نظرة عامة على تطوير وتطبيق صناعة تخزين الطاقة.
1. مقدمة في تكنولوجيا تخزين الطاقة.
تخزين الطاقة هو تخزين الطاقة. ويشير إلى التقنيات التي تحول أحد أشكال الطاقة إلى شكل أكثر استقرارًا وتقوم بتخزينه. ثم يطلقونها في شكل محدد عند الحاجة. تقسمها مبادئ تخزين الطاقة المختلفة إلى ثلاثة أنواع: ميكانيكية، وكهرومغناطيسية، وكهروكيميائية. كل نوع من أنواع تخزين الطاقة له نطاق الطاقة الخاص به وسماته واستخداماته.
| نوع تخزين الطاقة | القوة المقدرة | الطاقة المقدرة | صفات | مناسبات التطبيق | |
| ميكانيكية تخزين الطاقة | 抽水 储能 | 100-2000 ميجاوات | 4-10 ساعات | تكنولوجيا ناضجة وواسعة النطاق؛ الاستجابة بطيئة، وتتطلب موارد جغرافية | تنظيم الأحمال، التحكم في التردد والنسخ الاحتياطي للنظام، التحكم في استقرار الشبكة. |
| 压缩 شكرا جزيلا | إي إم دبليو-300 ميجاوات | 1-20 ساعة | تكنولوجيا ناضجة وواسعة النطاق؛ استجابة بطيئة، والحاجة إلى الموارد الجغرافية. | حلاقة الذروة، النسخ الاحتياطي للنظام، التحكم في استقرار الشبكة | |
| 飞轮 储能 | كيلوواط-30 ميجاوات | 15 ثانية -30 دقيقة | قوة محددة عالية، تكلفة عالية، مستوى ضوضاء مرتفع | التحكم العابر / الديناميكي، التحكم في التردد، التحكم في الجهد، UPS وتخزين طاقة البطارية. | |
| الكهرومغناطيسية تخزين الطاقة | نعم 储能 | كيلوواط-1 ميجاوات | 2 ثانية -5 دقيقة | استجابة سريعة، قوة محددة عالية؛ تكلفة عالية وصعوبة الصيانة | التحكم العابر / الديناميكي، التحكم في التردد، التحكم في جودة الطاقة، UPS وتخزين طاقة البطارية |
| شكرا 电容 | كيلوواط-1 ميجاوات | 1-30 ثانية | استجابة سريعة، قوة محددة عالية؛ تكلفة عالية | مراقبة جودة الطاقة، UPS وتخزين طاقة البطارية | |
| الكهروكيميائية تخزين الطاقة | 铅酸 جديد | كيلوواط-50 ميجاوات | 1 دقيقة-3 h | تكنولوجيا ناضجة ومنخفضة التكلفة؛ عمر قصير، ومخاوف تتعلق بحماية البيئة | النسخ الاحتياطي لمحطة الطاقة، بداية سوداء، UPS، توازن الطاقة |
| 液流 جديد | كيلوواط-100 ميجاوات | 1-20 ساعة | تتضمن العديد من دورات البطارية الشحن والتفريغ العميق. من السهل دمجها، ولكنها ذات كثافة طاقة منخفضة | ويغطي جودة الطاقة. كما يغطي الطاقة الاحتياطية. كما يغطي أيضًا حلاقة الذروة وحشو الوادي. كما يغطي إدارة الطاقة وتخزين الطاقة المتجددة. | |
| 钠硫 جديد | 1 كيلو واط - 100 ميجا واط | ساعات | تتطلب قضايا الطاقة المحددة العالية والتكلفة العالية والسلامة التشغيلية تحسينًا. | جودة الطاقة هي فكرة واحدة. مصدر الطاقة الاحتياطية هو شيء آخر. ثم، هناك حلاقة الذروة وملء الوادي. وإدارة الطاقة شيء آخر. وأخيرا، هناك تخزين الطاقة المتجددة. | |
| 锂离子 جديد | كيلوواط-100 ميجاوات | ساعات | طاقة نوعية عالية، تنخفض التكلفة مع انخفاض تكلفة بطاريات الليثيوم أيون | التحكم العابر / الديناميكي، التحكم في التردد، التحكم في الجهد، UPS وتخزين طاقة البطارية. | |
لها مزايا. وتشمل هذه تأثيرًا أقل من الجغرافيا. لديهم أيضًا وقت بناء قصير وكثافة طاقة عالية. ونتيجة لذلك، يمكن استخدام تخزين الطاقة الكهروكيميائية بمرونة. يعمل في العديد من حالات تخزين الطاقة. إنها تقنية تخزين الطاقة. لديها أوسع مجموعة من الاستخدامات وأكبر إمكانية للتطوير. وأهمها بطاريات الليثيوم أيون. يتم استخدامها في سيناريوهات من دقائق إلى ساعات.
