Gids voor commerciële energieopslagsystemen

Wat zijn commerciële batterijopslagsystemen?

Batterij van 100 kWhEn200 kWh batterijCommerciële batterijopslagsystemen zijn geavanceerde energieopslagoplossingen die zijn ontworpen om elektriciteit uit verschillende bronnen op te slaan en vrij te geven. Ze functioneren als grootschalige powerbanks en maken gebruik van batterijpakketten in containers om de energiestroom effectief te beheren. Deze systemen zijn verkrijgbaar in verschillende maten en configuraties om te voldoen aan de specifieke behoeften van verschillende toepassingen en klanten.

Het modulaire ontwerp vancommerciële batterijopslagsystemenmaakt schaalbaarheid mogelijk, met opslagcapaciteiten die doorgaans variëren van 50 kWh tot 1 MWh. Deze flexibiliteit maakt ze geschikt voor een breed scala aan bedrijven, waaronder kleine en middelgrote ondernemingen, scholen, ziekenhuizen, benzinestations, winkels en industriële faciliteiten. Deze systemen helpen bij het beheren van de energievraag, zorgen voor back-upstroom tijdens stroomuitval en ondersteunen de integratie van hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- en windenergie.

De flexibiliteit van modulaire ontwerpen zorgt ervoor dat deze systemen kunnen worden aangepast aan specifieke energiebehoeften, waardoor een kosteneffectieve oplossing wordt geboden voor het verbeteren van de energie-efficiëntie en betrouwbaarheid in verschillende sectoren.

Componenten van commerciële energieopslagsystemen en hun toepassingen

Commerciële energieopslagsystemenbestaan ​​uit verschillende belangrijke componenten, die elk een specifieke rol spelen om aan verschillende toepassingsbehoeften te voldoen. Hier volgt een gedetailleerde beschrijving van deze componenten en hun specifieke toepassingen in praktijkscenario's:

1. Batterijsysteem:
   • Kerncomponent: Het batterijsysteem bestaat uit individuele batterijcellen die elektrische energie opslaan. Lithium-ionbatterijen worden vaak gebruikt vanwege hun hoge energiedichtheid en lange levensduur.
   • Toepassingen: Bij peak shaving en load shifting laadt het accusysteem op tijdens periodes van lage elektriciteitsvraag en ontlaadt het opgeslagen energie tijdens piekvraag, waardoor de energiekosten effectief worden verlaagd.
2. Batterijbeheersysteem (BMS):
   • Functie: Het BMS bewaakt de status en prestatieparameters van de accu, zoals spanning, temperatuur en laadstatus, waardoor een veilige en efficiënte werking wordt gegarandeerd.
   • Toepassingen: Bij back-upstroom- en microgrid-toepassingen zorgt het BMS ervoor dat het batterijsysteem stabiele noodstroom kan leveren tijdens stroomuitval, waardoor de bedrijfscontinuïteit wordt gewaarborgd.
3. Omvormer of stroomconversiesysteem (PCS):
   • Functie: Het PCS zet de gelijkstroom die is opgeslagen in het batterijsysteem om in wisselstroom die nodig is voor het elektriciteitsnet of de belastingen, terwijl de uitgangsspanning en de stroomkwaliteit stabiel blijven.
   • Toepassingen: In op het elektriciteitsnet aangesloten systemen maakt het PCS een bidirectionele energiestroom mogelijk, waarbij belastingverdeling en netfrequentiecontrole worden ondersteund om de betrouwbaarheid en stabiliteit van het net te verbeteren.
4. Energiemanagementsysteem (EMS):
   • Functie: Het EMS optimaliseert en beheert de energiestroom binnen het opslagsysteem, in coördinatie met het elektriciteitsnet, belastingen en andere energiebronnen. Het voert taken uit zoals peak shaving, load shifting en energiearbitrage.
   • Toepassingen: Bij de integratie van hernieuwbare energie verbetert het EMS de voorspelbaarheid en stabiliteit van zonne- en windenergie door het gebruik en de opslag van energie te optimaliseren.
5. Bidirectionele omvormer:
   • Functie: Bidirectionele omvormers maken indien nodig energie-uitwisseling mogelijk tussen het batterijsysteem en het elektriciteitsnet, waardoor flexibel energiebeheer en autonome werking tijdens netstoringen worden ondersteund.
   • Toepassingen: In microgrids en stroomvoorziening in afgelegen gebieden zorgen bidirectionele omvormers voor systeemautonomie en werken ze samen met het hoofdnet om de betrouwbaarheid en duurzaamheid van de stroomvoorziening te verbeteren.
6. Transformator:
   • Functie: Transformatoren passen het uitgangsspanningsniveau van het batterijsysteem aan aan de eisen van het elektriciteitsnet of de belastingen, waardoor een efficiënte energietransmissie en systeemstabiliteit worden gegarandeerd.
   • Toepassingen: In grootschalige industriële en commerciële energietoepassingen optimaliseren transformatoren de efficiëntie van de energietransmissie en de operationele stabiliteit van het systeem door de juiste spanningsafstemming te bieden.
7. Beveiligingsapparaten:
   • Functie: Beveiligingsapparaten bewaken en reageren op spanningspieken, kortsluitingen en andere netafwijkingen binnen het systeem, waardoor een veilige werking wordt gegarandeerd en schade aan de apparatuur tot een minimum wordt beperkt.
   • Toepassingen: In netwerkintegratie en omgevingen met snelle belastingveranderingen beschermen beveiligingsapparatuur het batterijsysteem en het elektriciteitsnet, waardoor de onderhoudskosten en operationele risico's worden verminderd.
8. Koelsystemen:
   • Functie: Koelsystemen zorgen voor optimale bedrijfstemperaturen voor batterijen en omvormers, waardoor oververhitting en prestatievermindering worden voorkomen, waardoor systeemstabiliteit op de lange termijn wordt gegarandeerd.
   • Toepassingen: In omgevingen met hoge temperaturen en hoge ontladingsbelastingen zorgen koelsystemen voor de noodzakelijke warmteafvoercapaciteit, waardoor de levensduur van de apparatuur wordt verlengd en de energie-efficiëntie wordt geoptimaliseerd.
9. Geavanceerde besturingssystemen:
   • Functie: Geavanceerde besturingssystemen kunnen worden geïntegreerd met EMS en BMS om de werking en prestaties van het gehele energieopslagsysteem te bewaken en te optimaliseren.
   • Toepassingen: In grootschalige commerciële en industriële toepassingen verbeteren geavanceerde besturingssystemen de reactiesnelheid van het systeem en de operationele efficiëntie door middel van realtime gegevensanalyse en beslissingsondersteuning.

