Цахилгаан эрчим хүч хадгалах систем (EESS) нь цахилгаан эрчим хүчийг хуримтлуулж, дараа нь ашиглахад зориулагдсан технологи бөгөөд эрчим хүчний хангамж, эрэлтийг тэнцвэржүүлэх, ялангуяа нар, салхи зэрэг сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
кредит EIA.ORG
EESS гэж юу вэ?
Цахилгаан эрчим хүч хадгалах систем (EESS) нь сэргээгдэх эрчим хүч зэрэг янз бүрийн эх үүсвэрээс үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүчийг дараа нь ашиглах зорилгоор хадгалах боломжийг олгодог шинэлэг технологи юм. Эдгээр системүүд нь цахилгаан эрчим хүчний тасалданги үйлдвэрлэл болон хэлбэлзэлтэй эрэлтийн сорилтуудыг шийдвэрлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. EESS нь цахилгаан эрчим хүчийг хадгалах боломжтой эрчим хүчний өөр хэлбэр болгон хувиргаж, шаардлагатай үед цахилгаан эрчим хүч болгон хувиргаснаар цахилгаан сүлжээг тогтворжуулах, цахилгаан хангамжийн найдвартай байдлыг нэмэгдүүлэхэд тусалдаг. Энэхүү чадавхи нь эрчим хүчний дэд бүтцэд угаасаа өөрчлөгддөг нар, салхи зэрэг сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрүүдийг нэгтгэхэд онцгой чухал юм.
EESS-ийн үндсэн чиг үүрэг
- Оргил сахлын болон ачааллыг тэгшлэх: EESS нь эрэлт багатай үед илүүдэл эрчим хүчийг хуримтлуулж, оргил үед нь гадагшлуулж, цахилгааны ачааллын муруйг жигдрүүлж, сүлжээний үр ашгийг дээшлүүлдэг.
- Сүлжээний тогтвортой байдал: Эдгээр системүүд нь эрчим хүчний чанар, сүлжээний найдвартай байдлыг хангаж, хурдацтай давтамжийн зохицуулалт, хүчдэлийг дэмждэг.
- Сэргээгдэх эрчим хүчний нэгдэл: EESS нь сэргээгдэх эх үүсвэрийн тасалдлыг багасгаж, илүүдэл эрчим хүчийг үйлдвэрлэх бага үед ашиглах зорилгоор хуримтлуулж, цэвэр эрчим хүчийг илүү ихээр нэвтрүүлэх боломжийг олгодог.
- Уян хатан байдал ба нөөц: Тасралт эсвэл онцгой байдлын үед EESS нь сүлжээний ерөнхий уян хатан чанарыг сайжруулж, чухал нөөц хүчийг санал болгодог.
- Зардлын бууралт: EESS нь эрчим хүчний арбитрыг идэвхжүүлж, өндөр үнэтэй цахилгаан станцуудаас хамааралтай байдлыг бууруулснаар хэрэглэгчид болон нийтийн аж ахуйн нэгжүүдийн эрчим хүчний нийт зардлыг бууруулахад тусалдаг.
Эрчим хүч хадгалах системийн төрлүүд
Эрчим хүч хадгалах систем нь төрөл бүрийн технологиудыг багтаадаг бөгөөд тус бүр нь өвөрмөц шинж чанар, хэрэглээтэй байдаг.
- Зайны эрчим хүчийг хадгалах систем (BESS): Лити-ион батерейг голчлон ашигладаг эдгээр системүүд нь эрчим хүчний өндөр нягтрал, зардал багасдаг тул зах зээлд ноёрхож байна. Бусад төрлийн батерейнд хатуу төлөвт ба урсгалын батерей орно.
- Механик хадгалах: Энэ ангилалд илүүдэл цахилгааныг ашиглан өндөр өндөрлөг рүү ус шахах шахуургатай усан сан болон газар доорх агуйд агаар шахагддаг шахсан агаарын энергийн хуримтлал (CAES) багтана.
Баруун өмнөд судалгааны хүрээлэнгийн механик агуулахын төсөл
- Дулааны эрчим хүчний хадгалалт: Эдгээр системүүд нь эрчим хүчийг хайлсан давс гэх мэт дулаан, эсвэл мөс шиг хүйтэн хэлбэрээр хадгалдаг бөгөөд дараа нь халаах, хөргөхөд ашиглах болно.
