דוח מחקר מעמיק על תעשיית אחסון אנרגיה: סקירה ותחזית

1.1 טרנספורמציה: מערכות כוח חדשות עומדות באתגרים

בתהליך של "פחמן כפול", כמות ייצור כוח הרוח והשמש הולכת וגדלה במהירות.מבנה אספקת האנרגיה יתפתח בהדרגה עם תהליך "הפחמן הכפול", והנתח של אספקת החשמל באנרגיה שאינה מאובנים יגדל במהירות.נכון לעכשיו, סין עדיין מסתמכת במידה רבה על כוח תרמי.בשנת 2020, ייצור החשמל התרמי של סין הגיע ל-5.33 טריליון קוט"ש, המהווה 71.2%;שיעור ייצור החשמל הוא 7.51%.

האצת כוח הרוח והחיבור לרשת פוטו-וולטאית מציבה אתגרים למערכות חשמל חדשות.ליחידות כוח תרמיות קונבנציונליות יש את היכולת לדכא הספק לא מאוזן הנגרם משינויים במצב פעולה או עומס במהלך פעולת הרשת, ובעלות יציבות חזקה ואנטי הפרעות.עם התקדמות תהליך "הפחמן הכפול", שיעור האנרגיה הרוח והשמש גדל בהדרגה, ובניית מערכות חשמל חדשות עומדת בפני אתגרים רבים.

1) לכוח הרוח יש אקראיות חזקה והתפוקה שלו מציגה מאפייני עומס הפוך.התנודה היומית המקסימלית של כוח הרוח יכולה להגיע ל-80% מההספק המותקן, והתנודה האקראית גורמת לכך שכוח הרוח אינו מסוגל להגיב לחוסר איזון הספק במערכת.שיא תפוקת כוח הרוח היא בעיקר בשעות הבוקר המוקדמות, והתפוקה נמוכה יחסית מבוקר עד ערב, עם מאפייני עומס הפוך משמעותיים.
2) ערך התנודות של תפוקה יומית פוטו-וולטאית יכול להגיע ל-100% מהקיבולת המותקנת.אם ניקח לדוגמא את אזור קליפורניה של ארצות הברית, ההתרחבות המתמשכת של הקיבולת המותקנת הפוטו-וולטאית העלתה את הדרישה לגילוח שיא מהיר של מקורות כוח אחרים במערכת החשמל, וערך התנודות של התפוקה היומית הפוטו-וולטאית יכול להגיע אפילו ל-100%.
ארבעה מאפיינים בסיסיים של מערכת החשמל החדשה: למערכת החשמל החדשה ארבעה מאפיינים בסיסיים:

1) חיבור רחב: יצירת פלטפורמת רשת חיבור חזקה יותר, שיכולה להשיג השלמה עונתית, התאמה הדדית של רוח, מים ואש, פיצוי ורגולציה חוצה אזורים וחוצים תחומים, ולהשיג שיתוף וגיבוי של משאבי ייצור חשמל שונים;
2) אינטראקציה אינטליגנטית: שילוב טכנולוגיית תקשורת מודרנית עם חשמל התכנסות טכנולוגית לבניית רשת החשמל למערכת אינטראקטיבית ויעילה דו-כיוונית בעלת תפיסה גבוהה;
3) גמיש וגמיש: רשת החשמל צריכה להיות בעלת יכולת מלאה לווסת שיא ותדירות, להשיג תכונות גמישות וגמישות ולשפר את יכולת האנטי-הפרעות;
4) בטוח וניתן לשליטה: השגת הרחבה מתואמת של רמות מתח AC ו-DC, מניעת כשלים במערכת וסיכונים בקנה מידה גדול.

1.2 הנעה: דרישה משולשת מבטיחה התפתחות מהירה של אגירת אנרגיה
בסוג החדש של מערכת החשמל, אחסון אנרגיה נדרש לצמתי לולאה מרובים, היוצרים מבנה חדש של "אחסון אנרגיה+".יש דרישה דחופה לציוד לאחסון אנרגיה בצד אספקת החשמל, בצד הרשת ובצד המשתמש.
1) צד הספק: אחסון אנרגיה יכול להיות מיושם על שירותי עזר לוויסות תדר חשמל, מקורות כוח גיבוי, תנודות פלט חלקות ותרחישים אחרים כדי לפתור את הבעיות של חוסר יציבות רשת ונטילת חשמל הנגרמות על ידי ייצור כוח רוח וסולארי.
2) צד הרשת: אגירת אנרגיה יכולה להשתתף בשיא הגילוח ובוויסות התדרים של רשת החשמל, להקל על גודש ציוד ההולכה, לייעל את חלוקת זרימת החשמל, לשפר את איכות החשמל וכו'. תפקידו המרכזי הוא להבטיח את הפעולה היציבה של רשת החשמל .
3) צד המשתמש: משתמשים יכולים לצייד התקני אחסון אנרגיה כדי לחסוך בעלויות באמצעות גילוח שיא ומילוי עמק, להקים מקורות כוח גיבוי כדי להבטיח המשכיות חשמל, ולפתח מקורות חשמל ניידים וחרום.

צד הספק: לאחסון אנרגיה יש את סולם היישום הגדול ביותר בצד הכוח.היישום של אגירת אנרגיה בצד החשמל כולל בעיקר שיפור מאפייני רשת האנרגיה, השתתפות בשירותי עזר, ייעול חלוקת זרימת החשמל והקלה על עומסים ומתן גיבוי.ההתמקדות של אספקת החשמל היא בעיקר בשמירה על איזון הביקוש לרשת החשמל, הבטחת שילוב חלק של אנרגיית רוח ושמש.

צד הרשת: אחסון אנרגיה יכול לשפר את הגמישות והניידות של מערך המערכת, ולאפשר הקצאה זמנית ומרחבית של עלויות ההולכה וההפצה.היישום של אגירת אנרגיה בצד הרשת כולל ארבעה היבטים: שימור אנרגיה ושיפור יעילות, השקעה מאוחרת, גיבוי חירום ושיפור איכות החשמל.

צד המשתמש: מיועד בעיקר למשתמשים.היישומים של אגירת אנרגיה בצד המשתמש כוללים בעיקר גילוח שיא ומילוי עמק, אספקת חשמל לגיבוי, תחבורה חכמה, אחסון אנרגיה בקהילה, אמינות אספקת חשמל ותחומים נוספים.צד המשתמש