Deze componenten en hun toepassingen demonstreren de cruciale rollen en praktische toepassingen van commerciële energieopslagsystemen in modern energiebeheer. Door deze technologieën en strategieën effectief in te zetten, kunnen bedrijven energiebesparingen realiseren, de CO2-uitstoot terugdringen en de betrouwbaarheid en duurzaamheid van hun stroomvoorziening vergroten.

Soorten commerciële energieopslagsystemen

1. Mechanische opslag: Maakt gebruik van fysieke bewegingen of krachten om energie op te slaan. Voorbeelden zijn onder meer hydro-elektriciteit met pompaccumulatie (PSH), energieopslag met perslucht (CAES) en energieopslag met vliegwiel (FES).
2. Elektromagnetische opslag: Gebruikt elektrische of magnetische velden om energie op te slaan. Voorbeelden zijn onder meer condensatoren, supercondensatoren en supergeleidende magnetische energieopslag (SMES).
3. Thermische opslag: Slaat energie op als warmte of koude. Voorbeelden hiervan zijn gesmolten zout, vloeibare lucht, cryogene energieopslag (CES) en ijs/watersystemen.
4. Chemische opslag: Zet energie om en slaat deze op via chemische processen, zoals waterstofopslag.
5. Elektrochemische opslag: Betreft batterijen die energie opslaan en vrijgeven via elektrochemische reacties. Lithium-ionbatterijen zijn het meest voorkomende type dat in commerciële omgevingen wordt gebruikt vanwege hun hoge efficiëntie en energiedichtheid.

Elk type opslagsysteem heeft zijn unieke voordelen en beperkingen, waardoor ze geschikt zijn voor verschillende toepassingen en operationele vereisten.

