Energiespeichersysteme umfassen eine breite Kategorie von Technologien, die elektrische Energie für die spätere Verwendung speichern. Injet HanCang bietet Energiespeichersysteme für gewerbliche, industrielle und Versorgungsanwendungen. Dieser Artikel bietet einen Überblick über Energiespeichertechnologien, Systemkomponenten, Anwendungskategorien und technische Überlegungen zur Auswahl von Energiespeichersystemen.
Energiespeichersysteme umfassen mehrere Technologietypen. Die gebräuchlichste Technologie für kommerzielle und industrielle Anwendungen ist die elektrochemische Speicherung mittels Batterien. Injet HanCang konzentriert sich aufgrund ihrer Lebensdauer, Sicherheit und Leistungsmerkmale auf Energiespeichersysteme für Lithium-Eisenphosphat-Batterien. Die folgende Tabelle vergleicht Energiespeichersystemtechnologien, die für kommerzielle und industrielle Anwendungen relevant sind. Technologie Energiedichte Leistungsdichte Zyklus Lebensdauer Effizienz Typische Skala Lithium-Eisenphosphat 120 bis 160 Wattstunden pro Kilogramm 1000 bis 2000 Watt pro Kilogramm 4000 bis 6000 Zyklen 88 bis 91 Prozent 100 bis 5000 Kilowattstunden Nickel-Mangan-Kobalt 200 bis 250 Wattstunden pro Kilogramm 800 bis 1500 Watt pro Kilogramm 2000 bis 3000 Zyklen 90 bis 93 Prozent 100 bis 2000 Kilowattstunden Bleisäure 30 bis 40 Wattstunden pro Kilogramm 200 bis 400 Watt pro Kilogramm 500 bis 1000 Zyklen 75 bis 85 Prozent 50 bis 1000 Kilowattstunden Flow-Batterie 15 bis 30 Wattstunden pro Kilogramm 50 bis 100 Watt pro Kilogramm 10.000 Zyklen 70 bis 80 Prozent 1.000 bis 10.000 Kilowattstunden Schwungrad 5 bis 10 Wattstunden pro Kilogramm 5.000 Watt pro Kilogramm 20.000 Zyklen 90 bis 95 Prozent Bis zu 100 Kilowatt Injet HanCang wählt Lithiumeisenphosphat als Primärtechnologie für kommerzielle und industrielle Energiespeichersysteme. Diese Auswahl bietet für die meisten Anwendungen das beste Gleichgewicht zwischen Lebensdauer, Sicherheit und Kosten.
Energiespeichersysteme von Injet HanCang umfassen mehrere Komponenten, die zusammenarbeiten, um eine vollständige Funktionalität bereitzustellen. Zu den Kernkomponenten gehören das Speichermedium (Batterie), die Stromumwandlungsausrüstung, das Steuerungssystem und das Wärmemanagement. Zu den weiteren Komponenten gehören Schaltanlagen, Transformatoren und Kommunikationsgeräte, je nach den Anforderungen der Anwendung. Die Batteriebank ist das Speichermedium und in der Regel die größte Komponente nach Gewicht und Kosten. Injet HanCang-Batteriebänke verwenden prismatische Lithium-Eisenphosphat-Zellen, die in Modulen angeordnet sind.
Die Module werden in Racks innerhalb eines Gehäuses installiert. Die Batteriebank umfasst ein Batteriemanagementsystem, das jede Zelle überwacht. Die Stromumwandlungsausrüstung umfasst einen oder mehrere Wechselrichter, die Gleichstrom zum Entladen in Wechselstrom und zum Laden Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln. Die Wechselrichter sind bidirektional, d. h. sie können sowohl im Lade- als auch im Entlademodus betrieben werden. Die Stromumwandlungsausrüstung umfasst Schutzvorrichtungen wie Leistungsschalter, Sicherungen und Überspannungsschutz. Zum Steuerungssystem gehört das Energiemanagementsystem, das die Betriebsstrategie umsetzt. Das Energiemanagementsystem erhält Eingaben von der Anlage, dem Netz und der Batterie. Es bestimmt anhand der programmierten Parameter, wann geladen und entladen werden soll.
