اصول مدیریت انرژی از سوی تقاضا

استراتژی‌های DSEM طراحی شده‌اند تا با کنترل مصرف انرژی یا تغییر رفتار کاربران، کاهش بار اوج را به دست آورند. این موضوع در کاهش فشار روی شبکه‌های انرژی در زمان‌های اوج نقش مهمی دارد و هزینه‌های انرژی برای مصرف‌کنندگان را کاهش می‌دهد. سیستم ذخیره‌سازی انرژی باتری (BESS) همراه با DSEM منبعی از انرژی را در زمان‌های اوج، وقتی نیاز است، فراهم می‌آورد و همچنین وابستگی به شبکه را کاهش می‌دهد. نتایج پژوهش نشان می‌دهد که DSEM پایداری شبکه و کارایی انرژی را افزایش می‌دهد و به رقابت‌پذیری هزینه‌ای و محیط زیستی کمک می‌کند. با کمک فناوری‌ها، مانند سنجش هوشمند و تحلیل داده‌ها، DSEM با مدیریت و کنترل واقعی مصرف انرژی هوشمند‌تر می‌شود.

چرخه‌های شارژ/درهم‌آوری برای بهینه‌سازی بار

چرخه‌های شارژ/بازیابی به نوبه خود کلیدی برای هموارسازی بارهای انرژی در تقاضای پیک هستند. با بهینه‌سازی این چرخه‌ها، شرکت‌ها می‌توانند صرفه‌جویی‌های قابل توجهی را به دست آورند و سختی‌پذیری باتری‌های خود را افزایش دهند. شارژ و بازیابی کارآمد ثابت کرده است که کارایی انرژی را بهبود می‌بخشد و نتایج آزمایش نشان داده است که منافع اقتصادی قابل توجهی برای سیستم‌های برقی که از چرخه‌های بهینه استفاده می‌کنند، وجود دارد. به عنوان مثال، این چرخه‌ها منجر به عملکرد بهتر باتری و برق ارزان‌تر در حوزه‌های مختلف شده است. سیستم‌های نظارت در زمان واقعی نقش مهمی در ارائه داده‌های لازم برای کنترل این چرخه‌ها ایفا می‌کنند و اطمینان می‌دهند که باتری‌ها در زمانی که مفیدترین است، شارژ یا بازیابی شوند و کارایی انرژی بهینه شود.

통합 انرژی تجدیدپذیر با ذخیره‌سازی

ترکیب سیستم‌های ذخیره انرژی باتری با سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر امکان استفاده بهینه از انرژی و جلوگیری از ضایعات را فراهم می‌کند. این ترکیب همراه با انرژی تجدیدپذیر ذخیره شده، راه‌حلی دوست‌دار محیط زیست برای بار قله‌ای فراهم می‌آورد. مطالعات موردی نشان داده‌اند که این نوع یکپارچه‌سازی منافع قابل توجهی برای اقتصاد (سویی برای پایداری و سویی برای خدمات شبکه) ایجاد خواهد کرد. این خدمات شامل تنظیم فرکانس و تعادل بار هستند که برای حفظ یک شبکه انرژی پایدار و کارآمد بسیار حیاتی هستند. در آینده، فرصت عظیمی درباره سیستم‌های ترکیبی وجود دارد که مواد مختلف از فرصت‌های انرژی مختلف را با انعطاف‌پذیری و کارایی شگفت‌انگیزی ترکیب می‌کنند. ادغام این سیستم‌ها گام مهمی در جهت آینده‌ای پاک‌تر و سبزتر برای انرژی است، که در آن منافع اقتصادی و زیست‌محیطی در هماهنگی کاملی قرار دارند.

