ذخیره‌سازی انرژی طولانی- (LDES): فناوری‌ها و موارد استفاده

ذخیره‌سازی انرژی طولانی- (LDES) به سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی اشاره دارد که می‌توانند الکتریسیته را در مدت زمان طولانی به جای چند دقیقه یا چند ساعت تحویل دهند. وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) در حال حاضر LDES را به عنوان ذخیره سازی با قابلیت تحویل برق برای آن تعریف می کند10 ساعت یا بیشتر. سایر چارچوب‌های تحقیق، سیاست و بازار از مرزهای متفاوتی استفاده می‌کنند، بنابراین مدت زمان باید به‌عنوان یک الزام پروژه در نظر گرفته شود تا یک برچسب جهانی.

سوال عملی این نیست که آیا یک فناوری "بهترین فناوری LDES" است یا خیر. این است که آیا یک سیستم ذخیره‌سازی می‌تواند برق مورد نیاز را برای مدت زمان مورد نیاز، با هزینه قابل قبول{1} عمر، در سایت موجود، با مشخصات ریسکی که پروژه می‌تواند تامین مالی و بهره‌برداری کند، تامین کند.

این راهنما خانواده‌های اصلی فناوری LDES را مقایسه می‌کند، توضیح می‌دهد که چگونه مدت زمان محاسبه می‌شود، نشان می‌دهد که ذخیره‌سازی طولانی‌تر کجا می‌تواند ارزش ایجاد کند، و یک چارچوب تصمیم‌گیری برای تاسیسات، توسعه‌دهندگان تجدیدپذیر، ریزشبکه‌ها و کاربران انرژی صنعتی ارائه می‌دهد.

ذخیره انرژی طولانی- چیست؟

LDES یک سیستم ذخیره انرژی است که برای تخلیه انرژی ذخیره شده برای مدت طولانی طراحی شده است. تعریف برنامه فعلی DOE از آستانه استفاده می کند10 ساعت یا بیشتر. با این حال، آزمایشگاه ملی شمال غرب اقیانوس آرام (PNNL)، خاطرنشان می‌کند که ذخیره‌سازی طولانی مدت با یک مرز ثابت در صنعت و تحقیقات تعریف نمی‌شود. به همین دلیل است که تعداد دقیق ساعات باید با مشکل عملیاتی مرتبط باشد.

DOE همچنین از یک چارچوب توزیع گویا استفاده می‌کند که فضای ذخیره‌سازی را به برنامه‌های کوتاه-مدت، بین-روز، چند-روزه و فصلی تفکیک می‌کند. در آن چارچوب، ذخیره‌سازی کوتاه مدت- 0 تا 10 ساعت، LDES بین-روزانه 10 تا 36 ساعت، LDES چند روزه 36 تا 160 ساعت است و جابجایی فصلی بالای 160 ساعت شروع می‌شود. این باندها برای برنامه ریزی سیستم مفید هستند، اما محدودیت های فناوری جهانی نیستند.

برای خوانندگانی که به تمایز واضح تری بین انرژی و انرژی ذخیره شده نیاز دارند، سایتراهنمای کیلووات در مقابل کیلووات ساعتهمین رابطه را در مقیاس کوچکتر توضیح می دهد.

مدت زمان ذخیره انرژی چگونه محاسبه می شود؟

مدت زمان ذخیره سازی ظرفیت انرژی قابل استفاده سیستم را به توان تخلیه آن متصل می کند:

مدت زمان ذخیره سازی=ظرفیت انرژی قابل استفاده (MWh) ÷ قدرت تخلیه (MW)

به عنوان مثال، پروژه ای با 1000 مگاوات ساعت انرژی قابل استفاده و توان تخلیه 100 مگاوات دارای مدت زمان نظری:

1000 مگاوات ساعت ÷ 100 مگاوات=10 ساعت

این محاسبه ساده یک نقطه شروع است، نه تضمین عملکرد کامل. مدت زمان واقعی عملیات را می توان تحت تأثیر وضعیت{1}}محدودیت-شارژ، بارهای کمکی، تلفات تبدیل، دما، تخریب، حداقل سطوح عملیاتی، و اینکه آیا پروژه باید حاشیه ذخیره را حفظ کند یا خیر.

این تمایز در هنگام تدارکات اهمیت دارد. یک پروژه باید موارد مورد نیاز را مشخص کندقابل استفادهمگاوات ساعت در سطح توان مربوطه و شرایط عملیاتی به جای تکیه بر یک رقم اسمی انرژی در پلاک نام.

