کارخانه‌ها می‌توانند سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی را ادغام کنند تا هزینه‌های خود را مدیریت کنند، تأمین پایدار انرژی را تضمین نمایند و الزامات پایداری را برآورده سازند. در میان انواع سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی، باتری‌های لیتیوم آهن فسفات (LFP) به دلیل ایمنی بالا، عمر طولانی چرخه و محدوده دمای کاری گسترده ترجیح داده می‌شوند. با این حال، انواع متعددی از باتری‌های LFP وجود دارند و ادغام مناسب‌ترین سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی LFP مستلزم درک نیازهای خاص کارخانه، مشخصات محصولات و پیشنهادات ارائه‌دهندگان است. در ادامه چارچوب‌های مرتبطی برای کارخانه‌ها ارائه شده است.

1. با ارزیابی شفاف نیازهای انرژی کارخانه شروع کنید

پیش از انتخاب سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی LFP، اساسی‌ترین اقدام برای کارخانه این است که اهداف اصلی خود در زمینه انرژی را ارزیابی کند. این مهم‌ترین مرحله برای تعیین مشخصات پیکربندی سیستم است.

تعریف سناریوهای کاربرد اصلی: انتخاب کاربرد سیستم به عنوان برش پیک (صرفه‌جویی در هزینه‌های برق در ساعات اوج مصرف)، تأمین برق پشتیبان (امکان ادامه کار تجهیزات حیاتی بدون وقفه)، شرکت در نیروگاه مجازی (VPP) (کسب درآمد اضافی از طریق تنظیم شبکه) یا مدیریت عدم تعادل سه فاز (بهبود کیفیت برق). در هر یک از این موارد، محصول نیازمند اندازه‌گیری متفاوتی از نظر ظرفیت و سرعت پاسخگویی است. در موارد تأمین برق پشتیبان، سیستم‌ها با قابلیت سوئیچ سریع طراحی می‌شوند، در حالی که برای برش پیک، سیستم‌هایی با ظرفیت بالا و راندمان چرخه مناسب‌تر هستند.

استخراج پارامترهای منحصربه‌فرد انرژی: تعیین توان سیستم (کیلووات) و ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی (کیلووات‌ساعت) بر اساس الگوی مصرف انرژی ثبت‌شده. به عنوان مثال، در نظر بگیرید کارخانه‌ای با حداکثر مصرف روزانه برق 500 کیلووات و تفاوت قیمت 0.15 دلار به ازای هر کیلووات‌ساعت در ساعات غیراوج (ساعات معمولی مصرف). استفاده از یک سیستم LFP با ظرفیت 200 کیلووات / 800 کیلووات‌ساعت می‌تواند صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه‌ها ایجاد کند.

در نظر گرفتن طراحی برای رشد آینده: کارخانه‌ها منابع جدید انرژی (مانند پنل‌های خورشیدی در محل) را ادغام می‌کنند و تولید خود را گسترش می‌دهند، و نیازهای افزایشی انرژی و منابع جدید انرژی باید از قبل در محصولات LFP که برای مقیاس‌پذیری طراحی شده‌اند لحاظ شوند. این امر امکان ارتقای سیستم را فراهم می‌کند بدون آنکه نیاز به تعویض کامل وجود داشته باشد و هزینه‌های بلندمدت را کاهش می‌دهد.

2. تحلیل شاخص‌های عملکرد محصولات LFP

محصولات مختلف ذخیره‌سازی انرژی LFP بر کارایی عملیاتی و عمر مفید تأثیر می‌گذارند. هر کارخانه باید بر سه شاخص اصلی تمرکز کند:

طول عمر چرخه و نرخ تخریب: محصولات باکیفیت LFP دارای طول عمر چرخه‌ای بین 3,000 تا 6,000 چرخه (در عمق تخلیه 80 درصدی، DoD) و میزان کاهش عملکرد سالانه کمتر از 2 درصد هستند. به عنوان مثال، محصولات نسل چهارم LFP (مانند محصولات تأمین‌کنندگان با تجربه بالا) که به‌طور بهینه با مواد الکترودی طراحی شده‌اند، دارای طول عمر چرخه‌ای افزایش‌یافته بیش از 5,000 چرخه هستند؛ این بدین معناست که باتری‌های LFP به‌صورت ایمن برای 10 تا 15 سال عمل خواهند کرد.

عملکرد ایمنی. ایمنی برای ذخیره‌سازی انرژی در کارخانه ضروری است و باید اولویت اول باشد. به دنبال محصولاتی باشید که مکانیزم‌های حفاظت چندلایه داشته باشند، از جمله محافظت در برابر شارژ بیش از حد/تخلیه بیش از حد، محافظت در برابر اتصال کوتاه و پیشگیری از گرمازدگی ناکنترل‌شده. شیمی LFP، برخلاف سایر انواع لیتیوم-یونی، از پایداری حرارتی نسبتاً بالاتری برخوردار است، اما یک سیستم مدیریت باتری (BMS) پیشرفته خطرات آتش‌سوزی یا انفجار را به حداقل می‌رساند.

بهره‌وری انرژی. بازده دوطرفه سیستم LFP (RTE) باید بالاتر از ۸۵٪ باشد. هرچه بازده دوطرفه بالاتر باشد، تلفات انرژی کمتر خواهد بود. برای یک کارخانه که هر ماه از ۱۰۰۰۰ کیلووات‌ساعت انرژی ذخیره‌شده استفاده می‌کند، افزایش بازده دوطرفه از ۸۵٪ به ۹۰٪ در سال ۵۰۰ کیلووات‌ساعت صرفه‌جویی انرژی به همراه دارد.