Toepassingen van commerciële energieopslagsystemen

Commerciële energieopslagsystemen hebben diverse toepassingen die economische voordelen opleveren en bijdragen aan bredere energie- en milieudoelstellingen. Deze toepassingen zijn gericht op zowel kostenbesparingen als verbetering van de operationele efficiëntie. Hier is een gedetailleerd overzicht:

1. Piekscheren:

   Verlaagt de vraagkosten door opgeslagen energie te ontladen tijdens perioden met een grote vraag naar energie. Commerciële energieopslagsystemen maken opgeslagen energie vrij tijdens piekperioden in de vraag naar elektriciteit, waardoor de vraagkosten voor bedrijven worden verlaagd. Dit is met name gunstig voor faciliteiten met een hoge piek-gemiddelde-verhouding of voor faciliteiten die onderhevig zijn aan hoge vraagkosten, zoals scholen, ziekenhuizen, benzinestations, winkels en industrieën.

2. Laden verschuiven:

   Slaat energie op tijdens periodes van lage elektriciteitsprijzen en voert deze af wanneer de prijzen hoog zijn, waardoor kosten worden bespaard voor klanten die op het moment van gebruik zijn. Deze systemen slaan overtollige energie op tijdens periodes van lage elektriciteitsprijzen en voeren deze af tijdens piekperiodes. Dit biedt klanten voordelen op het gebied van gebruikstijd of realtime prijzen. Een hotel op Hawaï gebruikte bijvoorbeeld een lithium-ionbatterijsysteem van 500 kW/3 MWh om de elektriciteitsbelasting van overdag naar 's nachts te verschuiven, waardoor jaarlijks $275.000 werd bespaard.

3. Hernieuwbare integratie:

   Verbetert het gebruik van hernieuwbare energiebronnen door overtollige energie op te slaan en deze vrij te geven wanneer dat nodig is. Commerciële energieopslagsystemen slaan overtollige zonne- of windenergie op en geven deze vrij tijdens de piek in de vraag naar energie of wanneer de opwekking van hernieuwbare energie laag is. Dit vermindert de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen en verlaagt de uitstoot van broeikasgassen. Bovendien stabiliseert het het elektriciteitsnet, waardoor de betrouwbaarheid en veiligheid ervan wordt verbeterd.

4. Back-upstroom:

   Zorgt voor noodstroom tijdens netstoringen, waardoor de bedrijfscontinuïteit en operationele veerkracht worden gewaarborgd. Deze systemen bieden back-upstroom tijdens netstoringen of noodsituaties, waardoor kritieke faciliteiten zoals ziekenhuizen, datacenters en industriële faciliteiten operationeel blijven. Deze mogelijkheid is van cruciaal belang voor faciliteiten die zich geen stroomonderbrekingen kunnen veroorloven.

5. Microgrid:

   Werkt als een onafhankelijk energiesysteem of in combinatie met het hoofdnet, waardoor de betrouwbaarheid wordt vergroot en de uitstoot wordt verminderd. Commerciële energieopslagsystemen zijn een integraal onderdeel van microgrids en werken onafhankelijk of zijn aangesloten op het hoofdnet. Microgrids verbeteren de betrouwbaarheid van het lokale elektriciteitsnet, verminderen de uitstoot en vergroten de energieonafhankelijkheid en flexibiliteit van de gemeenschap.

Deze toepassingen leveren niet alleen directe economische voordelen op, maar dragen ook bij aan bredere energie- en milieudoelstellingen, zoals het verminderen van de CO2-uitstoot en het verbeteren van de netstabiliteit. Commerciële energieopslagsystemen creëren, door de energie-efficiëntie te verbeteren en de operationele risico's te verminderen, concurrentievoordelen en kansen voor duurzame ontwikkeling in zowel commerciële ondernemingen als gemeenschappen.

Capaciteit van commerciële energieopslagsystemen

Commerciële energieopslagsystemen variëren doorgaans van 50 kWh tot 1 MWh en voorzien in verschillende commerciële en gemeentelijke behoeften. De capaciteitskeuze is afhankelijk van de specifieke toepassing en de vereiste prestatiemaatstaven.

Een nauwkeurige beoordeling van de energiebehoeften en een zorgvuldige planning zijn essentieel om de optimale opslagcapaciteit voor een bepaalde toepassing te bepalen, waarbij zowel de kosteneffectiviteit als de operationele efficiëntie worden gegarandeerd.

