การวิเคราะห์เชิงลึกของตู้ระบบจัดเก็บพลังงาน

ตู้ระบบจัดเก็บพลังงานเป็นอุปกรณ์หลักจัดเก็บพลังงานอัจฉริยะขนาดกะทัดรัด มอบโซลูชันที่มีประสิทธิภาพและสะดวกสบายสำหรับการจัดการพลังงานสมัยใหม่โดยการรวมโมดูลการทำงานหลายโมดูลเข้าด้วยกัน ด้วยการออกแบบที่ยอดเยี่ยมและฟังก์ชันอันทรงพลัง จึงมีบทบาทสำคัญในการจัดเก็บพลังงาน การจัดสรร และสถานการณ์การเพิ่มประสิทธิภาพ ทำให้ผู้ใช้ได้รับประสบการณ์การใช้พลังงานที่ปลอดภัย เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และมีประสิทธิภาพ มันได้กลายเป็นองค์ประกอบที่ขาดไม่ได้ของระบบพลังงานอัจฉริยะแห่งอนาคต

ในทางปฏิบัติของอุตสาหกรรมการจัดเก็บพลังงาน ช่างเทคนิคมักจะมุ่งเน้นไปที่การวิเคราะห์ข้อมูลโหลดและการคำนวณการจัดเก็บพลังงาน และมักจะมองข้ามความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับตู้ระบบจัดเก็บพลังงานหลัก ผลิตภัณฑ์จัดเก็บพลังงานกระแสหลักในตลาดภายในประเทศในปัจจุบันสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: ประเภทหนึ่งคือตู้รวมการจัดเก็บพลังงานขนาด 261kWh เหมาะสำหรับโครงการแรงดันไฟฟ้าต่ำ- (0.4kV) และอีกประเภทหนึ่งคือภาชนะจัดเก็บพลังงานขนาด 5MWh สำหรับโครงการไฟฟ้าแรงสูง- (10kV ขึ้นไป)

ระบบกักเก็บพลังงานเป็นโซลูชันที่ซับซ้อนสำหรับการจัดเก็บและการควบคุมพลังงาน ซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบหลัก เช่น เซลล์แบตเตอรี่ อินเวอร์เตอร์กักเก็บพลังงาน (PCS) ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ระบบการจัดการพลังงาน (EMS) ระบบควบคุมอุณหภูมิ และระบบป้องกันอัคคีภัย ส่วนประกอบทั้งหมดทำงานร่วมกันเพื่อให้มั่นใจว่าระบบกักเก็บพลังงานมีประสิทธิภาพ ปลอดภัย และมีเสถียรภาพ บทความนี้จะเริ่มต้นด้วยส่วนประกอบหลัก และวิเคราะห์หลักการทำงานและคุณค่าการทำงานของระบบจัดเก็บพลังงานของตู้เก็บแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ทีละรายการ

ระบบการจัดการเซลล์และแบตเตอรี่ (BMS):การทำงานร่วมกันของเซลล์อาศัยการจัดการแบบลำดับชั้น ระบบแบตเตอรี่แบ่งออกเป็น 3 ระดับ ได้แก่ PACK คลัสเตอร์แบตเตอรี่ และสแต็คแบตเตอรี่ BMS ใช้สถาปัตยกรรมการจัดการสาม-ระดับเพื่อให้เกิดการตรวจสอบเซลล์ที่แม่นยำและการทำงานของระบบที่มีประสิทธิภาพ ตามโครงสร้าง เซลล์แบตเตอรี่เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมผ่านเมทริกซ์เพื่อสร้าง PACK และหลาย PACK เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมเพื่อสร้างกระจุกแบตเตอรี่ แต่ละกลุ่มแบตเตอรี่เชื่อมต่อแบบขนานเพื่อสร้างกองแบตเตอรี่สำหรับรวบรวมพลังงาน ในตู้เก็บพลังงานแบตเตอรี่ การทำงานร่วมกันของเซลล์แบตเตอรี่นับร้อยหรือหลายพันเซลล์อาศัยกลไกการจัดการแบบลำดับชั้นทางวิทยาศาสตร์ โดยทั่วไประบบแบตเตอรี่จะแบ่งออกเป็น 3 ระดับ ได้แก่ ชุดแบตเตอรี่ (PACK) คลัสเตอร์แบตเตอรี่ และกองแบตเตอรี่ ในทำนองเดียวกัน ระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ยังใช้สถาปัตยกรรมการจัดการสาม-ระดับ ได้แก่ ระดับ PACK (ระดับ 1) ระดับคลัสเตอร์ (ระดับ 2) และระดับห้องโดยสาร (ระดับ 3) โหมดการจัดการแบบลำดับชั้นนี้สามารถตรวจสอบและควบคุมเซลล์แบตเตอรี่แต่ละเซลล์ได้อย่างแม่นยำ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่มีประสิทธิภาพของระบบแบตเตอรี่ทั้งหมด