مؤلفه‌های کلیدی معماری مدرن BESS

لیتیوم-ایون مقابل شیمی‌های جایگزین باتری

فناوری باتری لیتیوم-یون برتری قابل توجهی در صنعت سیستم ذخیره‌سازی انرژی باتری (BESS) به دست آورده است، اما شیمی‌های جایگزین مانند باتری جریانی و باتری نatrium-گوگرد کاربرد بیشتری در بازار پیدا کرده‌اند. باتری‌های لیتیوم-یون به دلیل چگالی انرژی بالا و کاراییشان محبوب هستند، اما گران هستند. باتری‌های جریانی چگالی انرژی کمتری نسبت به باتری‌های سنتی دارند، اما به دلیل جدا شدن انرژی و قدرت، ظرفیت انرژی نامحدودی دارند که آنها را مناسب برای استفاده در مقیاس بزرگ می‌کند. باتری‌های نatrium-گوگرد هزینه کمتری نسبت به سیستم‌های اکسید ثابت دارند و ظرفیت استفاده را فراهم می‌آورند و پتانسیل عمر طولانی و مقاومت در برابر دمای بالا را دارا هستند. گزارش‌های تحقیق در بازار از سازمان‌هایی مانند BloombergNEF علاقه‌ای رو به افزایش به فناوری‌های باتری ترکیبی را نشان می‌دهد تا هزینه‌ها را کاهش داده و حداکثر پتانسیل ذخیره‌سازی انرژی را به دست آورد. در نهایت، شیمی باتری همچنین بر سیستم‌های ذخیره‌سازی و هزینه به کاربر نهایی تأثیر می‌گذارد.

انواع تبدیل‌کننده‌های شبکه‌ای و سیستم‌های تبدیل قدرت

انواع وسیله‌های معکوس‌کننده به مقیاس توزیع، کلیدی برای تبدیل جریان مستقیم (DC) خروجی باتری‌ها به جریان متناوب (AC) هستند، که این موضوع برای اتصال به شبکه الکتریکی ضروری است. سیستم‌های تبدیل قدرت مانند این‌ها که توسعه یافته‌اند و همچنان در حال پیشرفت هستند، نشان‌دهنده حرکت فناوری به سمت راه‌حل‌های کارآمدتر و یکپارچه‌تر است. معکوس‌کننده‌های نسل جدید اکنون هوشمند هستند و توانایی‌های هوشمندی دارند که هماهنگی با منابع انرژی تجدیدپذیر را تسهیل می‌کنند. سیستم‌های موفقی مثل آن‌هایی که LS Energy Solutions اجرا می‌کند، نشان می‌دهد که معکوس‌کننده‌های حالت هنر امروز، اتصال قابل اعتمادی به شبکه فراهم می‌کنند وdispatch انرژی بهینه را ارائه می‌دهند. همخوانی با مقررات در بالای لیست قرار دارد و این شامل رعایت این فناوری‌ها با استانداردهای ملی و بین‌المللی است که به بهینه‌سازی ایمنی و کارایی عملیاتی کمک می‌کند.

نرم‌افزار مدیریت انرژی برای پیش‌بینی اوج

نرم‌افزارهای مدیریت انرژی در پیش‌بینی زمان‌بندی بار اوج و بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی (BESS) اهمیت فزاینده‌ای پیدا کرده‌اند. این پلتفرم‌ها تحلیل‌های پیشرفته، رابط‌های کاربرپسند و داده‌های زنده را فراهم می‌کنند که می‌توانند به طور دقیق زمانی که تقاضا در بالاترین سطح قرار دارد را پیش‌بینی کنند. پلتفرم‌های پیشرفته امکاناتی مانند خودکارسازی تنظیمات کنترل و گزارش‌دهی عمیق را فراهم می‌کنند که همراه با مثال‌های واقعی از صرفه‌جویی در هزینه‌های عملیاتی قابل توجه است. در آینده، سیستم‌های مدیریت انرژی هوشمندانه‌تر و پویاتری با پشتیبانی نرم‌افزارهای مبتنی بر هوش مصنوعی و یادگیری ماشین پیشرفته‌تری مورد انتظار است. این نرم‌افزار عملکرد باتری‌ها را ارتقا می‌دهد و ضمن پیش‌بینی تغییرات تقاضا، تأثیر قابل توجهی روی کاهش هزینه‌های انرژی دارد.

