“秦”你聊儲能-工商業(yè)儲能系統(tǒng)的效率分析
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技術(shù)博客
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2024-10-23
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大秦數(shù)能
工商業(yè)儲能系統(tǒng)不僅能夠幫助企業(yè)實現(xiàn)峰谷套利、降低用電成本,還能在提高能源利用效率、增強電力系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。而系統(tǒng)效率是衡量其性能的重要指標(biāo),直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)濟效益和投資回報,高效能減少能量損失,降低運營成本。下面我們來詳細(xì)探討一下關(guān)于工商業(yè)儲能系統(tǒng)的效率。
01.系統(tǒng)效率的影響因素
工商業(yè)儲能系統(tǒng)效率受到很多方面因素的影響,主要包括以下幾方面:
①電池循環(huán)效率:工商儲能電池循環(huán)效率是指在一個完整的充放電循環(huán)過程中,電池放電時輸出的能量與充電時輸入能量的比值。它直觀地反映了電池在多次充放電循環(huán)過程中能量的保存和轉(zhuǎn)換能力,也是影響儲能系統(tǒng)效率的最關(guān)鍵的因素。而像鋰離子電池、鉛酸電池、鋰聚合物電池等不同種類的電池,也具有不同的充放電效率。一般來說,鋰離子電池的循環(huán)效率高于鉛酸電池,鋰離子電池的循環(huán)效率通常在90%以上,部分高品質(zhì)的鋰離子電池甚至可以達(dá)到95%及以上。在正常的使用和充放電條件下,鋰離子電池在多次充放電循環(huán)后,仍能保持較高的能量轉(zhuǎn)換效率。相比之下,鉛酸電池的循環(huán)效率相對較低,一般在70%至85%之間。鉛酸電池的自放電率相對較高,在放置過程中會有一定程度的電量自然損耗,這也會對其實際可利用的能量和循環(huán)效率產(chǎn)生影響。此外,電池老化、電芯溫度、充放電倍率等因素也會影響電池效率。電池在合適的溫度范圍內(nèi)、以適中的充放電倍率運行時,效率較高;而隨著電池的老化,其效率會逐漸下降。
②PCS轉(zhuǎn)換效率:儲能變流器PCS 在交直流的電能轉(zhuǎn)換過程中會產(chǎn)生一定的損耗,這也會對儲能系統(tǒng)效率造成影響,隨著PCS的技術(shù)發(fā)展,其轉(zhuǎn)換效率不斷在提升,但無法達(dá)到100%。
③溫控系統(tǒng)能耗:工商儲能設(shè)備的溫度管理系統(tǒng)在運行過程中會消耗電能,從而對儲能系統(tǒng)的整體效率造成影響。在高溫或極低溫的環(huán)境下,溫控器系統(tǒng)的能耗會顯著增加,因此需要合理設(shè)計的運行策略,以降低能耗。
④系統(tǒng)控制策略:系統(tǒng)控制策略決定了系統(tǒng)充放電的模式,針對不同應(yīng)用場景,合適的控制策略可以最大限度地降低不必要的能耗損失,從而提升整理系統(tǒng)效率。
02.系統(tǒng)效率的影響因素
圖片來源:國家標(biāo)準(zhǔn)全文公開系統(tǒng)
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)文件GB/T36549-2018《電化學(xué)儲能電站運行指標(biāo)及評價》,儲能電站綜合效率為評價周期內(nèi),儲能電站生產(chǎn)運行過程中上網(wǎng)電量與下網(wǎng)電量的比值,公式如下:
系統(tǒng)循環(huán)效率我們從直流側(cè)與交流側(cè)來劃分:
1. 直流側(cè)循環(huán)效率
· 充電效率
電池充電時,充電效率計算公式:η?
“Q實充”是電池實際充入的電量,“Q入”是從直流側(cè)輸入電池的電量。如輸入100度直流電,電池實際充入95度,充電效率=0.95(95%)。
· 放電效率
放電效率計算公式:
“Q出”是電池放電時從直流側(cè)輸出的電量,“Q實放”是電池實際可放出的電量。如電池可放80度電,實際輸出76度,放電效率=0.95(95%)。
· 直流側(cè)循環(huán)效率
2. 交流側(cè)循環(huán)效率
· 整流效率
“Q直出”是交流電整流后直流側(cè)得到的電量,“Q交入”是交流側(cè)輸入的電量。
· 逆變效率
“Q交出”是直流逆變后交流側(cè)輸出的電量,“Q直入”是直流側(cè)輸入的電量。
· 交流側(cè)循環(huán)效率(假設(shè)無變壓器等其他損耗)
通過分別計算交流側(cè)和直流側(cè)循環(huán)效率,可以全面了解工商業(yè)儲能系統(tǒng)各部分的能量轉(zhuǎn)換情況,有助于優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計和提高整體效率。
03.如何提高工商業(yè)儲能系統(tǒng)效率
了解了工商儲能系統(tǒng)效率及如何去計算系統(tǒng)效率,那么該如何對系統(tǒng)效率做優(yōu)化呢?有如下幾個方法推薦:
優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計:合理設(shè)計儲能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和參數(shù),優(yōu)化系統(tǒng)布局,減少能量傳輸和轉(zhuǎn)化過程中的能量損失。例如,設(shè)計合理的電路布局和電氣連接,可以減少線路電阻和能量損失,從而提高系統(tǒng)的整體效率。
選擇高效的設(shè)備:選擇能效高的設(shè)備和材料,例如高效率的電芯、逆變器等,減少系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化過程中的能量損失。
制定科學(xué)的能量管理策略:對儲能設(shè)備進行實時監(jiān)測和調(diào)度管理,通過精確控制儲能設(shè)備的運行時間和功率輸出,提高能量利用效率。同時,實現(xiàn)儲能系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的智能集成,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。通過智能控制系統(tǒng)實現(xiàn)能源的準(zhǔn)確調(diào)度,合理分配儲能和釋放能量,可以最大化地提高儲能系統(tǒng)的效率。
定期維護和檢查:定期對儲能系統(tǒng)進行維護和檢查,及時發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)備故障和隱患;對電池進行定期充放電測試,了解電池的性能變化,使電池工作在最佳狀態(tài)。
工商業(yè)儲能系統(tǒng)效率對成本有著重要的影響,在實際應(yīng)用中,需要綜合考慮這些因素,選擇合適的技術(shù)和策略,才能實現(xiàn)工商業(yè)儲能系統(tǒng)的高效運行和成本優(yōu)化。