กล่องไฟฟ้าแรงสูงและตัวแปลงกักเก็บพลังงาน (PCS):ช่วงแรงดันไฟฟ้าและความผันผวนของเซลล์แบตเตอรี่ประเภทต่างๆ จะแตกต่างกัน ตามหลักการของวงจร คลัสเตอร์แบตเตอรี่จะเชื่อมต่อแบบอนุกรมเพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้า และปล่องแบตเตอรี่จะเชื่อมต่อแบบขนานเพื่อรักษาเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้า แรงดันไฟขาออกสุดท้ายของระบบจะเท่ากับแรงดันไฟของกลุ่มแบตเตอรี่ กล่องไฟฟ้าแรงสูง-มีหน้าที่รับผิดชอบในการกระจายและการตรวจสอบสถานะของพลังงานไฟฟ้าแรงสูง- เพื่อให้มั่นใจว่าการจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่เสถียรไปยัง PCS สำหรับตู้เก็บพลังงานระบายความร้อนด้วยของเหลว ปัจจุบัน แรงดันไฟฟ้าอินพุตกระแสหลักที่ฝั่ง DC ของ PCS คือ 1000V และ 1500V มีความแตกต่างในแรงดันไฟฟ้าและช่วงความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าของเซลล์ประเภทต่างๆ เช่น แรงดันไฟฟ้าปกติของแบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตคือ 3.2V โดยมีช่วงความผันผวน 2.8-3.6V แรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลิเธียมแบบไตรภาคคือ 3.7V โดยมีช่วงความผันผวน 3.0-4.2V ตามหลักการพื้นฐานของวงจร แรงดันไฟฟ้าในวงจรอนุกรมจะถูกซ้อนทับ ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าในวงจรขนานยังคงที่

ระบบควบคุมอุณหภูมิ (การใช้งานหลักของหน่วยทำความเย็นเหลว):เทคโนโลยีการควบคุมอุณหภูมิกระแสหลักของตู้เก็บพลังงาน Pylontech คือการระบายความร้อนด้วยของเหลวด้วยแผ่นเย็น การระบายความร้อนด้วยอากาศจะค่อยๆ หมดไป การระบายความร้อนด้วยการเปลี่ยนเฟสไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลาย และการระบายความร้อนด้วยของเหลวแบบจุ่มไม่ใช่กระแสหลักชั่วคราว หน่วยทำความเย็นด้วยของเหลวขนส่งสารหล่อเย็นผ่านท่อเฉพาะ โดยควบคุมอุณหภูมิที่แตกต่างของเซลล์แบตเตอรี่ภายใน 2 องศาอย่างแม่นยำ ทำให้มั่นใจได้ว่าอุปกรณ์ทำงานที่อุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุด และปรับปรุงประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของระบบ

ระบบป้องกันอัคคีภัยและระบบจัดการพลังงาน (EMS):ระบบป้องกันอัคคีภัยมักติดตั้งที่ด้านข้างหรือด้านบนของตู้เก็บพลังงานกลางแจ้งซึ่งมีปริมาตรน้อยกว่า EMS ไม่ได้รวมเข้ากับตู้เก็บพลังงาน และโดยปกติจะติดตั้งในห้องตรวจสอบหรือห้องอุปกรณ์ เพื่อให้เกิดการตรวจสอบและจัดการกระบวนการทั้งหมดของระบบกักเก็บพลังงาน

