Liệu hệ thống lưu trữ pin có thể giảm chi phí nâng cấp lưới điện sạc xe điện?

Hệ thống lưu trữ pin có thể giảm thiểu hoặc trì hoãn chi phí nâng cấp lưới điện sạc xe điện khi nhu cầu sạc cao điểm xuất hiện trong thời gian ngắn thay vì kéo dài suốt cả ngày. Pin sẽ cung cấp điện năng mà kết nối hiện có không thể đáp ứng trong những thời điểm cao điểm đó, sau đó sẽ tự sạc lại khi nhu cầu sạc giảm. Tại một số địa điểm, điều này cho phép sạc nhanh DC mà không cần nâng cấp lưới điện ngay lập tức.

Nó không thể thay thế nguồn cung không đủ trong dài hạn. Điều quan trọng là lưới điện còn bao nhiêu dung lượng dự trữ và liệu pin có thể phục hồi giữa các đỉnh điểm hay không.

Tại sao trạm sạc nhanh xe điện đôi khi cần nâng cấp lưới điện?

Công suất định mức của bộ sạc nhanh không quyết định lượng điện mà địa điểm đó có thể lấy từ lưới điện. Công suất khả dụng đó phải phục vụ cả các tải hiện có và các bộ sạc.

Tải trọng hiện tại làm giảm khả năng dự trữ điện của lưới điện.

Tại các trung tâm mua sắm, hệ thống điều hòa không khí, chiếu sáng và làm lạnh có thể đã tiêu thụ một lượng điện năng đáng kể khi xe cộ đến. Ngay cả khi dịch vụ điện lực có công suất quy định, định mức máy biến áp, thiết bị đóng cắt, dây cáp, giới hạn hợp đồng hoặc sự chấp thuận của công ty điện lực cũng có thể hạn chế việc sạc điện. Hãy kiểm tra lượng điện năng nhập khẩu cho phép tại điểm kết nối, chứ không chỉ dựa vào hóa đơn hàng tháng.

Các đợt sạc ngắn có thể gây ra chi phí sửa chữa tốn kém.

Nhiều phương tiện đến gần nhau có thể đẩy nhu cầu vượt quá công suất dự phòng của trạm sạc. Các trạm sạc có thể chia sẻ nguồn điện sẵn có, nhưng người vận hành thường muốn duy trì mức độ dịch vụ hữu ích trong những giờ cao điểm này. Tăng công suất lưới điện có thể yêu cầu máy biến áp lớn hơn, thiết bị phân phối thay thế hoặc công việc của công ty điện lực ở thượng nguồn. Chi phí khác nhau tùy thuộc vào từng địa điểm.

Công nghệ sạc nhanh sử dụng pin dự trữ giúp giảm nhu cầu điện lưới như thế nào?

Trong chế độ sạc nhanh sử dụng bộ đệm pin, lưới điện tiếp tục cung cấp nguồn điện hạn chế nhưng đáng tin cậy. Bộ lưu trữ pin cung cấp thêm năng lượng cho những khoảng thời gian mà bộ sạc cần nhiều điện hơn mức mà lưới điện có thể cung cấp.

Lấp đầy khoảng trống trong thời gian sạc điện cao điểm

Khi nhu cầu sạc điện gần đạt đến giới hạn nhập khẩu được cho phép, hệ thống quản lý năng lượng (EMS) có thể yêu cầu xả pin. Hệ thống quản lý pin (BMS), bộ biến tần hoặc bộ chuyển đổi, và trạng thái sạc (SOC) sẽ xác định lượng điện khả dụng. Điện năng từ hệ thống lưu trữ sẽ bù đắp một phần thiếu hụt mà không cần kết nối với lưới điện để cung cấp toàn bộ công suất đỉnh.

Có một giới hạn. Khi mức SOC tối thiểu hoặc đạt đến giới hạn xả pin, trạm sạc có thể cần giảm công suất sạc hoặc ưu tiên các phiên sạc khác.

Phục hồi năng lượng giữa các buổi tập

Các khoảng thời gian nhu cầu thấp hơn tạo cơ hội để sạc từ công suất lưới điện dự phòng hoặc nguồn điện mặt trời có sẵn. Khoảng thời gian nghỉ ngơi rất quan trọng. Các phiên sạc ngắn trải đều trong ngày dễ dàng được bù đắp hơn so với hàng giờ sạc công suất cao liên tục.