- Flywheel эрчим хүчний хадгалалт: Энэхүү технологи нь кинетик энергийг эргэлдэгч массад хадгалдаг бөгөөд эрчим хүчийг хурдан гаргах шаардлагатай богино хугацааны хэрэглээнд тохиромжтой.
БНХАУ-ын Шэньжэнь хотод Flywheel эрчим хүч хадгалах төсөл
Хадгалах системийн харьцуулалт
Батерейны эрчим хүч хадгалах систем (BESS) нь эрчим хүчний нягтрал, олон талт байдлын хувьд бусад эрчим хүч хадгалах системээс ялгаатай давуу талтай. BESS, ялангуяа лити-ион технологи ашигладаг нь суперконденсатор гэх мэт өөр хувилбаруудтай харьцуулахад илүү өндөр эрчим хүчний нягтралыг хангаж, илүү авсаархан, үр ашигтай хадгалах шийдлүүдийг бий болгодог. Ус шахах, шахсан агаарын агуулах гэх мэт механик системээс ялгаатай нь BESS-ийг орон сууцнаас эхлээд нийтийн хэрэглээний программ хүртэл янз бүрийн тохиргоонд хялбархан масштаблаж, байрлуулж болно.
Гэсэн хэдий ч BESS нь зарим хувилбаруудтай харьцуулахад мөчлөгийн амьдрал, урт хугацааны хадгалалтын хувьд бэрхшээлтэй тулгардаг. Жишээлбэл, урсгал батерейнууд нь урт хугацааны ашиглалтын хугацаа, гэмтэлгүйгээр гүн цэнэглэх чадварыг санал болгодог тул урт хугацааны үйлчилгээнд тохиромжтой. Суперконденсаторууд нь эрчим хүчний нягтрал багатай ч хурдан цэнэглэх, цэнэггүй болгох чадвараараа давуу бөгөөд өндөр хүчин чадалтай, богино хугацааны хэрэглээнд тохиромжтой. BESS болон бусад хадгалах системүүдийн хоорондох сонголт нь эцсийн эцэст эрчим хүчний хүчин чадал, эрчим хүчний гаралт, хариу өгөх хугацаа, зардлын тооцоо зэрэг хэрэглээний тодорхой шаардлагаас хамаарна.
BESS-ийн талаар илүү ихийг судлаарай
Эрчим хүч хадгалах хэрэгсэл
Цахилгаан эрчим хүч хадгалах хэрэгсэл нь цахилгаан эрчим хүчийг дараа нь ашиглах зорилгоор хадгалах зориулалттай төрөл бүрийн технологиудыг агуулдаг. Хамгийн түгээмэл төрлүүд нь:
- Цахилгаан химийн батерей: Үүнд лити-ион, хар тугалга-хүчил, урсгал батерей орно. Лити-ион батерейнууд нь эрчим хүчний өндөр нягтрал, зардал буурч байгаа тул зах зээлд ноёрхож байна.
- Конденсатор ба суперконденсаторууд: Эдгээр төхөөрөмжүүд нь эрчим хүчийг цахилгаан талбарт хуримтлуулдаг бөгөөд хурдан цэнэглэх, цэнэггүй болгоход тохиромжтой.
- Хэт дамжуулагч соронзон энергийн хуримтлал (SMES): Энэ технологи нь хэт дамжуулагч ороомог дахь шууд гүйдлийн урсгалаас үүссэн соронзон орон дахь энергийг хадгалдаг.
- Дулааны хадгалалт: Хайлсан давс эсвэл мөс хадгалах системүүд нь цахилгаан энергийг дараа нь ашиглах дулааны энерги болгон хувиргадаг.
