Celice sestavljajo z zlaganjem ali navijanjem pozitivne elektrode, separatorja, negativne elektrode. Sledi vbrizgavanje elektrolita, zapiranje celic in aktivacija (prvo polnjenje/praznjenje). Nato testiranje zmogljivosti, testiranje življenjske dobe, testiranje toplotne stabilnosti.

Sklop modula in baterijskega-paketa:Več celic je zaporedno/vzporedno povezanih v module, ki se nato sestavijo v baterijske pakete. Baterijski sklopi vključujejo sisteme za upravljanje toplote, elektroniko za nadzor/krmilenje (Battery Management System, BMS) in varnostne zaščitne naprave. Ključni koraki med sestavljanjem vključujejo sortiranje celic, sestavljanje modula, varjenje, pakiranje.

Sistemska integracija in namestitev:Baterijski sklopi, skupaj z inverterji/sistemi za pretvorbo energije (PCS), nadzornimi sistemi, protipožarnimi-sistemi in nadzornimi sistemi, so integrirani v celoten sistem domačega sistema za shranjevanje energije. Na tej stopnji se izvajajo-preizkusi na ravni sistema, kot so tovarniški sprejemljivi testi (FAT), varnostni testi in preskusi prilagajanja okolju.

Nadzor kakovosti in upravljanje varnosti:Od vhodnega pregleda surov{0}}materialov, upravljanja proizvodnega okolja 5S, standardizacije procesa do končnega izhodnega pregleda, vsak korak mora biti nadzorovan. Sistemi za shranjevanje še posebej poudarjajo požarno-zaščito, ublažitev toplotnega odtekanja, življenjsko dobo-to je treba upoštevati pri načrtovanju in proizvodnji.

Operacije namestitve, zagona in življenjskega cikla: Čeprav strogo gledano slednji niso "proizvodni" koraki, so namestitev, zagon, delovanje, vzdrževanje in na koncu recikliranje/upravljanje druge-življenjske dobe ključni deli celotnega življenjskega cikla sistema stanovanjskega sistema za shranjevanje energije.

Baterija za shranjevanje energijeje prešla iz faze »koncepta« v fazo »-aplikacije obsega«. Njegova vloga v elektroenergetskih sistemih, energetskem internetu, novih vrstah obremenitev (kot so podatkovni centri, industrijski parki, polnilne postaje) je vedno bolj izrazita. Z razumevanjem njegovih vrst, aplikacij in proizvodnega procesa lahko bolje izkoristite priložnosti na tem področju-bodisi pri razvoju tehnologije, izvajanju projektov ali zagotavljanju storitev.