Hệ thống lưu trữ làm thay đổi nhu cầu của lưới điện; nó không tạo ra năng lượng.

Hệ thống lưu trữ pin có thể bù đắp bao nhiêu điện năng từ lưới điện trong thời gian sạc cao điểm?

Phép tính hữu ích bắt đầu bằng việc cân bằng công suất tại địa điểm lắp đặt. Ví dụ giả định sau đây sử dụng nhu cầu điện năng tương đương AC tại địa điểm lắp đặt, chứ không phải công suất định mức DC của bộ sạc, để tránh việc trộn lẫn công suất đầu ra của bộ sạc với công suất đầu vào từ lưới điện.

Với công suất 20 kW đã được cấp cho tòa nhà, chỉ 80 kW lượng điện lưới còn lại để sạc. Nếu thiết bị sạc cần Đầu vào AC 120 kW, bộ nhớ phải đóng góp tương đương với 40 kW tại trạm thu phát tín hiệu, giả sử không có sự đóng góp từ năng lượng mặt trời.

Chênh lệch công suất sạc = 120 − (100 − 20) = 40 kW

Chênh lệch năng lượng phía AC = 40 kW × 0,5 giờ = 20 kWh

20 kWh đó là năng lượng cần thiết cho một sự cố duy nhất trên thanh dẫn điện xoay chiều. Đó không phải là dung lượng định mức của pin. Các yếu tố như tổn thất, giới hạn SOC, dự trữ dự phòng, giới hạn công suất và tình trạng pin cần được tính toán riêng.

Các đỉnh điểm lặp đi lặp lại rất quan trọng. Một nhóm xe khác có thể làm cạn kiệt pin trước khi nó phục hồi sau sự kiện đầu tiên.

Khi nào dung lượng pin không đủ để tránh việc nâng cấp?

Việc sử dụng pin dự trữ có ý nghĩa nhất ở những nơi mà lưới điện hiện có có thể cung cấp đủ năng lượng theo thời gian, ngay cả khi công suất tức thời của nó không đủ trong những giờ cao điểm.

Nhu cầu cao vẫn tiếp diễn quá lâu

Pin lưu trữ không thể bù đắp sự thiếu hụt năng lượng hàng ngày mãi mãi. Nếu nguồn cung cấp từ lưới điện và nguồn phát điện tại chỗ không thể bổ sung đủ năng lượng đã cung cấp cho xe, việc tăng dung lượng pin chỉ làm trì hoãn sự cạn kiệt. Việc kết nối lớn hơn, bổ sung thêm nguồn phát điện hoặc giới hạn tốc độ sạc vẫn có thể là cần thiết.

Công suất (kW) xác định sự thiếu hụt; năng lượng (kWh) xác định thời gian thiếu hụt.

Không có đủ thời gian để nạp lại năng lượng.

Việc sạc liên tục nhiều lần có thể khiến pin không còn đủ dung lượng để phục hồi. Khi trạng thái sạc (SOC) đạt đến giới hạn hoạt động thấp hơn, các bộ sạc có thể cần phải chia sẻ công suất giảm. Lượng dự trữ tối thiểu dành cho sao lưu sẽ làm giảm năng lượng dành cho việc sử dụng hàng ngày. Kế hoạch mở rộng cũng rất quan trọng, vì nhu cầu cao điểm không thường xuyên ngày hôm nay có thể trở thành tải trọng duy trì trong tương lai.

Hệ thống lưu trữ pin có rẻ hơn so với việc nâng cấp lưới điện không?

Đôi khi. Trường hợp điển hình nhất xảy ra khi việc nâng cấp lưới điện quy mô lớn nhằm đáp ứng nhu cầu sạc điện cao điểm hiếm khi kéo dài. Hệ thống lưu trữ pin có thể là giải pháp thay thế tạm thời hoặc dài hạn, nhưng chi phí lắp đặt và yêu cầu vận hành liên tục của nó cần được so sánh với chi phí của lưới điện.

