12Ensemble PCBA du module de stockage d'énergie V à 220 V

Résumé exécutif

Systèmes de stockage d’énergie par batterie (BESS) peut être appliqué dans une variété d’applications, y compris la régulation de fréquence, réponse à la demande, report du report des infrastructures de transport et de distribution, intégration des énergies renouvelables, et micro-réseaux. Différentes technologies de batterie répondent à différentes applications, offrant divers avantages pour les services publics, Opérateurs de système indépendants (OIN), Organismes de transport régionaux (RTO), et services aux consommateurs. Ce rapport se concentre sur deux technologies majeures déployées: batteries lithium-ion et batteries à flux.

Même si chaque technologie a ses avantages et ses inconvénients, les batteries lithium-ion ont connu la croissance et la réduction de coûts les plus rapides, en partie à cause de la popularité des véhicules électriques. Les coûts des technologies de batteries lithium-ion et de batteries à flux devraient diminuer considérablement dans les années à venir.. Ces réductions de coûts, combiné avec des incitations politiques, entraînera une demande accrue de stockage sur batterie parmi les services publics, commercial et industriel (C&je) clients, et les consommateurs résidentiels, conduisant à une croissance soutenue du marché des batteries au cours des prochaines années. Une pénétration plus élevée de la production d’énergies renouvelables variables entraînera la nécessité de stocker l’électricité lorsqu’elle n’est pas nécessaire.. Par exemple, la production d'énergie éolienne culmine souvent à minuit, lorsque la demande est généralement faible. La capacité de stocker cette énergie pour l’utiliser pendant la journée, lorsque la demande est plus élevée, peut générer davantage d’énergie éolienne.. De la même manière, l'énergie solaire excédentaire générée pendant la journée peut être stockée pour être utilisée lorsque la demande est plus élevée la nuit.

Comme le soulignent les études de cas présentées dans ce rapport, certaines coopératives électriques déploient actuellement le BESS. L'intérêt pour le déploiement du stockage sur batterie augmente parmi les coopératives électriques et pourrait s'accélérer à mesure qu'elles acquièrent plus d'expérience., les coûts continuent de baisser, et les progrès technologiques améliorent les performances de la batterie. Des défis importants demeurent, y compris le développement de modèles commerciaux et financiers durables, surmonter les incertitudes liées aux performances techniques, déterminer des estimations de coûts complètes et fiables, garanties, et assurance, et intégrer le stockage par batterie aux systèmes utilitaires existants. Certains de ces défis seront résolus à mesure que la technologie mûrira naturellement., tandis que d’autres nécessiteront des efforts plus importants pour élaborer des plans ciblés, projets, outils, et ressources.

Module de stockage d'énergie (MES) Assemblage de circuits imprimés

Introduction

En raison de la nécessité constante d’équilibrer l’offre et la demande dans le système électrique, la production d'énergie en temps réel sur l'ensemble du réseau doit toujours s'adapter à l'évolution de la charge. L’émergence de systèmes de stockage d’énergie par batterie économiques à grande échelle (BESS) peut désormais devenir un contributeur majeur à ce processus d’équilibrage. L'industrie BESS évolue également pour améliorer les performances et les caractéristiques opérationnelles des nouvelles technologies de batteries..

Le stockage des services publics peut prendre plusieurs formes, avec un stockage hydraulique par pompage représentant environ 95% de la capacité de stockage actuelle. Au cours des dernières années, d'autres technologies telles que les batteries, volants, air comprimé, et les systèmes gravitaires locaux ont connu une forte augmentation de la recherche et du développement (R.&D) et déploiement. Ce rapport se concentre sur les batteries électrochimiques stationnaires. Cela couvre le BESS au niveau du service public, C&je, et niveaux résidentiels.

Soutien politique, demande accrue des services publics et des consommateurs, et la croissance des véhicules électriques (VÉ) ont tous contribué à réduire les coûts des batteries et à la croissance globale de la capacité BESS. Lithium-ion (lion) les batteries sont devenues la principale forme de nouvelles installations BESS, grâce à des réductions significatives des coûts des modules de batterie, bonnes caractéristiques de performance, flexibilité des applications, et une densité énergétique élevée.

Ce document fournit d'abord un aperçu des applications et technologies BESS électrochimiques fixes., avec un accent particulier sur les batteries lithium-ion et flow. Il présente ensuite les tendances récentes des coûts des batteries lithium-ion et à flux., suivi de l'examen de divers facteurs d'adoption et projections de croissance. Enfin, il fournit des exemples de coopératives électriques développant des BESS pour diverses applications.

Paysage technologique de stockage

Cette section décrit diverses applications de grille de BESS. A la fin du document, plusieurs exemples de ces applications au sein des réseaux coopératifs électriques sont fournis. Cette section présente également les principales technologies de batteries électrochimiques utilisées en interaction avec ou par les services publics..