Voordelen van commerciële energieopslagsystemen

1. Veerkracht
   Commerciële energieopslagsystemen bieden cruciale back-upstroom tijdens stroomstoringen, zodat de activiteiten zonder onderbrekingen kunnen worden voortgezet. Dit is vooral van vitaal belang voor faciliteiten zoals ziekenhuizen, datacenters en fabrieken waar stroomonderbrekingen tot aanzienlijke financiële verliezen kunnen leiden of de veiligheid in gevaar kunnen brengen. Door tijdens netstoringen een betrouwbare stroombron te bieden, helpen deze systemen de bedrijfscontinuïteit te behouden en gevoelige apparatuur te beschermen tegen stroomschommelingen.
2. Kostenbesparingen
   Een van de belangrijkste financiële voordelen van commerciële energieopslagsystemen is de mogelijkheid om het energieverbruik te verschuiven van piek- naar dalperioden. De elektriciteitskosten zijn vaak hoger tijdens de piekuren, dus het opslaan van energie tijdens de daluren, wanneer de tarieven lager zijn, en het gebruik ervan tijdens de piekuren kan aanzienlijke kostenbesparingen opleveren. Bovendien kunnen bedrijven deelnemen aan vraagresponsprogramma's, die financiële prikkels bieden voor het verminderen van het energieverbruik tijdens perioden met veel vraag. Deze strategieën verlagen niet alleen de energierekening, maar optimaliseren ook het energieverbruik.
3. Hernieuwbare integratie
   Het integreren van commerciële energieopslagsystemen met hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- en windenergie vergroot hun effectiviteit en betrouwbaarheid. Deze opslagsystemen kunnen overtollige energie opvangen die wordt opgewekt tijdens perioden met een hoge hernieuwbare productie en deze opslaan voor gebruik wanneer de opwekking laag is. Dit maximaliseert niet alleen het gebruik van hernieuwbare energie, maar vermindert ook de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen, wat leidt tot een lagere uitstoot van broeikasgassen. Door het intermitterende karakter van hernieuwbare energie te stabiliseren, faciliteren opslagsystemen een soepelere en duurzamere energietransitie.
4. Netvoordelen
   Commerciële energieopslagsystemen dragen bij aan de stabiliteit van het elektriciteitsnet door schommelingen in vraag en aanbod in evenwicht te brengen. Zij leveren ondersteunende diensten zoals frequentieregeling en spanningsondersteuning, die cruciaal zijn voor het behoud van de operationele integriteit van het net. Bovendien verbeteren deze systemen de veiligheid van het elektriciteitsnet door extra lagen van veerkracht te bieden tegen cyberaanvallen en natuurrampen. De inzet van energieopslagsystemen ondersteunt ook de economische groei door banen te creëren in de productie, installatie en onderhoud, terwijl de ecologische duurzaamheid wordt bevorderd door verminderde emissies en het verbruik van hulpbronnen.
5. Strategische voordelen

   Energie-efficiëntie: Door het energieverbruik te optimaliseren en afval te verminderen, helpen opslagsystemen bedrijven een hogere energie-efficiëntie te bereiken, wat kan leiden tot lagere operationele kosten en een kleinere ecologische voetafdruk.

   Operationele risicoreductie: Het hebben van een betrouwbare back-upstroombron vermindert het risico op operationele verstoringen als gevolg van stroomuitval, waardoor potentiële financiële verliezen worden geminimaliseerd en de algehele bedrijfsstabiliteit wordt verbeterd.

Levensduur van commerciële energieopslagsystemen

De levensduur van commerciële energieopslagsystemen varieert per technologie en gebruik. Algemene bereiken zijn onder meer:

• Lithium-ionbatterijen: 8 tot 15 jaar
• Redoxflow-batterijen: 5 tot 15 jaar
• Waterstofopslagsystemen: 8 tot 15 jaar

Het implementeren van geavanceerde monitoring- en diagnosetools kan potentiële problemen helpen voorspellen en voorkomen, waardoor de operationele levensduur van energieopslagsystemen verder wordt verlengd.

Hoe een commercieel energieopslagsysteem te ontwerpen volgens de toepassingseisen

Het ontwerpen van een commercieel energieopslagsysteem is een complex proces dat verschillende belangrijke stappen en technologische keuzes omvat om ervoor te zorgen dat het systeem effectief voldoet aan de toepassingsvereisten en prestatiecriteria.

1. Toepassingsscenario's identificeren:

   Primaire services definiëren: De eerste stap bestaat uit het specificeren van de belangrijkste diensten die het systeem zal leveren, zoals peak shaving, load shifting en back-upstroom. Verschillende toepassingen kunnen op maat gemaakte energieopslagoplossingen vereisen.