Một dự án trạm sạc điện trên đường cao tốc nông thôn được Phòng thí nghiệm Năng lượng tái tạo Quốc gia Hoa Kỳ (NREL) đánh giá đã minh họa sự khác biệt này. Công ty điện lực địa phương ước tính chi phí nâng cấp trạm biến áp là 3 triệu đô la để hỗ trợ việc lắp đặt trạm sạc nhanh DC 600 kW theo đề xuất. Đối với địa điểm cụ thể đó, NREL nhận thấy rằng sạc bằng pin dự trữ có tiềm năng giảm tổng chi phí đầu tư xuống 65% và đẩy nhanh tiến độ triển khai từ hai đến năm năm. Đó là những ước tính cụ thể cho dự án, chứ không phải là khoản tiết kiệm được đảm bảo cho các trạm sạc khác. Nghiên cứu trường hợp sạc nhanh có bộ đệm pin của NREL Cung cấp sự so sánh và các giả định của nó.

Việc xem xét tài chính vẫn phải bao gồm pin, thiết bị chuyển đổi, lắp đặt, bảo trì, giá điện, tổn thất, kế hoạch thay thế và bất kỳ công việc tiện ích nào còn lại. Tỷ lệ sử dụng trạm sạc và tăng trưởng trong tương lai có thể làm thay đổi kết quả. Tại một trạm được sử dụng nhiều, việc tăng cường lưới điện vĩnh viễn có thể kinh tế hơn. Các địa điểm khác có thể ưu tiên lưu trữ trước và nâng cấp sau.

Những dữ liệu nào của trang web cần được xem xét trước khi lựa chọn giải pháp lưu trữ?

Tổng lượng điện tiêu thụ hàng tháng không thể cho biết liệu pin có được sạc đầy giữa các lần sử dụng xe hay không. Một thiết kế đáng tin cậy cần có các phép đo dựa trên thời gian và ước tính nhu cầu sạc.

Ghi lại giới hạn nhập khẩu điện lưới đã được phê duyệt, đường cong tải tòa nhà, các ràng buộc của máy biến áp và thiết bị đóng cắt, và các phiên sạc xe hiện tại hoặc dự kiến. Bao gồm số lượng bộ sạc có thể hoạt động đồng thời, thời lượng mỗi phiên sạc, đặc điểm tiếp nhận xe và các mô hình theo mùa. Trường hợp có kế hoạch phát điện quang điện (PV), hãy sử dụng biểu đồ sản lượng theo giờ thay vì số liệu sản lượng hàng năm.

Thử nghiệm giờ đầu tiên và ngày thiết kế

MỘT Giờ đầu tiên Bài kiểm tra hỏi liệu trạm sạc có thể đáp ứng được nhu cầu sạc đồng thời đột ngột bắt đầu từ khi pin đã được sạc đầy hay không. Ngày thiết kế Bài kiểm tra này xem xét một ngày hoạt động có cường độ cao phù hợp và liệu quá trình sạc có thể tiếp tục mà không làm cạn kiệt năng lượng dự trữ hay không.

Bài kiểm tra thứ hai thường khó hơn. Một trạm có thể phục vụ thành công những lượt xe đến đầu tiên, nhưng sau đó lại mất khả năng sạc sau nhiều lần sử dụng. Ngày thiết kế được chọn nên phản ánh lưu lượng xe dự kiến ​​tại địa điểm đó, chứ không phải một con số phiên sử dụng tùy ý.

Kiểm tra hệ thống điều khiển vận hành và khả năng mở rộng trong tương lai.

Các giới hạn xả pin, mức SOC tối thiểu, quy tắc chia sẻ công suất bộ sạc, đo lường nhập khẩu lưới điện và phản hồi điều khiển phải hoạt động đồng bộ. Một thiết kế có vẻ đáp ứng yêu cầu trên lý thuyết vẫn có thể vi phạm mục tiêu nhập khẩu nếu hệ thống điều khiển phản ứng kém với sự thay đổi tải trọng tại chỗ. Các thiết bị sạc bổ sung theo kế hoạch nên được đưa vào đánh giá dài hạn.

Cái phạm vi sạc hệ thống PV ESS Cung cấp các tùy chọn hệ thống sau khi xác định được khoảng cách công suất và yêu cầu vận hành.

Hệ thống sạc tích hợp có bộ đệm pin mang lại những lợi ích gì?