تخصص و دانش پیشینه تأمین‌کننده در اجرای پروژه ذخیره‌سازی انرژی LFP بسیار حیاتی است. بنابراین ضروری است که کارخانه‌ها قراردادها یا همکاری‌های خود را با تأمین‌کنندگانی که تنها بر ذخیره‌سازی انرژی مصرف‌کننده یا مقیاس کوچک تمرکز دارند منعقد نکنند، بلکه به دنبال تأمین‌کنندگانی باشند که تخصص خود را در حوزه صنعتی و تجاری (C&I) اثبات کرده‌اند.

ارزیابی تجربه و تکامل محصول: تأمین‌کنندگانی را انتخاب کنید که حداقل ده سال در حوزه ذخیره‌سازی انرژی تجاری و صنعتی (C&I) فعالیت داشته باشند. تأمین‌کنندگانی که از اواخر دهه ۲۰۰۰ میلادی نوآوری در زمینه ذخیره‌سازی انرژی در این حوزه را آغاز کرده و تا نسل چهارم محصولات خود را توسعه یا ارتقا داده‌اند، احتمالاً درک خوبی از نقاط ضعف کارخانه‌ها دارند؛ از جمله عملکرد در محیط‌های صنعتی سخت‌گیرانه (دمای بالا، گردوغبار) و ادغام پیچیده با شبکه‌های برق کارخانه.

ارزیابی سفارشی‌سازی: از نظر مصرف انرژی، کارخانه‌ها با یکدیگر متفاوت هستند و راه‌حل‌های از پیش ساخته‌شده یا آماده فروش به ندرت کافی خواهند بود. بزرگترین تأمین‌کنندگان می‌توانند راه‌حل‌های جامع سفارشی شده انرژی توسعه دهند که شامل طراحی سیستم، نصب سیستم و نگهداری پس از بهره‌برداری می‌شود. برای این منظور به تأمین‌کنندگان با تجربه نیاز است، زیرا کارخانه‌های پیشرفته مجهز به سیستم‌های LFP ترکیبی همراه با سیستم‌های ابرخازن معمولاً ارائه نمی‌شوند.

ارزیابی پشتیبانی مشتری پس از فروش: از آنجا که سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی LFP شامل عملکرد باتری (به‌روزرسانی‌های نرم‌افزاری BMS و بررسی سلامت) هستند، نگهداری منظم ضروری است. بدین ترتیب، مستندات نگهداری باید شامل پشتیبانی فنی 24/7، خدمات نگهداری در محل و مستندات گارانتی جامع باشد (مثلاً گارانتی 5 ساله محصول، عملکرد تضمین‌شده تا 2000 سیکل).

5. بررسی ادغام با زیرساخت موجود کارخانه

صرف‌نظر از کیفیت یک محصول LFP، اگر نتواند با سیستم برق کارخانه هماهنگ شود، ادغام ضعیفی خواهد داشت.

سازگاری الکتریکی را تأیید کنید: ولتاژ (AC/DC) و فرکانس سیستم LFP باید مطابق با پارامترهای شبکه کارخانه باشد. به عنوان مثال، محیط‌های صنعتی اغلب شامل سیستم‌های سه‌فاز 380 ولت هستند، بنابراین در صورت انتخاب محصول تک‌فاز، مشکلات ادغام پیش خواهد آمد.

ملاحظات فضایی و نصب را بررسی کنید: برای کارخانه‌هایی که فضای داخلی محدودی دارند، امکان انتخاب سیستم‌های LFP از نوع کابینت بیرونی (ضد گرد و غبار و ضد آب) وجود دارد که می‌توان آنها را در فضای بیرون نصب کرد. طرح‌های نصب برای جایگاه بهینه (ترجیحاً از قرار گرفتن در معرض نور مستقیم خورشید یا مناطق با رطوبت بالا خودداری شود) باید بر اساس بازدیدهای محلی تهیه شوند.

ادغام آن در سیستم‌های مدیریت انرژی (EMS): اگر کارخانه از یک سیستم EMS برای نظارت بر مصرف انرژی استفاده می‌کند، سیستم LFP باید در چارچوب همان سیستم کار کند. این امر به اپراتورها امکان می‌دهد تا مدیریت را متمرکز کنند (شامل شارژ خودکار در ساعات غیراوج و زمان‌بندی تخلیه در ساعات اوج مصرف).

نتیجه‌گیری

در انتخاب محصولات ذخیره‌سازی انرژی LFP برای یک کارخانه، با توجه به ارزیابی هزینه‌ها، عملکرد و ارزش در طول زمان، یک استراتژی و مجموعه‌ای از تعادل‌های خاص وجود دارد. کارخانه‌ها می‌توانند با شروع از نیازهای مشخص انرژی، ارزیابی عملکرد سیستم، همکاری با تأمین‌کنندگان متخصص و بررسی ادغام سیستم و زیرساخت‌ها، سیستمی را انتخاب کنند که هزینه‌های انرژی را به حداقل برساند، پایداری توان را بهبود بخشد و در توسعه پایدار یاری رساند. برای این کارخانه‌ها، همکاری با تأمین‌کنندگان معتبر LFP در بخش ذخیره‌سازی انرژی C&I که دارای ۱۶ سال تجربه صنعتی و محصولات نسل چهارم هستند، برای دستیابی به تمام مزایای ارائه‌شده توسط ذخیره‌سازی انرژی LFP حیاتی است.