Представьте себе город, где свет остается ярким даже когда солнечный свет угасает и ветер утихает, где фабрики продолжают бушуть без перерыва.системы хранения энергии сетиНо как именно работают эти системы и какой трансформационный потенциал они имеют для нашего энергетического будущего?
Хранение в сети: резервуар энергии
Системы хранения энергии (ESS) функционируют как электрические резервуары. Они хранят энергию (из электроэнергии или возобновляемых источников) в периоды низкого спроса и выпускают ее при необходимости,удовлетворение различных потребностей в электроэнергии в разные периоды времениESS играет ключевую роль в поддержании стабильности сети и повышении энергоэффективности, часто используется наряду с электростанциями для повышения экономической выгоды.
Различные технологии хранения: широкий спектр решений
В настоящее время пять первичных технологий хранения доминируют в коммерческих приложениях в Соединенных Штатах, ранжируемых по общей производственной мощности по состоянию на 2022 год:
- Насосывая гидро:Самая зрелая крупномасштабная технология, насосная гидроэнергия использует электричество для перемещения воды между резервуарами на разных высотах, генерируя энергию при выпуске через турбины.
- Батарейка:Быстро развивающиеся литий-ионные системы хранят энергию посредством электрохимических реакций, обеспечивая гибкость и снижение затрат.
- Тепловое солнечное хранилище:Этот метод преобразует солнечный свет в тепло, которое впоследствии используется для производства электроэнергии, устраняя прерывистость солнечной энергии.
- Сжатый воздух:Сохраняя под землей воздух под давлением, эта технология позволяет выпускать энергию в больших масштабах с помощью генерации турбин.
- Подвижные колеса:Эти высокоскоростные вращающиеся системы отличаются быстрой реакцией, что делает их идеальными для регулирования частоты.
Появившиеся технологии, такие как суперконденсаторы, сверхпроводящие магнитные накопители и системы на основе водорода, показывают многообещающее развитие.использование электроэнергии в непик для создания льда для нужд охлаждения в дневное время.
Показатели мощности: мощность против энергии
Системы хранения оцениваются на основе двух ключевых измерений:
- Мощность:Максимальная мгновенная мощность (измеряется в Вт, кВт, МВт или ГВт)
- Энергетическая мощность:Общая запасаемая/выпускаемая энергия (измеряется в Wh, kWh, MWh или GWh)
Управление энергетической информации США (EIA) классифицирует системы по мощности:
- В больших масштабах:Мощность ≥1 МВт, в основном принадлежащая коммунальным предприятиям для услуг сети
- Маломасштабные:Мощность < 1 МВт, обычно принадлежащая пользователю с солнечными установками
Как вторичные источники энергии, системы хранения потребляют больше энергии во время зарядки, чем при разрядке.ОВОС отражает как валовую выработку (фактическая выработка), так и чистую выработку (выпуск за вычетом сборов/операционных потерь), при этом чистые показатели, как правило, отрицательны, чтобы избежать двойного подсчета.
Ландшафт хранения в США (2022)
| Технологии | Устройства | Мощность (МВт) | Энергия (МВтч) | Валовая генерация (МВтч) | Чистая генерация (МВтч) |
|---|---|---|---|---|---|
| Насосная гидро | 40-152 | 22,008 | Никаких | 22,459,700 | - Шесть.033,905 |
| Хранение на батарее | 403-429 | 8,842 | 11,105 | 2,913,805 | - 539,294 |
| Солнечно-термальные | 2-3 | 405 | Никаких | Никаких | Никаких |
| Сжатый воздух | 1-2 | 110 | 110 | Никаких | 57 |
| Колеса | 4-5 | 47 | 17 | Никаких | 0 |
Насосные гидростанции по-прежнему доминируют по мощности и производительности, в то время как аккумуляторные батареи демонстрируют быстрый рост.
Применение и польза
Системы хранения обеспечивают многогранную ценность для всей энергетической экосистемы:
- Стабильность сетки:Быстрый ответ на колебания спроса и предложения поддерживает частоту и качество электроэнергии
- Управление нагрузкойПереход потребления с пиковых на непиковые периоды снижает затраты и напряжение инфраструктуры
- Интеграция возобновляемых источников:Сглаживание периодической генерации от ветра/солнечной энергии улучшает совместимость сети
- Отсрочка инфраструктуры:Задержка дорогостоящих модернизаций сети в районах с высоким уровнем роста
- Запасная мощность:Критическое снабжение во время отключений для предприятий и учреждений
- Включение микросети:Поддержка независимых или гибридных энергетических систем
Заявки делятся на две временные категории:
- Краткосрочные:Ответ в минутном масштабе для регулирования частоты
- Суточный цикл:Переход энергии по часовой шкале для управления нагрузкой
Профили развертывания технологий
Насосная гидро
40 насосных гидростанций Америки (всего 22 008 МВт) в первую очередь удовлетворяют потребность в летнем охлаждении.в пяти штатах 61% национальной мощности.
Хранение на батарее
Системы батарей в масштабе коммунальных услуг достигли 8,842 МВт / 11,105 МВт / ч к 2022 году, причем только в этом году было добавлено 4,807 МВт.Литий-ион доминирует из-за эффективности и быстрого реагирования, с 207 объектами, расположенными рядом с возобновляемыми источниками энергии (преимущественно солнечными).
Маломасштабные батареи
Системы мощностью менее 1 МВт в 2021 году составили 1 094 МВт в 42 штатах, причем 71% из них связаны с установками солнечных батарей.
Сохранение солнечной тепловой энергии
Две действующие установки (в общей сложности 450 МВт) используют хранилище расплавленной соли, возглавляемое установкой Солана в Аризоне мощностью 280 МВт.
Сжатый воздух
Электростанция McIntosh в Алабаме мощностью 110 МВт остается единственным действующим объектом, использующим хранилище соляной пещеры с добавлением природного газа.
Колеса
Четыре операционных системы (47 МВт в общей сложности) специализируются на регуляции частоты, в Нью-Йорке / Пенсильвании имеется мощность 40 МВт.
Перспективы на будущее
Промышленность хранения данных демонстрирует заметный рост, особенно для аккумуляторов:
- 22До 2026 года планируется создать 255 МВт новых батарей
- 13881 МВт совместно с солнечными проектами
- Проект сжатого воздуха мощностью 317 МВт в Техасе
Причины роста включают в себя расширение возобновляемых источников энергии, государственные стимулы и изменение рыночных структур.672 МВт гидропроектов на рассмотрении с 47В 21 штате на стадии предварительного разрешения находится 960 МВт.
По мере снижения затрат и развития технологий, накопление энергии будет становиться краеугольным камнем устойчивых сетей, работающих на возобновляемых источниках энергии.более эффективные энергетические системы для будущих поколений.