Hệ thống tích hợp năng lượng mặt trời-lưu trữ-sạc giúp kết hợp pin, thiết bị sạc, bộ điều khiển và đường truyền năng lượng mặt trời vào một hệ thống duy nhất. Điều này có thể giảm số lượng giao diện mà người lắp đặt phải phối hợp, mặc dù vẫn cần có sự chấp thuận kết nối tại địa phương, bảo vệ điện và vận hành thử.

Tại Sunway, Hệ thống sạc tích hợp quang điện-lưu trữ năng lượng mặt trời SUNWAY Sản phẩm này có hai cấu hình. Cấu hình SW120kW241kWh-PSC kết hợp bộ lưu trữ LFP 241,15 kWh với công suất sạc DC định mức 120 kW và hai súng sạc. Cấu hình SW240kW482kWh-PSC kết hợp bộ lưu trữ 482,3 kWh với công suất 240 kW và bốn súng sạc. Cả hai cấu hình đều có hệ thống làm mát bằng chất lỏng thông minh, tốc độ sạc/xả pin 0,5C, kết nối DC PV và quản lý nhu cầu dựa trên EMS.

Các thông số này mô tả thiết bị, chứ không phải công suất lưới điện mà một địa điểm có thể tự động tránh nâng cấp. Công suất sạc đồng thời, khả năng hỗ trợ pin và giảm nhập khẩu vẫn phụ thuộc vào tải trọng của địa điểm, trạng thái sạc (SOC) và giới hạn vận hành được phê duyệt.

Kiểm tra khả năng chịu tải của lưới điện trước khi đầu tư vào bộ sạc nhanh.

Quyết định đầu tiên không phải là đặt mua bao nhiêu tủ pin. Mà là liệu khoảng cách giữa công suất lưới điện hiện có và nhu cầu sạc dự kiến ​​có đủ ngắn để hệ thống lưu trữ có thể xử lý liên tục hay không.

Hãy chia sẻ với chúng tôi công suất lưới điện đã được phê duyệt, tải đo được tại công trường, công suất bộ sạc, mô hình dự kiến ​​lượng khách đến và kế hoạch lắp đặt hệ thống quang điện. Chúng tôi có thể giúp bạn. Xem xét lại khoảng cách công suất sạc xe điện và các yêu cầu dự án của bạn. Trước khi số lượng thiết bị được cố định. Một cấu hình khả thi cần phải quản lý được giờ cao điểm đầu tiên và phục hồi cho giờ tiếp theo.

Trong bối cảnh hệ thống rộng hơn, Cách thức hoạt động của trạm sạc xe điện năng lượng mặt trời tích hợp hệ thống lưu trữ pin Giải thích cách thức hoạt động tương tác giữa hệ thống phát điện mặt trời, pin lưu trữ, nguồn cung cấp điện lưới và bộ sạc.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Liệu hệ thống lưu trữ pin có thể loại bỏ hoàn toàn nhu cầu nâng cấp lưới điện sạc xe điện không?

A: Trong một số dự án thì đúng vậy. Các đỉnh sạc ngắn hạn có thể được giảm thiểu khi pin có đủ công suất và năng lượng sử dụng được, cộng thêm thời gian để sạc lại. Tuy nhiên, khi nhu cầu sử dụng điện liên tục vượt quá lượng điện có sẵn trong ngày, chỉ riêng hệ thống lưu trữ năng lượng không thể thay thế nguồn cung bổ sung hoặc những thay đổi vận hành cần thiết.

Hỏi: Trạm sạc nhanh DC cần bao nhiêu điện năng từ lưới điện?

A: Điều đó phụ thuộc vào điện áp đầu vào AC của thiết bị sạc, số lượng phiên sạc đồng thời, các tải khác tại địa điểm lắp đặt và các hạn chế nhập khẩu. Điện áp đầu ra DC định mức của bộ sạc không giống với điện áp đầu vào từ lưới điện. Cần đánh giá hồ sơ sạc của xe và đóng góp của pin trước khi quyết định công suất kết nối.

Hỏi: Điều gì xảy ra khi pin của trạm sạc sắp hết điện trong giờ cao điểm?

A: Hệ thống EMS có thể giảm công suất sạc, ưu tiên các phiên sạc hoặc sử dụng thêm điện lưới nếu kết nối cho phép. Các tùy chọn khả dụng phụ thuộc vào mức SOC tối thiểu của BMS, giới hạn của bộ chuyển đổi, điều khiển bộ sạc và chính sách vận hành của địa điểm.