Tehtaat voivat integroida energianvarastojärjestelmiä kustannusten hallintaan, jatkuvan energiansaadon varmistamiseen ja kestävyystavoitteiden saavuttamiseen. Monien energianvarastojärjestelmien joukossa litiumrauta-fosfaattiakut (LFP) ovat suosittuja niiden turvallisuuden, pitkän syklisikäisen ja toiminta-alueen lämpötilavälin vuoksi. Siitä huolimatta LFP-akkuja on saatavana monia erilaisia, ja sopivan LFP-energianvarastojärjestelmän valitseminen edellyttää ymmärrystä tehtaan erityistarpeista, tuotteen teknisistä vaatimuksista sekä tarjoajien palveluista. Seuraavassa esitetään tärkeimmät puitteet tehtaille.

1. Aloita selvällä arvioinnilla tehtaan energiantarpeesta

Ennen LFP-energianvarastojärjestelmän valintaa on perustavanlaatuista, että tehdas arvioi ensisijaiset energiatavoitteensa. Tämä on tärkein vaihe järjestelmän konfiguraatiomääritysten määrittämisessä.

Määritä keskeiset sovellusskenaariot: Valitse järjestelmän käyttötarkoitus huippukulutuksen tasaukseksi (sähkökustannusten säästö huippukulutuksen aikana), varavoimaksi (tärkeiden laitteiden katkettomaksi käynnistämiseksi), virtuaalivoimalan (VPP) toimintaan (lisätuloja sähköverkon säätelyllä) tai kolmivaiheisen epätasapainon hallintaan (sähkön laadun parantaminen). Jokaisessa näistä tapauksista tuotteen mitoitusta tarvitaan eri tavoin kapasiteetin ja reaktionopeuden suhteen. Varavoimatapauksissa järjestelmät on suunniteltu nopeaksi kytkentäkyvyksi, kun taas huippukulutuksen tasauksessa tarvitaan järjestelmiä, jotka on suunniteltu suurella kapasiteetilla ja korkealla syklin tehokkuudella.

Johda yksilölliset energiaparametrit: Määritä järjestelmän teho (kW) ja energiavarastointikapasiteetti (kWh) tallennetun energiankäyttöprofiilin perusteella. Esimerkiksi tehdas, jonka huippukäyttö on 500 kW päivässä ja jossa sähkön hinnan ero on 0,15 $/kWh kalleilla ajankohtina (huippukulutusaikoina), saavuttaisi merkittäviä kustannussäästöjä 200 kW / 800 kWh:n LFP-järjestelmällä.

Ota huomioon tuleva kasvu suunnittelussa: Tehtaat integroivat uusia energialähteitä (kuten paikallisia aurinkopaneeleita) ja laajentavat tuotantoa, ja kasvaneet energiantarpeet sekä uudet energialähteet tulisi ottaa jo huomioon skaalautumiseen tarkoitetuilla LFP-tuotteilla. Tämä mahdollistaa järjestelmän päivityksen täyden vaihdon sijaan, mikä vähentää pitkän aikavälin kustannuksia.

2. Analysoi LFP-tuotteiden suorituskykyindikaattoreita

Erilaiset LFP-energianvarastointituotteet vaikuttavat käyttötehokkuuteen ja käyttöikään. Jokaisen tehtaan tulisi keskittyä kolmeen pääindikaattoriin:

Kierrosmäärä ja hajoamisnopeus: laadukkaat LFP-tuotteet kestävät 3 000–6 000 lataus- ja purkukertaa (80 % purkussyvyydellä, DoD) ja niiden vuotuinen hajoaminen on alle 2 %. Esimerkiksi neljännen sukupolven LFP-tuotteet (esimerkiksi kokeneiden toimittajien tuotteet), jotka toimivat optimaalisesti elektrodimateriaalien kanssa, kestävät yli 5 000 lataus- ja purkukertaa; tämä tarkoittaa, että LFP toimii turvallisesti 10–15 vuotta.

Turvallisuusominaisuudet. Turvallisuus on välttämätön tehdasenergian varastoinnissa, ja sille on annettava etusija. Etsi tuotteita, joissa on monitasoinen suojamekanismi, kuten ylilatauksen/ylikulutuksen estotoiminto, oikosulunestotoiminto ja lämpöläpimurron estotoiminto. LFP-kemia on muista litiumioniakkuista poiketen suhteellisen termisesti stabiilimpi, mutta edistynyt BMS-minimoitaa tulipalon/räjähdyksen riskin.

Energiatehokkuus. LFP-järjestelmän hyötysuhde (RTE) tulisi olla yli 85 %. Mitä korkeampi RTE, sitä pienempi energiahäviö. Tehtaalle, joka käyttää 10 000 kWh varastoitua energiaa kuukaudessa, RTE:n nousu 85 %:sta 90 %:iin säästää vuosittain 500 kWh.