EESS програмууд
Цахилгаан эрчим хүч хадгалах систем нь янз бүрийн салбарт олон төрлийн хэрэглээг олдог. Эрчим хүчний сүлжээнд тэд эрэлт, нийлүүлэлтийг тогтворжуулах, ялангуяа сэргээгдэх эрчим хүчний завсарлагааны эх үүсвэрийг нэгтгэх үед чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. EESS нь эрчим хүчний хэрэглээний цагийг өөрчлөх боломжийг олгодог бөгөөд хэрэглэгчдэд эрчим хүчээ ачаалал ихтэй үед хадгалах боломжийг олгодог. Эдгээр системүүд нь мөн бичил сүлжээний амин чухал бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд тасалдал үед нөөц эрчим хүчээр хангаж, сүлжээний ерөнхий уян хатан чанарыг сайжруулдаг. Тээврийн салбарт EESS технологи, ялангуяа батерейны систем нь цахилгаан тээврийн хэрэгслийн үйл ажиллагааны үндэс суурь болдог. Нэмж дурдахад, EESS нь оргил ачааллыг зохицуулах, эрчим хүчний зардлыг бууруулахад туслах замаар үйлдвэрлэлийн болон арилжааны хэрэглээг дэмждэг.
EESS-ийн ашиг тус
Цахилгаан эрчим хүч хадгалах системийг хэрэгжүүлэх нь эрчим хүчний менежмент, тогтвортой байдлыг хангах олон давуу талыг санал болгодог. Эдгээр систем нь эрэлт, нийлүүлэлтийг тэнцвэржүүлж, өндөр өртөгтэй цахилгаан станцуудын хэрэгцээг бууруулж, сүлжээний тогтвортой байдалд хувь нэмэр оруулдаг. EESS нь сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрүүдийг нэгтгэх ажлыг хөнгөвчлөх, нарны болон салхины эрчим хүчтэй холбоотой тасалдалтай асуудлуудыг багасгахад тусалдаг. EESS нь хэрэглэгчдэд бага зардалтай үед эрчим хүчээ хуримтлуулж, эрэлт ихтэй үед ашиглах боломжийг олгосноор зардлыг ихээхэн хэмнэх боломжтой. Нэмж дурдахад эдгээр системүүд нь эрчим хүчний найдвартай байдлыг сайжруулж, зогсолтын үед нөөцийг бүрдүүлж, сэргээгдэх нөөцийн ашиглалтыг оновчтой болгож, хүлэмжийн хийн ялгарлыг бууруулах замаар байгаль орчны тогтвортой байдалд хувь нэмэр оруулдаг.
Microgrid дэмжлэг дэх EESS
Эрчим хүч хадгалах систем (ESS) нь бичил сүлжээний гүйцэтгэл, найдвартай байдлыг нэмэгдүүлэхэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр нь эрчим хүчний чанарыг сайжруулах, давтамжийн зохицуулалт, хүчдэлийн дэмжлэг зэрэг зайлшгүй шаардлагатай үйлчилгээг үзүүлдэг бөгөөд тасалдал гарсан үед сүлжээг тогтворжуулж, тасалдал үүсэхээс сэргийлдэг. Мөн ESS нь бичил сүлжээгүүдэд үйлдвэрлэл их байх үед илүүдэл эрчим хүчийг хуримтлуулж, шаардлагатай үед цэнэглэх замаар сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийг үр ашигтайгаар нэгтгэх боломжийг олгодог бөгөөд ингэснээр тасалдалтай холбоотой асуудлуудыг даван туулдаг.
Microgrid програмуудад ESS нь хэд хэдэн үндсэн давуу талыг санал болгодог:
- Сайжруулсан уян хатан байдал: ESS нь буферын үүргийг гүйцэтгэж, тасалдалын үед нөөц эрчим хүчийг хангаж, арлын боломжийг идэвхжүүлдэг.
- Сайжруулсан эрчим хүчний менежмент: Энэ нь эрчим хүчний зардлыг оновчтой болгож, хамгийн их үсээ хусах, ачааллыг тэгшлэх, эрчим хүчний арбитраж хийх боломжийг олгодог.
- Сэргээгдэх эрчим хүчний интеграцчлал нэмэгдсэн: ESS нь нар, салхи гэх мэт хувьсах сэргээгдэх эх үүсвэрүүдийг илүү ихээр нэвтрүүлэх боломжийг олгодог.
- Сүлжээний тогтвортой байдал: Энэ нь давтамжийн зохицуулалт, хүчдэлийг дэмжихэд хурдан хариу үйлдэл үзүүлж, эрчим хүчний чанарыг хадгалдаг.