چرا ذخیره انرژی طولانی-نیاز است؟

مورد LDES ناشی از عدم تعادل انرژی است که بیشتر از زمانی که ذخیره سازی کوتاه مدت معمولی می تواند از نظر اقتصادی یا عملیاتی پوشش دهد، طول می کشد. تولید خورشیدی می تواند در اواسط روز از تقاضا فراتر رود و پس از غروب خورشید به صفر برسد. خروجی باد می تواند برای چندین ساعت یا در برخی سیستم ها چندین روز ضعیف باقی بماند. سایت‌های صنعتی و ریزشبکه‌ها همچنین ممکن است نیاز به پل زدن قطعی‌ها یا محدودیت‌های سوخت داشته باشند که فراتر از یک پنجره معمولی چهار ساعت{4} ساعت باتری است.

تغییر انرژی های تجدیدپذیر فراتر از اوج عصر

یک باتری چهار ساعته ممکن است برای حرکت در اواخر{1}}بعد از ظهر خورشیدی تا عصر مناسب باشد. اگر شیفت مورد نیاز در طول شب یا صبح روز بعد ادامه یابد، پروژه به ظرفیت انرژی بسیار بیشتری برای همان خروجی مگاوات نیاز دارد. اینجاست که فن‌آوری‌هایی با هزینه ظرفیت کمتر{4}}انرژی، عمر چرخه طولانی، یا مخازن بزرگ می‌توانند رقابتی‌تر شوند.

منطق عملیاتی مشابهی در مورد آن صدق می کندجابجایی بار با ذخیره انرژی: ارزش ذخیره سازی به شکل و مدت بار و گسترش قیمت بستگی دارد، نه صرفاً به نصب مگاوات ساعت بیشتر.

ظرفیت پشتیبانی و قابلیت اطمینان شبکه

هنگامی که تولید متغیر کم است، سیستم های قدرت به ظرفیت قابل اعتماد کافی برای پاسخگویی به تقاضا نیاز دارند. LDES می‌تواند زمانی که یک دوره بار خالص-بالا بیشتر از یک پیک کوتاه طول می‌کشد کمک کند، اما مقدار ظرفیت به سیستم محلی، همبستگی آب و هوا، انتقال، قوانین بازار و احتمال اینکه انرژی ذخیره‌شده همچنان در صورت نیاز در دسترس باشد، بستگی دارد.

بنابراین مدت زمان طولانی تر تنها زمانی مفید است که مشکل سیستم واقعا طولانی باشد. یک دارایی 20 ساعته ارزش اضافی ایجاد نمی کند اگر برنامه به طور مداوم فقط به چهار ساعت نیاز داشته باشد.

کاهش محدودیت منابع تجدیدپذیر

ذخیره سازی می تواند الکتریسیته ای را جذب کند که در غیر این صورت محدود می شود و بعداً آن را تخلیه می کند. این فرصت زمانی مهم تر می شود که دوره های مازاد عرضه انرژی های تجدیدپذیر و تقاضای بالا با ساعت های زیادی از هم جدا شوند. شرکت‌هایی که این مورد استفاده را در نظر می‌گیرند، باید LDES را در کنار گسترش انتقال، تقاضای انعطاف‌پذیر، تغییرات تولید، و ذخیره‌سازی کوتاه‌تر متداول{2}}به جای اینکه ذخیره‌سازی را تنها گزینه در نظر بگیرند، ارزیابی کنند.

انعطاف پذیری برای ریزشبکه ها و بارهای بحرانی

مدت زمان ذخیره انرژی طولانی‌تر می‌تواند شبکه‌های راه دور، تأسیسات صنعتی، دانشگاه‌ها، مراکز داده و زیرساخت‌های حیاتی را در طول وقفه‌های طولانی پشتیبانی کند. این به خودی خود قابلیت پشتیبان گیری ایجاد نمی کند. یک طراحی ارتجاعی همچنین به اینورترها یا تجهیزات تبدیل توان مناسب، کنترل‌ها، قابلیت جزیره‌سازی، حفاظت، استراتژی شروع سیاه-در صورت لزوم، و سیاست ذخیره تعریف‌شده نیاز دارد.

برای معماری سطح{0}سایت، به راهنمای آن مراجعه کنیدطراحی سیستم ذخیره سازی باتری میکروگرید.

