Разумевање основних показатеља ефикасности у системима за складиштење енергије у батеријама

Ефикасност одласка и повратка: квантификовање губитака од пада напона, конверзије инвертера и прекорачења БМС-а

Ефикасност одласка и одласка, или РТЕ, у основи нам говори колико енергије избацујемо из система за складиштење батерије у поређењу са оном што је ушло приликом пуњења. Постоји неколико начина на које се енергија губи на путу. Прво, постоји пад напона узрокован унутрашњим отпорном у самој батерији, која троши око 5 до 15% топлоте. Затим долази процес конверзије између сталне струје и ваљне струје кроз инверторе, обично губећи још 3 до 8% у зависности од поставке и оптерећења радом. И не заборавите на све позадинске послове које ради систем за управљање батеријама за ствари као што су праћење ћелија, одржавање равнотеже и обезбеђивање безбедносних протокола - ово заузима отприлике 1 до 3%. Када се комбинују, ови фактори смањују укупну РТЕ на негде између 80 и 95% у данашњим литијум-јонским системима. Добра вест је да произвођачи могу побољшати перформансе прилагођавањем хемије ћелија, као што је пребацивање на ЛФП материјале који нуде бољу проводност, и комбиновање оних са новијим инверторима од карбида силицијума који троше мање енергије. Ови побољшања не само да смањују потрошњу енергије већ и продужују трајање рада ових система пре него што их треба заменити.

Балансирање дубине испуштања и Ц-реат да би се сачувала ефикасност и живот циклуса

Управљање дубином пускања (DoD) заједно са C-реат-ом је заиста важно за одржавање ефикасности батерија док трају дуже. Прелазак преко 80% ДОД-а тежи да брже износи електроде, што значи да батерија неће трајати толико циклуса као што би била на око 60% ДОД-а. Разлика може бити прилично значајна, негде између 30 и 50% мање корисних циклуса. И ако повећамо стопу испуштања преко 1 Ц, ствари се погоршавају јер се више топлоте акумулира и ти досадни губици поларизације утичу, падајући ефикасност од 8 до 12%. Већина истраживања указује на идеалан распон негде између 0,5 и 0,8 степени Целацијуса у комбинацији са нивоима Одбране од 60 до 80%. Ова слатка тачка помаже у одржавању физичке структуре литијум-јонских електрода и одржава задржавање капацитета изнад 90% чак и након проласка 4.000 циклуса пуњења. Убавите добре системе за топлотну управљање и ови параметри ће се добро одржавати без обзира на то каква оптерећења систем доживљава или промене у спољним температурним условима.

Стратегије топлотне управљања за дугорочну ефикасност система за складиштење енергије у батеријама

Активно или пасивно хлађење: утицај на униформитет ћелија, стопу деградације и стабилност РТЕ

Држење батеријских ћелија између 25 и 35 степени Целзијуса је веома важно. Када се температуре повуку изван ове сладне тачке, нежељене хемијске реакције се појављују брже, унутрашњи отпор се повећава, а напон једноставно неће остати стабилан. Течни системи хлађења овде делују чудесно, смањујући температурне разлике између ћелија за отприлике 60 до 70 посто у поређењу са основним пасивним приступима. То доводи до много више истоправног зноја у свим ћелијама и бољег укупног перформанса система. Које су недостатке? Ови активни системи хлађења троше око 8 до 15 посто капацитета целог система за складиштење батерије, што смањује побољшање ефикасности. С друге стране, пасивне опције као што су материјали за промену фазе потпуно избегавају овај проблем потрошње енергије. Али они дозвољавају да се температурне разлике повећају на око 10 степени Целзијуса током периода тешке употребе, што може довести до тога да неки делови батерије старе брже од других. Гледајући шта UL 9540A стандарди заправо захтевају, то се заиста сведи на оно што систему највише треба. Операције у великој мере на мрежи где је конзистентна продукција важна имају тенденцију да иду са активним хлађењем упркос додатним трошковима енергије. Мањи резервни системи обично се држе пасивних метода јер су једноставнији за одржавање и генерално поузданији током времена.

Процена за оцену здравственог стања у реалном времену користећи електрохемијске моделе са вештачком интелигенцијом

Најновији електрохемијски модели вештачке интелигенције комбинују отчитање живог напона, мерења струје и праћење температуре како би предвидели здравље батерије са око 97% тачности, што побеђује традиционалне приступе као што су једноставни прагови напона или основне технике бројања кулонова. Ови паметни алгоритми могу да открију знаке хабања много пре него што се проблеми заправо појаве на површини, откривајући ствари као што је акумулација литија или хемијски распад у електролитном раствору око 30 до 50 циклуса пуњења унапред. Када се ови системи интегришу у софтвер за управљање батеријом, они аутоматски прилагођавају подешавања хлађења и рутине пуњења на основу онога што се дешава унутар ћелија под различитим условима. Ова проактивна прилагођавање помаже да се смањи деградација ћелија за отприлике 18 до 22% када се бавите изненадним захтевима за енергијом. Како се машинско учење наставља побољшавати, видимо и мање лажних аларма, са стопом грешке која пада за око 40%. То значи да батерије не троше енергију на непотребно хлађење када нема стварне претње, што их на крају чини дуже трајним док раде ефикасније.