2. سيناريوهات تطبيق تخزين الطاقة
يحتوي تخزين الطاقة على مجموعة كبيرة من سيناريوهات التطبيق في نظام الطاقة. لتخزين الطاقة ثلاثة استخدامات رئيسية: توليد الطاقة، والشبكة، والمستخدمين. هم:
يختلف توليد الطاقة الجديدة عن الأنواع التقليدية. يتأثر بالظروف الطبيعية . وتشمل هذه الضوء ودرجة الحرارة. يختلف إنتاج الطاقة حسب الموسم واليوم. ضبط الطاقة حسب الطلب أمر مستحيل. إنه مصدر طاقة غير مستقر. عندما تصل القدرة المركبة أو نسبة توليد الطاقة إلى مستوى معين. وسوف يؤثر على استقرار شبكة الكهرباء. للحفاظ على نظام الطاقة آمنًا ومستقرًا، سيستخدم نظام الطاقة الجديد منتجات تخزين الطاقة. سوف يقومون بإعادة الاتصال بالشبكة لتسهيل إخراج الطاقة. وهذا سوف يقلل من تأثير طاقة الطاقة الجديدة. وهذا يشمل الطاقة الكهروضوئية وطاقة الرياح. فهي متقطعة ومتقلبة. كما أنه سيعالج مشاكل استهلاك الطاقة، مثل هجر الرياح والضوء.
يتبع تصميم الشبكة التقليدية وبنائها طريقة الحمل الأقصى. يفعلون ذلك على جانب الشبكة. وهذا هو الحال عند بناء شبكة جديدة أو إضافة سعة. يجب أن تأخذ المعدات في الاعتبار الحد الأقصى للحمل. سيؤدي ذلك إلى ارتفاع التكاليف وانخفاض استخدام الأصول. يمكن أن يؤدي صعود تخزين الطاقة على جانب الشبكة إلى كسر طريقة الحمل الأقصى الأصلية. عند إنشاء شبكة جديدة أو توسيع شبكة قديمة، يمكن أن يؤدي ذلك إلى تقليل ازدحام الشبكة. كما أنه يشجع على توسيع وتحديث المعدات. وهذا يوفر تكاليف الاستثمار في الشبكة ويحسن استخدام الأصول. يستخدم تخزين الطاقة الحاويات باعتبارها الناقل الرئيسي. يتم استخدامه على جوانب توليد الطاقة والشبكة. إنها مخصصة بشكل أساسي للتطبيقات التي تزيد قوتها عن 30 كيلو واط. إنهم بحاجة إلى قدرة منتج أعلى.
تُستخدم أنظمة الطاقة الجديدة من جانب المستخدم بشكل أساسي لتوليد الطاقة وتخزينها. وهذا يقلل من تكاليف الكهرباء ويستخدم تخزين الطاقة لتحقيق الاستقرار في الطاقة. وفي الوقت نفسه، يمكن للمستخدمين أيضًا استخدام أنظمة تخزين الطاقة لتخزين الكهرباء عندما تكون الأسعار منخفضة. وهذا يتيح لهم خفض استخدامهم لشبكة الكهرباء عندما تكون الأسعار مرتفعة. يمكنهم أيضًا بيع الكهرباء من نظام التخزين لكسب المال من أسعار الذروة والوادي. يستخدم تخزين الطاقة من جانب المستخدم الخزانات باعتبارها الناقل الرئيسي. يناسب التطبيقات في المجمعات الصناعية والتجارية ومحطات الطاقة الكهروضوئية الموزعة. هذه في نطاق الطاقة من 1 كيلو واط إلى 10 كيلو واط. قدرة المنتج منخفضة نسبيا.
3. يعد نظام "تخزين الحمل والشبكة المصدرية" سيناريو تطبيق موسع لتخزين الطاقة
نظام "تخزين تحميل الشبكة المصدر" هو وضع التشغيل. يتضمن حلاً لـ "مصدر الطاقة وشبكة الطاقة والحمل وتخزين الطاقة". يمكن أن يعزز كفاءة استخدام الطاقة وسلامة الشبكة. يمكنه إصلاح مشاكل مثل تقلب الشبكة في استخدام الطاقة النظيفة. المصدر في هذا النظام هو مورد الطاقة. ويشمل الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الكهرومائية. وتشمل أيضًا الطاقة التقليدية، مثل الفحم والنفط والغاز الطبيعي. الشبكة هي شبكة نقل الطاقة. ويشمل خطوط النقل ومعدات نظام الطاقة. الحمل هو المستخدم النهائي للطاقة. ويشمل السكان والمؤسسات والمرافق العامة. التخزين هو تكنولوجيا تخزين الطاقة. ويشمل معدات التخزين والتكنولوجيا.