انواع اصلی ذخیره انرژی طولانی مدت{{0}

LDES چندین خانواده فناوری را در بر می گیرد. برنامه Storage Innovations 2030 DOE رویکردهای الکتروشیمیایی، مکانیکی، حرارتی و شیمیایی را ارزیابی می‌کند، در حالی که پروژه P1679.5 در حال انجام IEEE در حال توسعه راهنمایی برای ارزیابی عینی فناوری‌های ذخیره‌سازی طولانی-در کاربردهای ثابت است. از آگوست 2026، P1679.5 یک استPAR فعالاستاندارد نهایی IEEE منتشر نشده است.

باتری های جریان

باتری های جریان، مواد فعال را در الکترولیت های مایع که در مخازن خارجی نگهداری می شوند ذخیره می کنند و آنها را از طریق پشته های الکتروشیمیایی به گردش در می آورند. معماری آنها می تواند به تجهیزات انرژی و توان اجازه دهد که به طور مستقل نسبت به بسیاری از سیستم های باتری معمولی مقیاس شوند. جریان ردوکس وانادیوم بهترین-شیمی تجاری شناخته شده است، اما سایر شیمی های آبی و غیرآبی نیز در دست توسعه هستند.

این جدایی بین مخزن انرژی و پشته نیرو برای ذخیره‌سازی ثابت طولانی مدت جذاب است، به‌ویژه زمانی که دوچرخه‌سواری مکرر و عمر طولانی اهمیت دارد. معاوضه‌ها-شامل پمپ‌ها، مخازن، مدیریت الکترولیت، ردپا، یکپارچه‌سازی سیستم، و زنجیره تأمینی است که نسبت به یون لیتیوم- بالغ نیست.

در ارزیابی جریان-باتری DOE در سال 2023، یک سیستم جریان وانادیوم 100 مگاوات/10{5}}ساعت مرجع از یک فرض راندمان رفت و برگشتی 65 درصد-و بر اساس الکترولیت 10000 چرخه استفاده کرد. اینها ورودی‌های ارزیابی هستند، نه مشخصات فروشنده جهانی، اما نشان می‌دهند که چرا عمر چرخه و مقیاس‌بندی ظرفیت انرژی می‌تواند به اندازه حداکثر بازده در اقتصاد LDES مهم باشد.

پمپ‌شده-انرژی آبی ذخیره‌سازی

نیروگاه آبی ذخیره‌سازی پمپ شده (PSH) آب را بین مخازن در ارتفاعات مختلف حرکت می‌دهد. از برق برای پمپاژ آب به سمت بالا استفاده می شود. هنگامی که برق مورد نیاز است، آب از طریق توربین ها برای تولید برق باز می گردد.

PSH شناخته‌شده‌ترین فناوری ذخیره‌سازی طولانی‌مدت-مقیاس- است. DOE گزارش می‌دهد که ذخیره‌سازی پمپ‌شده در حال حاضر سهم غالب ظرفیت ذخیره‌سازی-مقیاس انرژی-در ایالات متحده را نشان می‌دهد و آن را به‌عنوان فناوری تجاری‌سازی‌شده غالب برای ذخیره‌سازی طولانی مدت- توصیف می‌کند. مقایسه استاندارد شده 100 مگاوات/10-ساعت PNNL تقریباً 80 درصد از راندمان رفت و برگشت{14}}و یک فرضیه عمر تقویمی 60 ساله برای PSH استفاده کرد.

محدودیت مکان یابی است. یک پروژه از نظر فنی جذاب هنوز به ارتفاع مناسب، پیکربندی مخزن، استراتژی آب، شرایط ژئوتکنیکی، دسترسی انتقال، بررسی محیطی، و جدول زمانی توسعه نیاز دارد که می تواند بسیار طولانی تر از باتری های مدولار باشد.

برای یک مثال در مقیاس مشخص، ایستگاه ذخیره‌سازی پمپی شهرستان باث کانتی Dominion Energy در ویرجینیا دارای 3003 مگاوات ظرفیت تولید است و از سال 1985 به صورت تجاری فعالیت می‌کند. این مقیاس و طول عمر ممکن با PSH، و همچنین زیرساخت‌های عمرانی خاص سایت را نشان می‌دهد.