АИ-дириван оперативна оптимизација система за складиштење енергије у батеријама

Учење о појачању за адаптивно распоређивање наплате/испуштања на основу оптерећења, цене и неизвесности прогнозе

Учење појачања или РЛ помаже системима за складиштење енергије батерија да закажу када ће се пунити и пустити на основу тренутних цена електричне енергије, шта се сада дешава на мрежи и свих врста непредвидивих фактора. Размислите како време утиче на флуктуације потражње или када соларна/ветарска енергија не генерише као што се очекује. Ови модели се обучавају користећи претходне податке плус измишљене сценарије који имитирају различите услове мреже. Они током времена доносе боље одлуке како би добили највећу могућу вредност, а истовремено и следе важне правила о томе како батерије треба да раде безбедно. На пример, они треба да избегну да се батерије превише често исцрпе, да контролишу колико брзо пуне/испуне и да се побрину да температуре буду у безбедном распону. Тестирања у стварном свету показале су да ови паметни системи могу повећати профит било где од 12% до скоро 18% у поређењу са старомодним методама планирања. Како је то било? Једноставно је - чекају сказне скаке пре него што се напуне, а затим стратегијски ослобађају складиштене енергије када је мрежа под притиском или када цене прескоче. Оно што овај приступ чини посебним је његова способност да се носи са неизвесношћу без оштећења саме батерије. Оператори више не морају да бирају између заштите своје опреме и брзог реагувања на промене на тржишту.

Укупни број на бројеви који се могу користити за регенерисање струје

Валлуа стекинг користи вештачку интелигенцију да би сакупио неколико услуга мреже као што су арбитража енергије, резерва за контролу фреквенције (ФЦР) и резерва за аутоматизовано обнову фреквенције (АФРР) све унутар једног система складиштења енергије батерије. Арбитража у основи користи оне часовне разлике у цени на тржишту. У међувремену, ФЦР се активира када се ове мале промене фреквенције дешавају за неколико секунди, а онда аФРР обрађује оно што је остало након што се ове веће проблеме поправи, обично за око 5 до 15 минута. Цео систем има вештачки мозак који управља количином доступне енергије у датом тренутку, осигуравајући да ФЦР има приоритет када се мрежа почне понашати, али прелази у арбитражу када цене изгледају добро унапред. Компаније извештавају да имају од 20% до 40% више новца у поређењу са само једном услугом, и не морају да брину о кршењу безбедносних граница или бржем износ батерија од нормалног. Стандарди као што су UL 1973 и IEEE 1547-2018 такође то подржавају, показујући да када се уради правилно, спајање вредности додаје само око 2% додатне знојења на батеријске ћелије током времена.

Интеграција хардвера Најбоље праксе за ефикасност холистичког система за складиштење енергије у батерији

Добивање хардверских компоненти да добро раде заједно је заиста важно ако желимо добру дугорочну ефикасност и перформансе током целог система живота. Када делови као што су батерије, конвертори енергије и системи за хлађење правилно сарађују, они чине велику разлику у томе колико енергије се губи на путу. Узмите подразмерну жицу или дуге DC базе на пример, то може створити губитке од око 3%, нешто што нико не жели да види на свом рачуну. И када инвертори говоре са системима за управљање батеријама користећи различите језике, то присиљава системе да раде конзервативно, што значи да се мање употребљиве енергије излази него што би требало да буде могуће. Експерти из индустрије препоручују да се те ЦЦ везе држе кратке како би се избегли пад напона, да се користи стандардизована CAN FD или Етернет комуникација тако да све говори брзином муња, и да се зграде са правилним каналима ваздушног тока који одговарају месту где се топлота аку Произвођачи великих имена тестирали су ово током времена, и системи изграђени на овај начин имају тенденцију да задрже око 92% ефикасности одласка и одласка чак и након хиљада циклуса пуњења, у поређењу са само 85% за системе које су спојене случајно. За велике инсталације, коришћење UL 9540 сертификованих веза између реков чини ствари боље заједно, смањује грешке у постављању и помаже да се избегну те фрустрирајуће губитке ефикасности од 15% које се често дешавају када се покушава да се брише врхови потражње.

Често постављене питања

Шта је ефикасност одласка и повратка (РТЕ) у батеријским системима?

Ефикасност одласка и повратка мери колико се енергије извуче из система складиштења батерије у поређењу са енергијом која се користи за пуњење, узимајући у обзир губитке као што су пад напона, конверзија инвертора и општа трошкови система за управљање батеријом.

Како дубина пускања утиче на трајање батерије?

Висока дубина испуштања може убрзати зношење електрода, што доводи до значајног смањења броја коришћених циклуса и укупног трајања батерије. Утврђивање умереног ДОД-а продужава трајање батерије.

Које су предности коришћења вештачке интелигенције у системима за енергију батерија?

АИ побољшава системе батерија оптимизирајући распореде пуњења/испуњења и предвиђајући стање здравља, чиме се побољшава ефикасност, продужава трајање батерије и максимизује финансијски повратак.

Која је разлика између активног и пасивног хлађења у системима батерија?

Активно хлађење, иако ефикасније у одржавању равномерне температуре, троши више енергије, док је пасивно хлађење енергетски конзервативно, али омогућава већу варијацију температуре између ћелија.