في نظام الطاقة القديم، محطات الطاقة الحرارية هي مصدر الطاقة. المنازل والصناعات هي العبء. الاثنان متباعدان. شبكة الكهرباء تربطهم. يستخدم وضع تحكم متكامل وكبير. إنه وضع موازنة في الوقت الفعلي حيث يتبع مصدر الطاقة الحمل.
وبموجب نظام "neue Leistungssystem"، أضاف النظام طلب الشحن لمركبات الطاقة الجديدة باعتباره "حمولة" للمستخدمين. وقد أدى ذلك إلى زيادة الضغط بشكل كبير على شبكة الكهرباء. لقد أتاحت طرق الطاقة الجديدة، مثل الخلايا الكهروضوئية، للمستخدمين أن يصبحوا "مصدرًا للطاقة". كما تحتاج سيارات الطاقة الجديدة إلى شحن سريع. وتوليد الطاقة الجديدة غير مستقر. لذلك، يحتاج المستخدمون إلى "تخزين الطاقة" لتخفيف تأثير توليد الطاقة واستخدامها على الشبكة. سيؤدي ذلك إلى تمكين استخدام الطاقة في أوقات الذروة وتخزين الطاقة.
استخدام الطاقة الجديدة يتنوع. يريد المستخدمون الآن بناء شبكات صغيرة محلية. تربط هذه "مصادر الطاقة" (الضوء)، و"تخزين الطاقة" (التخزين)، و"الأحمال" (الشحن). يستخدمون تكنولوجيا التحكم والاتصالات لإدارة العديد من مصادر الطاقة. أنها تتيح للمستخدمين توليد واستخدام الطاقة الجديدة محليا. كما أنها تتصل بشبكة الطاقة الكبيرة بطريقتين. وهذا يقلل من تأثيرها على الشبكة ويساعد على توازنها. إن الشبكة الصغيرة وتخزين الطاقة عبارة عن "نظام تخزين وشحن الطاقة الكهروضوئية". إنه متكامل. يعد هذا تطبيقًا مهمًا لـ "تخزين أحمال الشبكة المصدر".
ثالثا. آفاق التطبيق والقدرة السوقية لصناعة تخزين الطاقة
ويقول تقرير CNESA أنه بحلول نهاية عام 2023، بلغ إجمالي القدرة التشغيلية لمشاريع تخزين الطاقة 289.20 جيجاوات. وهذا يمثل ارتفاعًا بنسبة 21.92% من 237.20 جيجاوات في نهاية عام 2022. وبلغ إجمالي السعة المثبتة لتخزين الطاقة الجديدة 91.33 جيجاوات. وهذا يمثل زيادة بنسبة 99.62٪ عن العام السابق.
وبنهاية عام 2023، وصلت القدرة الإجمالية لمشاريع تخزين الطاقة في الصين إلى 86.50 جيجاوات. لقد ارتفعت بنسبة 44.65% من 59.80 جيجاوات في نهاية عام 2022. وتشكل الآن 29.91% من القدرة العالمية، بزيادة 4.70% عن نهاية عام 2022. ومن بينها، يتمتع التخزين بالضخ بأكبر سعة. بنسبة 59.40%. نمو السوق يأتي بشكل رئيسي من تخزين الطاقة الجديدة. ويشمل ذلك بطاريات الليثيوم أيون وبطاريات الرصاص الحمضية والهواء المضغوط. لديهم قدرة إجمالية تبلغ 34.51 جيجاوات. وهذا يمثل زيادة بنسبة 163.93٪ عن العام الماضي. وفي عام 2023، سيزداد تخزين الطاقة الجديدة في الصين بمقدار 21.44 جيجاوات، بزيادة سنوية قدرها 191.77%. يشمل تخزين الطاقة الجديد بطاريات الليثيوم أيون والهواء المضغوط. وكلاهما لديه المئات من المشاريع المتصلة بالشبكة على مستوى الميغاواط.
انطلاقا من تخطيط وبناء مشاريع تخزين الطاقة الجديدة، أصبح تخزين الطاقة الجديدة في الصين واسع النطاق. وفي عام 2022، هناك 1799 مشروعًا. وهي مخططة أو قيد الإنشاء أو قيد التشغيل. تبلغ طاقتها الإجمالية حوالي 104.50 جيجاوات. معظم مشاريع تخزين الطاقة الجديدة التي تم تشغيلها هي مشاريع صغيرة ومتوسطة الحجم. حجمها أقل من 10 ميجاوات. يشكلون حوالي 61.98٪ من المجموع. مشاريع تخزين الطاقة قيد التخطيط وتحت الإنشاء هي في الغالب كبيرة. هم 10 ميجاوات وما فوق. يشكلون 75.73% من المجموع. ويجري العمل على أكثر من 402 مشروع بقدرة 100 ميجاوات. لديهم الأساس والشروط اللازمة لتخزين الطاقة لشبكة الكهرباء.
وقت النشر: 22 يوليو 2024