ذخیره‌سازی انرژی هوای فشرده-

ذخیره‌سازی انرژی هوای فشرده-(CAES) از الکتریسیته برای فشرده‌سازی هوا برای ذخیره‌سازی استفاده می‌کند و بعداً آن هوا را از طریق فرآیند تولید برق گسترش می‌دهد. برخی از طرح‌ها از غارهای نمکی زیرزمینی یا دیگر تشکل‌های زمین‌شناسی مناسب استفاده می‌کنند، در حالی که مفاهیم جدیدتر کشتی‌های جایگزین یا چرخه‌های ترمودینامیکی پیشرفته را دنبال می‌کنند.

CAES می تواند ظرفیت انرژی زیاد و عمر عملیاتی طولانی را ارائه دهد، اما مشخصات اقتصادی و زیست محیطی آن به شدت به طراحی کارخانه بستگی دارد. سیستم‌های دیاباتیک مرسوم ممکن است از سوخت در حین تخلیه استفاده کنند، در حالی که مفاهیم پیشرفته آدیاباتیک یا همدما با هدف کاهش یا اجتناب از آن نیاز هستند. ذخیره سازی زمین شناسی همچنین می تواند مکان یابی را به یک محدودیت تعیین کننده تبدیل کند.

ذخیره سازی انرژی حرارتی

ذخیره‌سازی حرارتی انرژی را به گرما یا سرما تبدیل می‌کند و آن را در موادی مانند نمک‌های مذاب، سنگ‌ها، ماسه، آب، مواد تغییر فاز- یا سایر رسانه‌ها ذخیره می‌کند. انرژی حرارتی ذخیره شده را می توان مستقیماً برای گرمای صنعتی، انرژی منطقه، سرمایش یا تبدیل مجدد به برق استفاده کرد.

استفاده مستقیم حرارتی می تواند به ویژه جذاب باشد زیرا از تبدیل غیر ضروری به برق جلوگیری می کند. ذخیره‌سازی حرارتی برق-به-الکتریسیته می‌تواند طولانی‌تر-کاربردهای شبکه را ارائه دهد، اما راندمان و پیکربندی نیروگاه به‌طور قابل ملاحظه‌ای بر اساس فناوری متفاوت است. به همین دلیل، "بازده ذخیره سازی حرارتی" هرگز نباید به عنوان یک عدد جهانی ذکر شود.

ذخیره سازی هیدروژن و سایر مواد شیمیایی

الکتریسیته می تواند از طریق الکترولیز به هیدروژن تبدیل شود، ذخیره شود و بعداً در پیل سوختی، توربین، موتور، فرآیند صنعتی یا سایر موارد استفاده نهایی مورد استفاده قرار گیرد. حامل‌های انرژی شیمیایی زمانی که مدت زمان ذخیره‌سازی بسیار طولانی می‌شود یا زمانی که ارزش‌های پروژه علاوه بر ذخیره‌سازی الکتریسیته از بخش‌های مختلف استفاده می‌کنند، اهمیت دارند.

معامله اصلی-بازده تبدیل است. مقایسه استاندارد PNNL در سال 2022 حدود 31% راندمان رفت و برگشت را برای پیکربندی ذخیره‌سازی هیدروژن دو طرفه، بسیار کمتر از لیتیوم- یا هیدروژن پمپ شده، استفاده کرد. مزیت بالقوه کارایی نیست. توانایی ذخیره مقادیر زیاد انرژی برای دوره های طولانی زمانی که محیط ذخیره سازی و زیرساخت مناسب باشد.

لیتیوم-یون و باتری های دیگر

یون لیتیوم- از LDES مستثنی نیست. یون لیتیوم{2}}یک شیمی را توصیف می کند. LDES یک مدت زمان و کاربرد را توصیف می کند. یک سیستم یونی لیتیوم را می‌توان برای 10 ساعت یا بیشتر طراحی کرد، اگرچه شرایط اقتصادی، تقویت، مدیریت حرارتی، تخریب، ردپا و شرایط گارانتی با افزایش مدت زمان انرژی اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کنند.

مقایسه استاندارد 100 مگاوات/10-ساعتی PNNL لیتیوم{4}}یون LFP و NMC را تقریباً 84 درصد راندمان رفت و برگشتی{5}}، بالاتر از پیکربندی‌های باتری جریان و هیدروژن در همان مجموعه داده قرار داد. این مزیت عملکرد مهم است، اما کمترین LCOS را برای هر چرخه کاری تضمین نمی کند.

برای مقایسه شیمی گسترده تر، نگاه کنید بهانواع باتری برای ذخیره انرژی.