منافع مالی و عملیاتی برای شرکت‌های برق

مطالعه موردی: صرفه‌جویی 8 میلیون دلاری از پروژه شهرداری ماساچوست

پروژه شهرستان ماساچوست نمونه برجسته‌ای از نحوه کاهش هزینه‌های قابل توجه با استفاده از سیستم ذخیره‌سازی انرژی باتری (BESS) برای حذف پیک است. این پروژه طراحی شده است تا تقاضای بالای مصرف انرژی را مدیریت و کاهش دهد و در نهایت، طی سال‌ها، بیش از ۸ میلیون دلار صرفه‌جویی ایجاد کرده است. بازخورد سهامداران پروژه درباره این خدمات مثبت بوده، که در آنها به کارایی‌های عملیاتی حاصل از مدیریت هزینه و قابلیت اعتماد به انرژی که BESS ارائه داده، اشاره شده است. این مطالعه موردی تنها مورد منزوی نیست، زیرا پروژه‌های مشابه در سراسر کشور و جهان نیز مزایای معرفی BESS را نشان داده‌اند و به شرکت‌های برق راه حلی رو به جلو برای کاهش هزینه‌ها و افزایش ثبات شبکه فراهم کرده‌اند.

اجتناب از هزینه‌های ظرفیت پیک از طریق ارسال استراتژیک

بارسنجی ظرفیت پیک نیز یک مالیات بر شرکت‌های برق است، زیرا هزینه‌های بالایی را بر عهده این شرکت‌ها قرار می‌دهد تا بتوانند برق لازم در زمان‌های پیک را فراهم کنند. در طول این پیک‌ها، شرکت‌های برق می‌توانند با آزادسازی تناسبی سیستم خود ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی (BESS) هنگام رخ دادن این پیک‌ها، از این هزینه‌ها جلوگیری کنند. این موضوع توسط داده‌ها تأیید می‌شود، که بهره‌برداری بهینه و زمان‌بندی منجر به کاهش هزینه‌های عملیاتی شرکت‌های برق تا ۳۰٪ می‌شود. منابع و فناوری، از جمله نرم‌افزارهای مدیریت پیشرفته انرژی، به شرکت‌های برق کمک می‌کند تا تصمیم‌گیری در مورد نحوه مرتب‌سازی بهتر ترتیب ارسال و استفاده کارآمد از انرژی ذخیره‌شده را انجام دهند. این نوع نوآوری‌ها کمک می‌کند تا شرکت‌های برق فشار شبکه را مدیریت کنند، هزینه‌های عملیاتی را کاهش دهند و ارزش حاصله را به مصرف‌کنندگان منتقل کنند.

درآمدهای خدمات فرعی

سرویس‌های اضافی برای قابلیت اطمینان بار ضروری هستند. BESS یک مولفه کلیدی برای ارائه برخی از این توابع پشتیبانی شبکه، مانند تنظیم فرکانس و پشتیبانی ولتاژ، است. مطالعات بازار نشان می‌دهد که شرکت گسترده در خدمات مکمل به طور قابل توجهی امکان افزایش سود را برای شرکت‌های برق فراهم می‌کند. اما در حالی که این فرصت جذاب است، محدودیت‌ها می‌توانند دسترسی کامل به این خدمات را مختل کنند. شرکت‌های برق باید موفق به عبور از این مقررات شوند تا بتوانند از منافع بالقوه BESS بهره‌مند شوند و حتی با شرکت هوشمند در بازار خدمات مکمل، عملکرد و ثبات شبکه را حفظ و حتی بهبود بخشند.

استفاده‌های تجاری از ترازبندی بار با BESS

استراتژی‌های بهینه‌سازی نمودار بار صنعتی

استفاده از سیستم ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی (BESS) در محیط‌های صنعتی برای مدیریت پروفایل بار، راه‌حلی دینامیک برای مدیریت خوب مصرف انرژی است. برخی از این اقدامات برای این موارد استفاده شامل تحلیل داده‌ها برای بهینه‌سازی الگوهای مصرف انرژی در حوزه‌هایی مانند تولید و لوژیستیک برای جلوگیری از هزینه‌های تقاضای قله‌ای است. به عنوان مثال، یک کارخانه می‌تواند فرآیندهای مصرف‌کننده انرژی را به ساعات غیر قله‌ای با استفاده از ذخیره‌سازی BESS منتقل کند. اعداد مشخصه، مانند کاهش هزینه‌های انرژی و تعادل بیشتر در پروفایل بار، اغلب موفقیت این نوع بهینه‌سازی‌ها را ثابت می‌کنند. اما ووگل گفت که صنایع مختلف باید چالش‌های ویژه به صنعت خود، مانند هزینه‌های اولیه و سازگاری با فناوری موجود، را در نظر بگیرند هنگامی که بالا آمدن بالقوه از این سیستم‌ها را ارزیابی می‌کنند.