Energiespeichersysteme bedienen vielfältige Anwendungen in verschiedenen Kundensegmenten. Die folgende Tabelle zeigt die Hauptanwendungen und ihre Eigenschaften. Anwendung Kundensegment Nutzen Typische Dauer Typischer Leistungsbereich Bedarfsgebührenreduzierung Gewerblich, industriell Niedrigere Stromrechnungen 15 bis 60 Minuten 100 bis 1000 Kilowatt Arbitrage Gewerblich, industriell Niedrigere Energiekosten 2 bis 4 Stunden 100 bis 1000 Kilowatt Notstrom Gewerblich, industriell, kritisch Energiezuverlässigkeit 1 bis 4 Stunden 100 bis 2000 Kilowatt Solare Glättung Gewerblich mit PV Erhöhte PV-Auslastung 2 bis 4 Stunden 100 bis 500 Kilowatt Frequenzregelung Versorgungsnetzstabilität Sekunden bis Minuten 1000 bis 10000 Kilowatt Übertragungsverzögerung Kosteneinsparung bei Versorgungsinfrastruktur 1 bis 4 Stunden 1000 bis 10000 Kilowatt Injet HanCang-Energiespeichersysteme dienen kommerziellen und industriellen Anwendungen als Primärsegmente. Das Unternehmen bietet über seine umfangreiche Produktlinie auch Systeme für Anwendungen im Versorgungsmaßstab an.
Bei der Auswahl von Energiespeichersystemen müssen mehrere technische Faktoren berücksichtigt werden. Der erste Faktor ist die Anforderung an die Zykluslebensdauer. Anwendungen mit täglichen Zyklen erfordern Batterien mit langer Zyklenlebensdauer. Lithium-Eisenphosphat-Batterien mit viertausend bis sechstausend Zyklen sind für das tägliche Radfahren geeignet. Blei-Säure-Batterien mit fünfhundert Zyklen sind nicht für tägliche Fahrradanwendungen geeignet. Der zweite Faktor ist das Leistungs-Energie-Verhältnis. Einige Anwendungen erfordern eine hohe Leistung für kurze Zeit. Notstromanwendungen erfordern in der Regel eine Entladedauer von drei bis vier Stunden, was einem Leistungs-Energie-Verhältnis von null Komma zwei fünf bis null Komma drei drei entspricht. Anwendungen zur Spitzenausgleichung benötigen möglicherweise nur fünfzehn bis dreißig Minuten Entladung, was einem höheren Leistungs-Energie-Verhältnis entspricht. Der dritte Faktor ist der Betriebstemperaturbereich. In nicht klimatisierten Räumen installierte Energiespeichersysteme müssen über einen weiten Temperaturbereich funktionieren. Die Energiespeichersysteme von Injet HanCang verfügen über ein Wärmemanagement, das die Batterietemperatur auch in anspruchsvollen Umgebungen im optimalen Bereich hält. Der vierte Faktor ist die Integration in vorhandene Geräte. Energiespeichersysteme müssen an das Stromnetz der Anlage angeschlossen werden. Die Integration erfordert möglicherweise eine Koordination mit Schaltanlagen, Generatoren und Systemen für erneuerbare Energien. Injet HanCang bietet Integrationstechnik als Teil des Systemdesigns.
Mehrere technische Erkenntnisse aus Energiespeichersystemprojekten von Injet HanCang leiten Auswahlentscheidungen. Die erste Erkenntnis ist, dass das Wertversprechen je nach Region erheblich variiert. Anlagen in Regionen mit hohen Nachfragetarifen profitieren am meisten von der Spitzenkürzung. Anlagen in Regionen mit niedrigen Leistungsentgelten, aber hohen Energiepreisen profitieren am meisten von der Arbitrage. Die optimale Anwendung hängt von der örtlichen Tarifstruktur ab. Die zweite Erkenntnis ist, dass die Leistung von Energiespeichersystemen mit zunehmendem Alter abnimmt. Die Kapazität nimmt pro Jahr um etwa ein bis zwei Prozent ab. Auch die Leistungsfähigkeit nimmt ab, wenn auch langsamer. Injet HanCang liefert Prognosen zur Kapazitätsverschlechterung basierend auf dem erwarteten Betriebsprofil. Diese Prognosen helfen Kunden bei der Planung des Batteriewechsels. Die dritte Erkenntnis ist, dass Energiespeichersysteme mehrere Wertströme gleichzeitig bereitstellen können. Ein einziges System kann Bedarfsreduzierung, Arbitrage und Notstromversorgung bereitstellen. Die Energiemanagementsysteme von Injet HanCang koordinieren diese Wertströme, um den Gesamtnutzen zu maximieren. Der Steueralgorithmus priorisiert Anwendungen basierend auf ihrem wirtschaftlichen Wert und betrieblichen Einschränkungen.