مقایسه فن آوری های LDES

جدول زیر یک مرجع تصمیم گیری است، نه یک برگه مشخصات فروشنده. محدوده‌های مدت زمان برنامه‌ای هستند-، در حالی که ارقام کارایی و عمر باید با طراحی دقیق سیستم بررسی شوند. در جایی که مقادیر بازده عددی نشان داده شده است، به مقایسه استاندارد شده 100 مگاوات/10 ساعت PNNL از ارزیابی سال 2022 آن اشاره می‌کند که از ورودی‌های عملکرد دوره 2021 استفاده می‌کرد. PNNL اکنون یک به روز شده را حفظ می کندپایگاه داده هزینه و عملکرد ذخیره انرژیبرای هزینه جاری و کار عملکرد.

مدت زمان ذخیره انرژی در مقابل باتری‌های لیتیومی-

LDES اغلب به عنوان جایگزینی برای یون لیتیوم- ارائه می شود، اما این قاب بندی ناقص است. لیتیوم{2}}یکی از گزینه‌های فناوری در فضای ذخیره‌سازی وسیع‌تر است. مقایسه صحیح بین پیکربندی‌های کامل پروژه است که نیازهای قدرت، انرژی، مدت زمان، دوچرخه‌سواری، قابلیت اطمینان و نیازهای سایت را برآورده می‌کنند.

جایی که یون لیتیوم{0}} مزیتی دارد

• راندمان رفت و برگشت-بالا.
• پاسخ سریع و قدرت قوی{0}قابلیت کنترل.
• استقرار ماژولار و نسبتا سریع.
• پایگاه تولیدی بزرگ و اکوسیستم ادغام کننده تاسیس شده.
• تجربه عملیاتی گسترده و ساختارهای تجاری قابل بانک.

چرا مدت زمان طولانی تر ساختار هزینه را تغییر می دهد؟

با افزایش مدت زمان، یک پروژه برای هر مگاوات توان تخلیه به مگاوات ساعت بیشتری نیاز دارد. در سیستم باتری، این اغلب به معنای افزودن سلول‌ها، قفسه‌ها، ظروف، تجهیزات مدیریت حرارتی و سایر اجزای مرتبط با انرژی است. در فن‌آوری‌هایی مانند باتری‌های جریان، هیدرولیک پمپ‌شده یا CAES، مخزن انرژی افزایشی ممکن است مقیاس متفاوتی با تجهیزات تبدیل{4}}قدرت داشته باشد.

به همین دلیل است که $/kWh نصب شده به تنهایی یک معیار تصمیم گیری ناقص است. پروژه همچنین باید انرژی شارژ، تلفات راندمان، فرکانس دوچرخه سواری، جایگزینی یا افزایش، O&M ثابت و متغیر، تامین مالی، عمر پروژه و ارزش باقیمانده را در نظر بگیرد.

LDES کجا بیشتر مفید است؟

Utility{0}}Scale Renewable Integration

برنامه‌نویسان و توسعه‌دهندگان انرژی‌های تجدیدپذیر می‌توانند از ذخیره‌سازی طولانی مدت-برای انتقال انرژی از تولید باد شدید یا خورشیدی به دوره‌های طولانی‌تر تقاضای خالص بالا استفاده کنند. مدت زمان مورد نیاز باید از تولید زمانی و مدل‌سازی بار حاصل شود تا هدف دلخواه 10، 12 یا 24 ساعته.

برای معماری پروژه گسترده تر، سایتراه حل های ذخیره انرژی مقیاس- مفیدصفحه گام بعدی مفیدی را ارائه می دهد.

دوره های اوج طولانی و پشتیبانی ظرفیت

برخی از سیستم ها تقاضای خالص بالایی را برای مدت طولانی تری نسبت به یک پیک معمولی عصر تجربه می کنند. در این موارد، LDES ممکن است مقدار تولید مورد نیاز را فقط برای شرایط اوج طولانی مدت کاهش دهد. ارزش ظرفیت همچنان باید بر اساس قوانین بازار محلی و روش های اعتبارسنجی ارزیابی شود.

شبکه های از راه دور و ریزشبکه ها

سیستم‌های راه دور با انتقال محدود و تنوع سوخت می‌توانند از ذخیره‌سازی بهره ببرند که خروجی تجدیدپذیر متغیر را جذب می‌کند و تعداد ساعاتی را که ژنراتورهای قابل توزیع باید کار کنند، کاهش می‌دهد. مدت زمان صحیح به بار ساعتی واقعی، تولید خورشیدی یا بادی، لجستیک سوخت و اهداف قابلیت اطمینان بستگی دارد.

