Anàlisi comparativa de quatre tipus de mètodes d'emmagatzematge d'energia: sèrie, centralitzat, distribuït i modular

Els sistemes d'emmagatzematge d'energia es divideixen en quatre tipus principals segons la seva arquitectura i els escenaris d'aplicació: de cadena, centralitzats, distribuïts i

modular. Cada tipus de mètode d'emmagatzematge d'energia té les seves pròpies característiques i escenaris aplicables.

1. Emmagatzematge d'energia de corda

Característiques:

Cada mòdul fotovoltaic o petit paquet de bateries es connecta al seu propi inversor (microinversor) i, a continuació, aquests inversors es connecten a la xarxa en paral·lel.

Apte per a sistemes solars domèstics o comercials petits per la seva alta flexibilitat i fàcil expansió.

Exemple:

Dispositiu d'emmagatzematge d'energia de bateria de liti petit utilitzat en el sistema de generació d'energia solar a la teulada d'una casa.

Paràmetres:

Rang de potència: normalment des d'uns quants quilowatts (kW) fins a desenes de quilowatts.

Densitat d'energia: relativament baixa, ja que cada inversor requereix una certa quantitat d'espai.

Eficiència: alta eficiència a causa de la reducció de les pèrdues de potència al costat de CC.

Escalabilitat: fàcil d'afegir nous components o paquets de bateries, adequat per a la construcció per fases.

2. Emmagatzematge centralitzat d'energia

Característiques:

Utilitzeu un inversor central gran per gestionar la conversió de potència de tot el sistema.

Més adequat per a aplicacions de centrals elèctriques a gran escala, com ara parcs eòlics o grans centrals fotovoltaiques terrestres.

Exemple:

Sistema d'emmagatzematge d'energia de classe megawatt (MW) equipat amb grans parcs eòlics.

Paràmetres:

Rang de potència: des de centenars de quilowatts (kW) fins a diversos megawatts (MW) o fins i tot més.

Densitat d'energia: Alta densitat d'energia a causa de l'ús d'equips grans.

Eficiència: Pot haver-hi pèrdues més elevades quan es gestionen corrents elevats.

Cost-eficàcia: cost unitari més baix per a projectes a gran escala.

3. Emmagatzematge d'energia distribuït

Característiques:

Distribuir diverses unitats d'emmagatzematge d'energia més petites en diferents ubicacions, cadascuna funcionant de manera independent però que es pugui connectar en xarxa i coordinar.

Afavoreix la millora de l'estabilitat de la xarxa local, la millora de la qualitat de l'energia i la reducció de les pèrdues de transmissió.

Exemple:

Microxarxes dins de comunitats urbanes, compostes per petites unitats d'emmagatzematge d'energia en múltiples edificis residencials i comercials.

Paràmetres:

Rang de potència: des de desenes de quilowatts (kW) fins a centenars de quilowatts.

Densitat d'energia: depèn de la tecnologia d'emmagatzematge d'energia específica utilitzada, com ara bateries de ions de liti o altres bateries noves.

Flexibilitat: pot respondre ràpidament als canvis de la demanda local i millorar la resiliència de la xarxa.

Fiabilitat: fins i tot si falla un sol node, els altres nodes poden continuar funcionant.

4. Emmagatzematge d'energia modular

Característiques:

Consta de múltiples mòduls d'emmagatzematge d'energia estandarditzats, que es poden combinar de manera flexible en diferents capacitats i configuracions segons calgui.

Suport plug-and-play, fàcil d'instal·lar, mantenir i actualitzar.

Exemple:

Solucions d'emmagatzematge d'energia en contenidors utilitzades en parcs industrials o centres de dades.

Paràmetres:

Rang de potència: des de desenes de quilowatts (kW) fins a més de diversos megawatts (MW).

Disseny estandarditzat: bona intercanviabilitat i compatibilitat entre mòduls.

Fàcil d'ampliar: la capacitat d'emmagatzematge d'energia es pot ampliar fàcilment afegint mòduls addicionals.

Manteniment fàcil: si falla un mòdul, es pot substituir directament sense haver d'aturar tot el sistema per reparar-lo.

Característiques tècniques

Dimensions Emmagatzematge d'energia de cadena Emmagatzematge centralitzat d'energia Emmagatzematge d'energia distribuït Emmagatzematge d'energia modular
Escenaris aplicables Sistema solar per a petites cases o comerços Grans centrals elèctriques a gran escala (com ara parcs eòlics, centrals fotovoltaiques) Microxarxes comunitàries urbanes, optimització d'energia local Parcs industrials, centres de dades i altres llocs que requereixen una configuració flexible
Rang de potència Diversos quilowatts (kW) a desenes de quilowatts Des de centenars de quilowatts (kW) fins a diversos megawatts (MW) i fins i tot més Desenes de quilowatts a centenars de quilowatts Es pot ampliar des de desenes de quilowatts fins a diversos megawatts o més
Densitat d'energia Més baix, perquè cada inversor requereix una certa quantitat d'espai Alt, utilitzant equips grans Depèn de la tecnologia específica d'emmagatzematge d'energia utilitzada Disseny estandarditzat, densitat d'energia moderada
Eficiència Alt, reduint la pèrdua de potència del costat de CC Pot haver-hi pèrdues més elevades quan es gestionen corrents elevats Respondre ràpidament als canvis de la demanda local i millorar la flexibilitat de la xarxa L'eficiència d'un sol mòdul és relativament alta i l'eficiència general del sistema depèn de la integració.
Escalabilitat Fàcil d'afegir nous components o paquets de bateries, adequat per a la construcció per fases L'expansió és relativament complexa i cal tenir en compte la limitació de capacitat de l'inversor central. Flexible, pot treballar de manera independent o col·laborativa Molt fàcil d'ampliar, només cal afegir mòduls addicionals
Cost La inversió inicial és alta, però el cost operatiu a llarg termini és baix Cost unitari baix, adequat per a projectes a gran escala Diversificació de l'estructura de costos, en funció de l'amplitud i la profunditat de la distribució Els costos dels mòduls disminueixen amb les economies d'escala i el desplegament inicial és flexible
Manteniment Manteniment fàcil, una sola fallada no afectarà tot el sistema La gestió centralitzada simplifica algunes tasques de manteniment, però els components clau són importants Una distribució àmplia augmenta la càrrega de treball del manteniment in situ El disseny modular facilita la substitució i la reparació, reduint el temps d'inactivitat
Fiabilitat Alt, fins i tot si un component falla, els altres poden funcionar normalment Depèn de l'estabilitat de l'inversor central Millora de l'estabilitat i la independència dels sistemes locals El disseny redundant entre mòduls millora la fiabilitat del sistema

Data de publicació: 18 de desembre de 2024