2. Prestatiestatistieken definiëren:

   Vermogens- en energielabels: Bepaal de maximale capaciteit voor vermogensverwerking en energieopslag die het systeem nodig heeft.

   Efficiëntie: Houd rekening met de energieomzettingsefficiëntie van het systeem om verliezen tijdens de energieoverdracht te minimaliseren.

   Cyclus leven: Evalueer de verwachte levensduur van laad-ontlaadcycli per dag, week of jaar, cruciaal voor de kosteneffectiviteit.

3. Technologie selecteren:

   Opslagtechnologieën: Kies op basis van prestatiegegevens geschikte opslagtechnologieën zoals lithium-ionbatterijen, loodzuurbatterijen, flowbatterijen of energieopslag met perslucht. Elke technologie biedt unieke voordelen en is geschikt voor verschillende operationele behoeften. Lithium-ionbatterijen bieden bijvoorbeeld een hoge energiedichtheid en een lange levensduur, waardoor ze ideaal zijn voor energieopslag op de lange termijn.

4. Systeemontwerp:

   Configuratie en integratie: Ontwerp de fysieke lay-out en elektrische aansluitingen van het systeem om effectieve interactie met het elektriciteitsnet, andere energiebronnen en belastingen te garanderen.

   Controle en beheer: Integreer systemen zoals batterijbeheersystemen (BMS), energiebeheersystemen (EMS) en omvormers om optimale systeemprestaties te behouden. Deze systemen balanceren spanning, temperatuur, stroom, laadstatus en algehele systeemgezondheid.

5. Systeemevaluatie:

   Prestatietesten: Voer uitgebreide tests uit om de prestaties van het systeem onder verschillende belasting- en netomstandigheden te valideren.

   Betrouwbaarheidsgarantie: Beoordeel de betrouwbaarheid en stabiliteit van het systeem op de lange termijn, inclusief temperatuurbeheer, voorspellingen van de levensduur van de batterij en mogelijkheden voor respons op noodsituaties.

   Analyse van economische voordelen: Analyseer de algehele economische voordelen van het systeem, waaronder energiebesparingen, lagere elektriciteitskosten, deelname aan netwerkdiensten (bijvoorbeeld vraagrespons) en een langere levensduur van de netwerkinfrastructuur.

Het ontwerpen van commerciële energieopslagsystemen vereist een holistische afweging van technologische, economische en omgevingsfactoren om ervoor te zorgen dat het systeem de verwachte prestaties en rendementen levert tijdens bedrijf.

Kosten en baten berekenen

De Levelized Cost of Storage (LCOS) is een veelgebruikte maatstaf die wordt gebruikt om de kosten en waarde van energieopslagsystemen te evalueren. Het houdt rekening met de totale levensduurkosten gedeeld door de totale energieproductie tijdens de levensduur. Het vergelijken van LCOS met potentiële inkomstenstromen of kostenbesparingen helpt bij het bepalen van de economische haalbaarheid van een opslagproject.

Integratie met fotovoltaïsche energie

Commerciële batterijopslagsystemen kunnen worden geïntegreerd met fotovoltaïsche (PV) systemen om zonne-plus-opslagoplossingen te creëren. Deze systemen slaan overtollige zonne-energie op voor later gebruik, waardoor het eigen energieverbruik wordt vergroot, de vraagkosten worden verlaagd en betrouwbare back-upstroom wordt geleverd. Ze ondersteunen ook netwerkdiensten zoals frequentieregulering en energiearbitrage, waardoor ze een kosteneffectieve en milieuvriendelijke optie zijn voor bedrijven.

Conclusie

Commerciële energieopslagsystemen worden steeds levensvatbaarder en aantrekkelijker naarmate de technologische vooruitgang en ondersteunend beleid worden geïmplementeerd. Deze systemen bieden aanzienlijke voordelen, waaronder kostenbesparingen, verbeterde veerkracht en verbeterde integratie van hernieuwbare energiebronnen. Door de componenten, toepassingen en voordelen te begrijpen, kunnen bedrijven weloverwogen beslissingen nemen om het volledige potentieel van commerciële energieopslagsystemen te benutten.

Kamada Power OEM ODM aangepaste commerciële energieopslagsystemen, Neem contact op met Kamada Powervoor een offerte aanvragen