انرژی صنعتی و زیرساخت های حیاتی

سایت‌های صنعتی ممکن است تغییر انرژی، مدیریت تقاضا، یکپارچه‌سازی انرژی‌های تجدیدپذیر، گرمای فرآیند، انعطاف‌پذیری یا ترکیبی از این موارد را ارزش‌گذاری کنند. فناوری ذخیره سازی باید بر اساس شکل واقعی انرژی و برنامه عملیاتی سایت انتخاب شود. یک فرآیند حرارتی ممکن است با ذخیره سازی حرارتی بهتر از تبدیل الکتریسیته به باتری و سپس بازگشت به گرما انجام شود.

کمبودهای قابل تجدید چند روزه-

ذخیره‌سازی چند روزه می‌تواند به پوشش دوره‌های طولانی‌تر بازده کم تجدیدپذیر کمک کند، اما با انتقال، تقاضای انعطاف‌پذیر، تولید بیش از حد تولید، تولید قابل توزیع و سایر اشکال ظرفیت شرکت رقابت می‌کند. برنامه ریزی سیستم باید پورتفولیوها را مقایسه کند، نه فناوری ها را به صورت مجزا.

مزایای ذخیره انرژی طولانی مدت{{0}

• جابجایی انرژی طولانی تر:انرژی ذخیره شده را می توان در طول یک شب، بین{0}}روز یا چند روز- جابه جا کرد.
• استفاده بهتر از منابع تجدیدپذیر:در غیر این صورت، برخی از نسل‌های محدود شده-را می‌توان برای استفاده بعدی ذخیره کرد.
• پشتیبانی ظرفیت:تخلیه طولانی تر می تواند دوره های طولانی تقاضای خالص بالا را پوشش دهد که در آن دارایی های کوتاه تر ممکن است انرژی تمام شود.
• تنوع فناوری:پروژه ها به یک شیمی باتری یا یک مکانیسم ذخیره سازی محدود نمی شوند.
• بالقوه کمتر انرژی نهایی{0}}هزینه ظرفیت:برخی از معماری‌ها می‌توانند مخزن انرژی را بدون مقیاس‌بندی متناسب هر جزء قدرت بزرگ کنند.
• عمر دارایی طولانی برای فناوری های انتخاب شده:سیستم های ذخیره سازی عمرانی و مکانیکی می توانند عمر تقویمی بسیار طولانی تری نسبت به بسیاری از سیستم های الکتروشیمیایی داشته باشند.

چالش ها و محدودیت ها

اقتصاد: از LCOS استفاده کنید، نه فقط از پیش $/kWh

هزینه نصب شده به ازای هر کیلووات ساعت مفید است، اما اقتصاد کامل یک پروژه LDES را نشان نمی دهد. PNNL هزینه ذخیره‌سازی سطح‌شده (LCOS) را به‌عنوان هزینه طول عمر-به‌ازای هر-واحد-متریک انرژی تخلیه‌شده تعریف می‌کند که می‌تواند عمر تقویم، عمر چرخه، عمق تخلیه، O&M، جایگزینی، تعمیرات اساسی، تأمین مالی و سایر هزینه‌های پروژه را در بر بگیرد.

یک مطالعه همتا در سال 2026-که CAES آدیاباتیک، ذخیره انرژی گرمایی پمپ شده و یون لیتیوم- را در 24 سناریو مقایسه کرد، نشان داد که رتبه‌بندی LCOS با منطقه و مورد استفاده تغییر کرده است. راندمان رفت و برگشت-و ساعت بار کامل-سالانه یکی از عوامل اصلی هزینه بود. این یک یادآوری مفید است که نمی‌توان یک فناوری را مستقل از تعداد دفعات و مکان کارکرد آن رتبه‌بندی کرد.

برای مولفه‌های هزینه{0} ویژه باتری، به سایت مراجعه کنیدراهنمای هزینه BESS.

کارایی مهم است، اما پاسخ کامل نیست

راندمان رفت و برگشت{0}}میزان انرژی الکتریکی بازیابی شده نسبت به انرژی مصرف شده برای شارژ سیستم ذخیره سازی را اندازه می گیرد. راندمان بالاتر تلفات شارژ را کاهش می دهد، اما به طور خودکار کمترین هزینه طول عمر را ایجاد نمی کند.