ادغام انرژی پشتیبان برای زیرساخت‌های اساسی

توانایی پشتیبان در بسیاری از صنایع زیرساختی اساسی، از جمله مراقبت‌های بهداشتی و مرکز داده‌ها، که ممکن است عواقب شدیدی از قطع برق داشته باشند، ضروری است. سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی باتری (BESS) توانایی پشتیبان کارآمد از نظر هزینه را فراهم می‌کنند، کمک به استحکام و عملیات قابل اعتماد می‌کنند و توانایی بی‌وقفه را ارائه می‌دهند. به عنوان مثال، یک مطالعه موردی درباره یک بیمارستان بزرگ نشان داد که استفاده از BESS کاهش زمان دوام قطع برق را ایجاد کرد و اجازه تأمین برق پیوسته بدون استفاده از منابع عمومی را داد. علاوه بر این، محرک‌های تنظیمی به طور فزاینده‌ای اهمیت پیدا می‌کنند تا سرمایه‌گذاری در ذخیره‌سازی انرژی برای بارهای اساسی را تحریک کرده و پاداش مالی برای این نصب‌ها ارائه دهند.

طرح آبی سیستم پونگولا 160MWh در آفریقای جنوبی

سیستم ذخیره سازی انرژی باتری پونگولا ۱۶ مگاوات ساعت در آفریقای جنوبی، یک توسعه کلیدی در راه حل چالش های انرژی محلی و بهبود ثبات توزیع است. این سیستم قصد دارد بارگذاری شبکه را تعادل دهد و فاصله کوچک بین عرضه و تقاضا در سیستم برق منطقه ای را پوشش دهد. پیشرفت های فناوری نشان داده شده در پروژه پونگولا (مانند فناوری باتری پیشرفته و سیستم های مدیریت انرژی هوشمند) نمونه ای از امکانات موجود با BESS در این نقش هستند. علاوه بر این، موفقیت پروژه به همکاری قوی با ذینفعان و منابع تأمین مالی مختلف واگذار شده است، که اهمیت کار در همکاری برای پروژه های انرژی آب دریا را تاکید می کند.

روند‌های نوظهور در طراحی سیستم‌های ذخیره‌سازی

چارچوب نگهداری پیش‌بینی‌شده مبتنی بر IoT

طرح‌های نگهداری پیش‌بین فعال با IoT برای ترویج عملیات سیستم ذخیره‌سازی انرژی الکتریکی (BESS) بر اساس تحلیل داده‌های زمان واقعی حیاتی هستند. این تکنیک می‌تواند نگهداری لازم را پیش‌بینی کند، زمان دست نخورده را کاهش دهد و در بلندمدت کارایی را افزایش دهد. به عنوان مثال، در برخی موارد این چارچوب‌ها برای پیش‌بینی شکست‌ها و اصلاح آن‌ها قبل از وقوع استفاده شده است، به ویژه در سیستم‌های تولیدی، که بهبود قوی‌تر بودن و طول عمر سیستم را تسهیل کرده است. با پیشرفت فناوری پیش‌بینی، انتظار می‌رود الگوریتم‌های پیشرفته‌تری اجرا شوند که به نوبه خود به این معناست که پیش‌بینی‌های نگهداری دقیق‌تر خواهند بود و در نتیجه هزینه‌های عملیاتی به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد. این توسعه آینده‌نگر نحوه انجام نگهداری برای عملیات BESS را تغییر خواهد داد و همچنین با یک روند صنعتی جهت بهره‌وری بهینه سیستم‌ها هماهنگ خواهد بود.