- Үйл ажиллагааны уян хатан байдал: ESS нь бичил сүлжээг бие даан эсвэл үндсэн сүлжээтэй хамт ажиллуулах боломжийг олгож, системийн ерөнхий найдвартай байдлыг сайжруулдаг.
EESS-ийг дэлхийн хэмжээнд ашиглахад тулгарч буй бэрхшээлүүд
Дэлхий нийтийн хэрэглээнд зориулан цахилгаан эрчим хүч хадгалах системийг (EESS) өргөжүүлэх нь хэд хэдэн чухал сорилттой тулгардаг:
- Хэрэгжүүлэх өндөр зардал: Батерейны үнэ буурч байгаа хэдий ч томоохон хэмжээний EESS-ийн анхны хөрөнгө оруулалт ихээхэн хэвээр байна. Энэ нь хөгжиж буй орнууд болон жижиг аж ахуйн нэгжүүдэд онцгой хүндрэл учруулж байна.
- Техникийн хязгаарлалт: Одоогийн хадгалалтын технологи нь багтаамжийн хязгаарлалттай тул тэдгээрийг өргөжүүлэхэд саад болж байна. Томоохон хэмжээний хадгалах системийг одоо байгаа эрчим хүчний сүлжээнүүдтэй нэгтгэх нь техникийн бэрхшээлийг үүсгэдэг.
- Материалын хомсдол: Эрчим хүч хадгалах батерей үйлдвэрлэх нь газрын ховор ашигт малтмал дээр тулгуурладаг нь нөөцийн хүртээмж, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийн талаар санаа зовоож байна.
- Зохицуулалтын саад бэрхшээл: Бүс нутаг даяар тогтворгүй бодлого, зах зээлийн бүтэц нь EESS-ийг нэвтрүүлэхэд хүндрэл учруулж, хөрөнгө оруулагчид болон хөгжүүлэгчдэд тодорхойгүй байдлыг бий болгодог.
Эдгээр сорилтыг даван туулахын тулд EESS-ийг дэлхийн хэмжээнд илүү хүртээмжтэй, үр ашигтай болгохын тулд технологийн шинэчлэл, дэмжих бодлого, судалгаа, хөгжүүлэлтийн хөрөнгө оруулалтыг нэмэгдүүлэх шаардлагатай.
EESS-ийг байршуулах зардал
Цахилгаан эрчим хүч хадгалах системийг (EESS) ашиглах зардал нь технологи, цар хүрээ, хэрэглээнээс хамааран ихээхэн ялгаатай байдаг. Сүлжээний хэмжээний зай хадгалах системийн хувьд 2021 онд суурилуулсан нийт зардал нь зайны химийн найрлагаас хамааран 100 МВт, 10 цагийн системд $356/кВт.ц-аас $449/кВт цаг хүртэл хэлбэлзэж байна. 2030 оны төсөөллөөс харахад литийн төмрийн фосфат (LFP) батерейны хүчин чадал 100 МВт, 4 цагийн системд $291/кВт цаг хүрэх төлөвтэй байгаа тул зардлын бууралтыг харуулж байна.
EESS-ийн ашиглалтын зардалд нөлөөлж буй гол хүчин зүйлүүд нь:
- Техник хангамжийн зардал (батарей, инвертер, системийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн тэнцвэр)
- Суурилуулалт, ашиглалтад оруулах зардал
- Байнгын ашиглалт, засвар үйлчилгээний зардал
- Системийн анхны зардлын 5-10% гэж тооцсон ашиглалтын хугацаа дуусах зардал.
Технологийн дэвшил, үйлдвэрлэлийн цар хүрээ нэмэгдэхийн хэрээр EESS-ийн зардал цаашид буурч, хадгалалтын нийт зардлын хувьд $200-$500/MWh хязгаарт хүрэх төлөвтэй байна. Гэсэн хэдий ч эдгээр зардал нь сэргээгдэх эх үүсвэрээс цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх ердийн түвшний зардлаас өндөр хэвээр байгаа нь эрчим хүчний хуримтлалыг эдийн засгийн хувьд өрсөлдөх чадвартай болгоход тулгарч буй сорилтыг онцолж байна.