تحقیقات در مورد مقایسه فناوری‌های نوظهور LDES بر ردپای زمین، تلفات بی‌کار، مدولار بودن، مقیاس‌پذیری، کارایی و نحوه تغییر هزینه سرمایه با مدت زمان تأکید کرده است. یک فناوری-با راندمان پایین‌تر همچنان می‌تواند رقابتی باشد اگر دارای انرژی-هزینه ظرفیت بسیار پایین، عمر طولانی، تخلیه خود-کم یا چرخه کاری با چرخه‌های نسبتاً کمی سالانه باشد.

استقرار و مجوز

فن‌آوری‌های LDES می‌توانند بسیار خاص- سایت باشند. آب پمپاژ شده نیاز به توپوگرافی و ترتیبات مخزن مناسب دارد. CAES زیرزمینی ممکن است به غارهای نمکی یا سایر زمین شناسی قابل قبول بستگی داشته باشد. هیدروژن ممکن است به غارهای ذخیره سازی، فشرده سازی، خطوط لوله یا کشتی های تخصصی نیاز داشته باشد. باتری های جریان به ردپای مخزن و کارخانه نیاز دارند. سیستم های حرارتی ممکن است به رسانه های ذخیره سازی بزرگ، عایق و یکپارچه سازی حرارت صنعتی نیاز داشته باشند.

محدودیت های سایت باید قبل از مدل سازی دقیق مالی بررسی شود. در غیر این صورت، یک تیم پروژه می تواند ماه ها را صرف بهینه سازی فناوری کند که به طور واقعی نمی توان آن را مجاز دانست یا در آن مکان ساخت.

بلوغ فناوری و قابلیت بانکداری

عملکرد فنی تنها بخشی از آمادگی تجاری است. وام دهندگان، بیمه‌گذاران، مالکان و پیمانکاران EPC ممکن است سابقه عملیات، قدرت تامین‌کننده، شرایط ضمانت، ضمانت‌های عملکرد، تعهدات جایگزینی، شواهد ایمنی، قابلیت خدمات، مراجع پروژه و عمق زنجیره تامین را ارزیابی کنند.

این یکی از دلایلی است که فناوری‌های بالغ می‌توانند جذاب باقی بمانند حتی زمانی که یک جایگزین نوظهور در یک آزمایشگاه واحد یا معیار مدل‌سازی بهتر به نظر می‌رسد.

ایمنی و یکپارچه سازی سیستم

الزامات ایمنی بر اساس شیمی و معماری متفاوت است. پروژه های باتری نیاز به حفاظت در سطح سلول و سیستم{2}، مدیریت حرارتی، شناسایی، استراتژی سرکوب، کنترل ها و برنامه ریزی اضطراری دارند. هیدروژن، سیستم‌های حرارتی با دمای{4}بالا، هوای تحت فشار، و کارهای عمرانی بزرگ هر کدام خطرات و الزامات مجوز متفاوتی را ایجاد می‌کنند.

برای پروژه های باتری در بازارهایی که از استانداردهای ایمنی ایالات متحده استفاده می کنند، راهنمای سایت در موردگواهینامه UL برای BESSزمینه اضافی را فراهم می کند. تیم های پروژه همچنان باید کدها و استانداردهای دقیق مورد نیاز توسط مقامات محلی دارای صلاحیت را تأیید کنند.

نحوه انتخاب یک فناوری ذخیره انرژی طولانی-

1. مشکل انرژی را تعریف کنید.

   کار را به صورت عملیاتی بیان کنید: تغییر انرژی خورشیدی ظهر در شب، پوشش یک پیک 12 ساعته، پشتیبانی از ریزشبکه راه دور، تامین سه روز ذخیره، کاهش کاهش، یا تامین گرمای صنعتی.

2. محاسبه توان و انرژی قابل استفاده

   مگاوات و مگاوات ساعت مورد نیاز را در نقطه اتصال مدل کنید. مشخص کنید که آیا سیستم باید در تمام مدت توان کامل را ارائه دهد یا از یک پروفایل تخلیه متغیر پیروی کند.

3. چرخه وظیفه را مدل کنید.

   تخمین چرخه ها در روز یا سال، زمان ذخیره سازی معمولی قبل از تخلیه، عمق تخلیه، نیاز ذخیره و دوره های مورد انتظار بیکاری. اقتصاد دوچرخه‌سواری روزانه با استفاده اضطراری یا فصلی بسیار متفاوت است.