سیستم‌های ترکیبی شامل خورشید+ذخیره‌سازی+ژنراتور

سیستم‌های ترکیبی که از انرژی خورشیدی، ذخیره سازی و جنراتورها استفاده می‌کنند، بهبود قابلیت مقاومت انرژی را به شکل مشخصی تسهیل می‌کنند. این سیستم‌ها برای ارائه یک راه‌حل انرژی یکپارچه طراحی شده‌اند که منابع انرژی تجدیدپذیر را با تولید انرژی سنتی ترکیب می‌کنند تا امنیت تأمین انرژی را تضمین کنند. آنها در مناطق دورافتاده عملکرد خوبی دارند (به هر حال، یک منبع قدرت ثابت فراهم می‌کنند). ترکیب این بخش‌ها چالش‌برانگیز است، به ویژه در زمینه سازگاری و بهینه‌سازی سیستم کنترل. پروژه‌های فعلی با استفاده از ابزارهای نرم‌افزاری جدید و روش‌های طراحی نوین به طور فعال در حال مقابله با این چالش‌ها هستند. از لحاظ اقتصادی، سیستم‌های ترکیبی با کاهش هزینه‌ها در بلندمدت، کاهش وابستگی به انرژی گرید گران‌قیمت و استفاده بهینه از منابع تجدیدپذیر، صرفه‌جویی میزانی را حقیقتی می‌کنند.

مدیریت نوسانات قیمت لیتیوم از طریق استراتژی‌های خرید

تغییرات فعلی قیمت لیتیوم مسئله ای بسیار مهم را برای سیستم های BESS مطرح می کند، به ویژه تأثیر نوسانات قیمت بر هزینه ها و امنیت تأمین. برای مقابله با این مسائل، استراتژی های خرید استراتژیکتر (مانند قراردادهای بلندمدت و منبع گیری چندگانه) در نقاط مراقبت اعمال می شوند تا ثبات هزینه تضمین شود. اینها استراتژی هایی هستند که به نظر می رسد حیاتی هستند تا قیمت باتری های لیتیوم در برابر نوسانات بازار رقابتی بمانند، بر اساس منابع صنعتی. همچنین تمرکز بر راه حل های بازیافت برای تسهیل منبع گیری پایدار افزایش یافته است. شرکت ها با استفاده از منابع بازیافتی و مواد بازیابی شده از باتری های استفاده شده، هزینه های چرخه زندگی را کاهش می دهند و وابستگی به منابع جدید را کاهش می دهند. اینها تاکتیک های لازم برای ماندن جلو در دنیای رقابتی ذخیره سازی باتری هستند.

پرسش‌های متداول

چگونه مدیریت انرژی از سوی تقاضا (DSEM) تعریف می‌شود؟

مدیریت انرژی از سوی تقاضا (DSEM) یک استراتژی برای کاهش تقاضای انرژی در ساعات پیک با کنترل و تنظیم الگوهای مصرف انرژی کاربران است.

چگونه سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی باتری (BESS) به DSEM منفعت می‌رساند؟

BESS انرژی ذخیره شده را در دوره‌های پیک ارائه می‌دهند، تأمین انرژی ثابت را تضمین می‌کنند، وابستگی به شبکه را کاهش می‌دهند و هزینه‌های عملیاتی را کاهش می‌دهند.

چارچوب بارگذاری/بی‌بار در BESS چیست؟

چارچوب بارگذاری/بی‌بار شامل فرآیند بارگذاری و بی‌بار کردن باتری‌ها برای بهینه‌سازی بارهای انرژی در دوره‌های تقاضای پیک است که منجر به صرفه‌جویی در هزینه و طول عمر بیشتر باتری می‌شود.

چگونه ادغام انرژی تجدیدپذیر با ذخیره‌سازی کارایی انرژی را حداکثر می‌کند؟

با ذخیره‌سازی انرژی تجدیدپذیر و استفاده از آن در دوره‌های پیک، ضایعات انرژی کاهش می‌یابد و معیارهای پایداری بهبود می‌یابد، که نتیجه‌اش بهره‌وری اقتصادی و زیست‌محیطی را افزایش می‌دهد.

چالش‌هایی در خرید باتری لیتیوم به دلیل نوسان قیمت وجود دارد؟

ناپایداری قیمت لیتیوم می‌تواند هزینه و قابلیت اطمینان تأمین را تحت تأثیر قرار دهد. استراتژی‌هایی مانند تنوع‌بخشی در خرید و بازیافت کمک می‌کنند تا این چالش‌ها مدیریت شوند.