โดยรวมแล้ว โครงสร้างหลักและตรรกะการทำงานของระบบจัดเก็บพลังงานของตู้กลางแจ้งสามารถสรุปได้เป็นสี่จุดต่อไปนี้ ประการแรก เซลล์แบตเตอรี่จะถูกจัดเรียงในเมทริกซ์ 4 × 13 เพื่อสร้างโมดูลแบตเตอรี่ (PACK) และห้า PACK ของข้อกำหนดนี้เชื่อมต่อกันเป็นชุดเพื่อสร้างคลัสเตอร์แบตเตอรี่ ประการที่สอง ระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ใช้โหมดการใช้งานสอง-ระดับ โดยที่ BMS ระดับแรกจะบูรณาการอย่างใกล้ชิดกับแต่ละ PACK และ BMS ระดับที่สองจะติดตั้งอย่างอิสระในพื้นที่ด้านล่างของระบบ ประการที่สาม ระบบแบตเตอรี่ที่ประกอบด้วยเซลล์แบตเตอรี่จะรวบรวมพลังงานผ่านกล่องแรงดันไฟฟ้าสูง- และหลังจากการแปลงไฟฟ้ากระแสสลับ- DC ผ่านตัวแปลงกักเก็บพลังงาน (PCS) เสร็จสิ้นแล้ว พลังงานไฟฟ้าจะถูกส่งไปยังสถานการณ์การใช้งานขั้นสุดท้าย ประการที่สี่ หน่วยทำความเย็นด้วยของเหลวควบคุมอุณหภูมิของแต่ละ PACK อย่างแม่นยำผ่านท่อระบายความร้อนด้วยของเหลวโดยเฉพาะ เพื่อให้มั่นใจว่าชุดแบตเตอรี่ทำงานภายในช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสม และปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานและความน่าเชื่อถือของระบบอย่างต่อเนื่อง

จากการวิเคราะห์เชิงลึกของโครงสร้างหลักและหลักการทางเทคนิคของตู้รวมการจัดเก็บพลังงาน รวมกับสถานะการพัฒนาในปัจจุบันของอุตสาหกรรม การคาดการณ์สองประการต่อไปนี้สามารถเกิดขึ้นได้สำหรับแนวโน้มการพัฒนาในอนาคต ประการแรก การเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในความจุของแต่ละเซลล์กำลังผลักดันการอัพเกรดกำลังการผลิตของตู้เก็บพลังงานลมพลังงานแสงอาทิตย์ ในปี 2024 ความจุเซลล์เดี่ยวหลักในตลาดจะเป็น 280Ah และจะอัปเกรดเป็น 314Ah ภายในปี 2025 ปัจจุบัน มีผลิตภัณฑ์เซลล์ความจุขนาดใหญ่ที่มี 500Ah ขึ้นไปเกิดขึ้นใหม่ในอุตสาหกรรม รวมถึงผลิตภัณฑ์ระดับ 600Ah, 700Ah และแม้แต่ 1,000Ah คาดว่าภายในปี 2569 ความจุส่วนบุคคลของตู้รวมการจัดเก็บพลังงานจะเพิ่มขึ้นอีก และข้อกำหนด เช่น 488 kWh และ 522 kWh จะค่อยๆ กลายเป็นกระแสหลักในตลาด

ประการที่สอง เทคโนโลยีการทำความเย็นด้วยของเหลวกำลังเกิดขึ้นซ้ำแล้วซ้ำเล่า และการทำความเย็นด้วยของเหลวแบบแช่ตัวคาดว่าจะกลายเป็นกระแสหลัก-ในระยะยาว ด้วยความจุของเซลล์เดี่ยวที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ความต้องการกระจายความร้อนของตู้รวมการจัดเก็บพลังงานความเย็นด้วยของเหลวสำหรับลมจึงมีความโดดเด่นมากขึ้นเรื่อยๆ และความสำคัญของเทคโนโลยีการทำความเย็นด้วยของเหลวแบบจุ่มยังคงได้รับการเน้นย้ำ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายด้านเทคนิคที่สูงในระยะสั้น จึงยังคงมีข้อจำกัดบางประการสำหรับการส่งเสริมการขายและการสมัครในวงกว้าง- คาดว่าหลังจากปี 2027 เมื่อเทคโนโลยีเติบโตเต็มที่และต้นทุนลดลง เทคโนโลยีทำความเย็นด้วยของเหลวแบบแช่จะค่อยๆ กลายเป็นแนวโน้มการพัฒนากระแสหลักในด้านการควบคุมอุณหภูมิของระบบจัดเก็บพลังงาน

หากคุณต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับรายละเอียดทางเทคนิค สถานการณ์การปรับตัว และเรื่องความร่วมมือของตู้ระบบจัดเก็บพลังงานโปรดติดต่อเราได้ตลอดเวลา เราจะมอบโซลูชันระดับมืออาชีพและบริการให้คำปรึกษา-ใน-แบบหนึ่งต่อหนึ่งให้กับคุณ เราหวังเป็นอย่างยิ่งว่าจะได้สอบถามข้อมูลของคุณ