4. محدودیت های سایت صفحه نمایش

   قبل از شرکت در فهرست کوتاه فناوری، زمین، زمین شناسی، آب، اتصالات متقابل، بررسی زیست محیطی، الزامات ایمنی{0}}آتش سوزی و حیات، دسترسی حمل و نقل، خطوط لوله، و سابقه مجوز را بررسی کنید.

5. اقتصاد کل-زندگی را مقایسه کنید.

   از یک چارچوب مالی مشترک استفاده کنید که شامل تجهیزات نیرو، مخزن انرژی، ادغام، شارژ انرژی، تلفات بازده، تخریب، افزایش، جایگزینی، O&M، تامین مالی، مالیات، از کار انداختن و ارزش باقیمانده در صورت لزوم است.

6. قابلیت بانکداری را تست کنید

   قدرت مالی تامین‌کننده، ناوگان عملیاتی، ضمانت‌نامه‌ها، ضمانت‌های عملکرد، مسئولیت EPC، خدمات طولانی مدت، قطعات یدکی، بیمه، و پذیرش وام‌دهنده را بررسی کنید.

7. موارد حساسیت را اجرا کنید.

   اگر قیمت برق، استفاده، هزینه تامین مالی، کارایی، زمان‌بندی جایگزینی، تاخیر پروژه، یا نیازهای انرژی{0}}تغییر شود، آزمایش کنید. اقتصاد LDES به ویژه به تعداد دفعات استفاده از دارایی و میزان ظرفیت انرژی واقعی مورد نیاز حساس است.

باورهای غلط رایج در مورد LDES

"LDES یک نوع باتری است"

نه. باتری ها یک خانواده از فناوری های LDES هستند. ذخیره‌سازی مکانیکی، حرارتی، گرانشی و شیمیایی نیز می‌تواند انرژی طولانی مدت- فراهم کند.

"هر چیزی بیش از 10 ساعت به طور خودکار بهتر است"

نه. ده ساعت یک آستانه مفید DOE است، نه تضمین ارزش. مدت زمان اضافی فقط زمانی ارزش ایجاد می کند که شبکه یا مشتری به انرژی ذخیره شده اضافی نیاز داشته باشد.

"کارآمدترین فناوری همیشه بهترین است"

نه. کارایی بر هزینه شارژ تأثیر می‌گذارد، اما LCOS به استفاده، چرخه و عمر تقویم، ذخیره‌سازی-هزینه متوسط، O&M، جایگزینی، تأمین مالی و عمر پروژه نیز بستگی دارد.

"LDES به صورت خودکار قدرت پشتیبان را فراهم می کند"

خیر. عملیات پشتیبان‌گیری به معماری الکتریکی، کنترل‌ها، جزیره‌ای شدن، حفاظت، ذخیره انرژی-ذخیره شده، قابلیت شروع سیاه-در صورت نیاز و باری که باید روشن بماند بستگی دارد.

"یون لیتیوم- نمی تواند LDES باشد"

که خیلی سفت و سخت است. یون لیتیوم- را می توان برای عملکرد طولانی مدت پیکربندی کرد. سوال این است که آیا این پیکربندی از نظر فنی، مالی و عملیاتی برای چرخه وظیفه مورد نیاز رقابتی باقی می ماند.

نتیجه گیری: با خدمات انرژی مورد نیاز شروع کنید

ذخیره انرژی طولانی-مسابقه ای برای شناسایی یک باتری برنده نیست. این یک خانواده از فن آوری است که مشکلات مختلف را در مقیاس های زمانی مختلف حل می کند.

پروژه ای که برای انتقال انرژی خورشیدی از ظهر به نیمه شب طراحی شده است، اساساً با پروژه ای که برای جان سالم به در بردن از کمبود سه روزه - تجدیدپذیر در نظر گرفته شده است متفاوت است. اولین مورد ممکن است به نفع یک سیستم مدولار{2}}با کارایی بالا باشد که هر روز می چرخد. دومی ممکن است ارزش بیشتری برای ظرفیت انرژی کم-هزینه، تخلیه خود{5}}کم، مخازن بزرگ یا عمر ذخیره سازی بسیار طولانی داشته باشد.

بنابراین قوی ترین پروژه های LDES با سه عدد شروع می شوند:توان مورد نیاز، انرژی قابل استفاده و مدت زمان مورد نیاز. پس از تعریف، توسعه‌دهندگان می‌توانند فناوری‌ها را بر اساس عواملی که تعیین می‌کنند یک پروژه واقعاً ساخته، تأمین مالی، بهره‌برداری و برای تمام عمر آن پرداخت شود، مقایسه کنند.