Die wirtschaftlichen Argumente für Energiespeichersysteme hängen von den Systemkosten, den Stromtarifen und den verfügbaren Anreizen ab. Injet HanCang hat ein Wirtschaftsmodell entwickelt, das auf Daten abgeschlossener Installationen basiert. Das Modell gibt Hinweise auf erwartete Renditen und Amortisationszeiten. Die folgende Tabelle zeigt wirtschaftliche Parameter für verschiedene Anwendungsszenarien. Szenario Systemkosten pro Kilowattstunde Jährliche Einsparungen pro Kilowattstunde Amortisationszeit Interne Rendite Reduzierung der Nachfrage nur 350 Dollar 75 Dollar 4,7 Jahre 16 Prozent Arbitrage nur 350 Dollar 60 Dollar 5,8 Jahre 12 Prozent Hybrid (Nachfrage plus Arbitrage) 350 Dollar 95 Dollar 3,7 Jahre 21 Prozent Backup nur 350 Dollar 40 Dollar 8,8 Jahre 6 Prozent Das Hybridszenario bietet die höchste Rendite, da das System mehrere Wertströme erfasst. Das reine Backup-Szenario bietet die geringste Rendite, da die Backup-Stromversorgung nicht häufig genutzt wird. Allerdings hat die Notstromversorgung einen Wert, der über die direkte finanzielle Rendite im Hinblick auf die Vermeidung von Betriebsunterbrechungen hinausgeht.
Zu den Haupttypen gehören elektrochemische (Batterien), mechanische (Schwungräder, Pumpspeicherkraftwerke), thermische (Eisspeicher, geschmolzenes Salz) und chemische (Wasserstoff). Injet HanCang bietet elektrochemische Energiespeichersysteme mit Lithium-Eisenphosphat-Batterien.
Die Installation dauert je nach Systemgröße und Standortbedingungen in der Regel zwei bis acht Wochen. Größere Versorgungsanlagen erfordern längere Installationszeiten. Die Inbetriebnahme verlängert sich um zwei bis fünf Tage.
Energiespeichersysteme erfordern eine jährliche Kapazitätsprüfung und thermische Inspektion. Die Filter des Kühlsystems müssen vierteljährlich gereinigt werden. Die Batteriemanagementsoftware wird jährlich aktualisiert. Injet HanCang stellt für jedes System Wartungspläne bereit.
Ja, die Energiespeichersysteme von Injet HanCang bieten eine Fernüberwachung über ein webbasiertes Portal. Autorisierte Benutzer können den Systemstatus, Leistungsdaten und Warnungen von jedem mit dem Internet verbundenen Gerät aus anzeigen.
Injet HanCang gewährt fünf Jahre Garantie auf das Gesamtsystem. Für die Batteriebank gibt es eine separate zehnjährige Leistungsgarantie auf siebzigprozentige Kapazitätserhaltung. Erweiterte Garantien sind verfügbar.
Die Energiespeichersysteme von Injet HanCang bieten Komplettlösungen für gewerbliche, industrielle und Versorgungsanwendungen. Für eine lange Lebensdauer und Sicherheit nutzen die Systeme Lithium-Eisenphosphat-Batterien. Zu den Komponenten gehören Batteriebänke, Stromumwandlung, Steuerung und Wärmemanagement. Zu den Anwendungen gehören Nachfragereduzierung, Arbitrage, Notstromversorgung und Integration erneuerbarer Energien. Zu den technischen Überlegungen bei der Auswahl gehören die Lebensdauer, das Leistungs-Energie-Verhältnis, die Betriebstemperatur und die Integrationsanforderungen. Die wirtschaftliche Analyse zeigt je nach Anwendung Amortisationszeiten von drei bis sieben Jahren. Kunden können bei Injet HanCang eine Beratung zu Energiespeichersystemen anfordern.