Applications de grille

La plupart des projets BESS sont développés avec une application principale en tête. Cependant, une valeur supplémentaire peut être extraite en optimisant BESS pour plusieurs applications et cas d'utilisation. Cette idée est connue sous le nom d’empilement de valeurs. Il existe d'autres applications qui pourraient devenir plus importantes à l'avenir, mais les applications les plus courantes aujourd'hui incluent:

Gestion de la demande/Peak Shaving: Utiliser le stockage pour réduire la demande d’énergie pendant les périodes de pointe et recharger pendant les périodes creuses. Cela peut être mis en œuvre par les clients ou les sociétés de services publics.
Fiabilité/résilience du service électrique: Fournir une alimentation de secours en cas de panne, y compris l'intégration avec la génération distribuée.
Arbitrage énergétique: Acheter de l'électricité hors pointe à bas prix pour recharger le système de stockage, afin que l'énergie stockée puisse être utilisée ou vendue lorsque les prix de l'électricité sont élevés. C'est ce qu'on appelle parfois l'électricité à décalage temporel.
Régulation de fréquence de réponse rapide: Gérer le flux d'échange entre les zones de contrôle pour maintenir la fréquence dans les limites de tolérance. Ordonnance de la FERC 755 permet le stockage en option pour la régulation de fréquence, permettant des paiements premium pour la réponse rapide du stockage afin de maintenir la fréquence du système.
Microréseaux: Utilisation de générateurs dispatchables et non dispatchables, souvent combiné avec le stockage pour générer de l'énergie pour un groupe de charges locales qui peuvent être intentionnellement séparées du réseau plus vaste. Ceci est généralement fait à des fins de résilience énergétique ou d’optimisation économique..
Systèmes hors réseau: Applicable aux systèmes non connectés au réseau public. Ceux-ci vont des lampadaires solaires et des répéteurs micro-ondes au sommet des collines aux maisons individuelles., et même des communautés entières généralement situées dans des zones reculées ou rurales.
Raffermissement des énergies renouvelables: Combiner le stockage avec l’énergie éolienne ou solaire intermittente pour fournir un approvisionnement en électricité plus prévisible.
Report du système de transport/distribution: Reporter et/ou réduire la nécessité de créer de nouvelles capacités de production/distribution ou d'achat sur le marché de gros de l'électricité.. Les applications de distribution incluent le report des mises à niveau des transformateurs ou la reconduction des lignes..

Technologies de batterie

Les batteries lithium-ion et à flux sont actuellement les deux technologies les plus commercialement viables pour les BESS fixes.. Tableau 2.1 résume leurs caractéristiques, et le chiffre 2.1 montre l'installation de batteries lithium-ion.

Module de stockage d'énergie PCBA

Piles lithium-ion

Tableau 2.1: Résumé des caractéristiques des batteries lithium-ion et Flow

La grande majorité des systèmes de batteries à grande échelle installés aux États-Unis au cours des dernières années sont des batteries lithium-ion., principalement dû aux réductions de coûts et à la densité de puissance obtenues grâce à la fabrication de véhicules électriques. Les systèmes lithium-ion sont également populaires en raison de la polyvalence et de la flexibilité attendues des performances. (fournissant à la fois de l’énergie et de la puissance).

Les batteries lithium-ion peuvent adopter diverses compositions chimiques, les rendant attractifs pour les fournisseurs d’électricité, en particulier pour les applications nécessitant 4 heures ou durée de sortie plus courte. Lithium Nickel Manganèse Cobalt (NMC) les batteries constituent la chimie lithium-ion la plus largement utilisée dans les applications fixes. La chimie NMC présente des caractéristiques de performance équilibrées en termes d'énergie, pouvoir, coût, et cycle de vie. Cependant, LFP (Phosphate de fer et de lithium) les batteries sont devenues de plus en plus courantes. La hausse des prix du cobalt a entraîné le virage vers le LFP. Alors que LFP n'a pas la même densité énergétique que NMC, il réduit le risque d'inflammabilité.

La technologie au lithium présente un rendement aller-retour DC très élevé (généralement >85%), mais se dégrade chaque année avec une durée de vie de 10 à 15 années. Cependant, certains fournisseurs de batteries proposent actuellement des durées de vie supérieures à 20 années pour certaines substances chimiques.

Les batteries lithium-ion vont des jouets et des téléphones portables aux véhicules électriques et aux systèmes électriques à grande échelle jusqu'à 100 mégawatts ou plus. Bien qu'initialement utilisé uniquement pour des applications de courte durée telles que la régulation de fréquence ou le raffermissement des énergies renouvelables, ces batteries sont de plus en plus utilisées pour des durées plus longues (2 à 6 heures).

Nous soutenons les activités d'assemblage de circuits imprimés de modules de stockage d'énergie de 12 V à 220 V, UGPCB est une usine de services PCBA professionnelle à guichet unique, bienvenue pour en savoir plus sur notre entreprise.