Toimittajan asiantuntemus ja taustatieto ovat ratkaisevan tärkeitä LFP-energianvarastointihankkeen toteutuksessa. Siksi tehtaiden on tärkeää välttää sopimusten tai kumppanuuksien tekemistä toimittajien kanssa, jotka keskittyvät ainoastaan kuluttaja- tai pienimuotoiseen energianvarastointiin, vaan etsiä niitä, joilla on osoitettu erikoistuminen teollisuuden ja kaupallisen sektorin (C&I) alalla.

Arvioi kokemusta ja tuotekehitystä: Etsi toimittajia, joilla on vähintään kymmenen vuoden kokemus kaupallisten ja teollisten (C&I) energiavarastojen alalta. Toimittajat, jotka ovat kehittäneet energiavarastoja alalla vuodesta 2000-luvun lopulta lähtien ja joilla on tuoteversioita tai -päivityksiä neljänteen sukupolveen saakka, todennäköisesti ymmärtävät tehdaskäytön haasteita, kuten toimimista vaativissa teollisissa olosuhteissa (korkea lämpötila, pöly) ja monimutkaista integraatiota tehtaan sähköverkkoihin.

Arvioi mukauttamista: Energiankulutuksen suhteen tehtaat poikkeavat toisistaan, eikä valmiit ratkaisut tai hyllyltä ostetut vaihtoehdot todennäköisesti riitä. Parhaat toimittajat voivat kehittää kattavia räätälöityjä energiaratkaisuja, jotka sisältävät järjestelmän suunnittelun, asennuksen ja käyttöönon jälkeisen huollon. Tähän tarvitaan kokemusta omaavia toimittajia, sillä tehtaiden parantaminen hybridillä LFP-järjestelmillä, jotka sisältävät superkondensaattorijärjestelmiä, ei ole yleinen tarjous.

Arvioi myynnin jälkeistä asiakastukea: Koska LFP-energianvarastojärjestelmät liittyvät akkujen suorituskykyyn (BMS-ohjelmiston päivitykset ja kunnon tarkastukset), säännöllinen huolto on välttämätöntä. Huoltodokumentaation tulisi siten sisältää 24/7-tekninen tuki, paikan päällä tapahtuva huoltopalvelu ja kattava takuudokumentaatio (esim. tuotetta koskeva takuu – 5 vuotta, suorituskyvyn takuu – 2 000 sykliä).

5. Tarkista integraatio tehtaan olemassa olevaan infrastruktuuriin

Riippumatta LFP-tuotteen laadusta, jos se ei sovi tehtaan sähköjärjestelmään, sen integrointi on huonoa.

Varmista sähköinen yhteensopivuus: LFP-järjestelmän jännitteen (AC/DC) ja taajuuden on noudatettava tehtaan verkkoparametreja. Teollisuusympäristöissä käytetään usein kolmivaiheista 380 V -järjestelmää, joten jos valitsetan vaihtoehtoisen tuotteen, syntyy integraatio-ongelmia.

Tarkista tila- ja asennusvaatimukset: Tehtaille, joissa sisätilojen käyttö on rajoitettu, voidaan valita ulkokäyttöön tarkoitettuja kaappityyppisiä LFP-järjestelmiä (pölynsulkevia ja vesitiiviitä), jotka voidaan asentaa ulos. On kehitettävä asennussuunnitelmia optimaaliseen sijoittamiseen (suositeltavaa välttää suoraa auringonvaloa tai korkean kosteusalueita) paikan päällä tehtävää kartoitusta varten.

Integroi se energianhallintajärjestelmiin (EMS): Jos tehdas käyttää EMS-järjestelmää energiankulutuksen seurantaan, LFP-järjestelmän tulisi toimia kyseisen kehyksen sisällä. Tämä mahdollistaa keskitetyn hallinnan (automaattinen huippukulutuksesta poissa olevien tuntien lataus ja huippukulutuksen aikainen purku).

Johtopäätös

LFP-energianvarastotuotteiden valinnassa tehtaalle on olemassa strategia ja harkittavia kompromisseja kustannusten, suorituskyvyn ja pitkän aikavälin arvon arvioinnin osalta. Tehtaat voivat valita järjestelmän, joka minimoi energiakustannukset, parantaa sähkönsyötön vakautta ja edistää kestävää kehitystä, kun lähestymistapa perustuu selkeisiin energiatarpeisiin, järjestelmän suorituskyvyn arviointiin, asiantuntevien toimittajien kanssa yhteistyöhön sekä järjestelmän ja infrastruktuurin integraation tarkistamiseen. Näille tehtaille on ratkaisevan tärkeää tehdä yhteistyötä luotettavien LFP-toimittajien kanssa teollisuus- ja kauppatilojen energianvarastoinnin alalla, joilla on 16 vuoden kokemus ja jotka tarjoavat neljännen sukupolven tuotteita, jotta voidaan saavuttaa kaikki LFP-energianvarastoinnin edut.