Biltegiratze Ziklo Gehiagok Energia Spot Merkatu Sendo bat Eskatzen Dute
Hainbat arrazoi daude erabilera-tasa baxuaren atzean Litiozko bateriaren energia biltegiratzeko estazioak Txinan:
Biltegiratze-sistemen kalitate eskasa: Inbertitzaileek askotan biltegiratze-instalazioak eraikitzen dituzte haize- eta eguzki-energia sare elektrikoaren konexio-kuoten arauzko eskakizunak betetzeko soilik. Kostu ultra-baxuen bila, batzuek bateria eskasak edo bigarren eskukoak ere erosten dituzte, eta suteen aurkako babes-sistemak gutxitzen edo guztiz kentzen dira. Ondorioz, bai sareko operadoreek bai zentraleko operadoreek ez dute biltegiratze-sistema horiek bidaltzeko gogorik, segurtasun-kezkengatik.
Eskala txikiko energia biltegiratzeko unitateak: Energia berriztagarrien proiektuekin lotutako biltegiratze-sistemen edukiera askotan txikiegia da, eta horrek arriskuak sortzen ditu sare elektrikoaren banaketarako. Horrek operadoreak eta sarea sistema horiek guztiz erabiltzea eragozten du.
Negozio-eredu bideragarrien falta: Energia biltegiratzeko estazio askok ez dute diru-sarrerarik sortzen kargatzetik eta deskargatzetik. Batzuk haize- edo eguzki-energia planta bakar bati hornitzera mugatzen dira eta ezin dute modu independentean funtzionatu edo zuzenean sarera konektatu, eta horrek zaildu egiten die sareko banaketan parte hartzea.
Energia biltegiratzeko ahalmena alokairu eredua sustatzearekin batera, gero eta haize eta eguzki energia zentral gehiagok ez dituzte beren biltegiratze sistemak eraikitzen. Horren ordez, sare elektrikorako konexio eskakizunak betetzen dituzte ahalmena alokatuz. 100 MW-tik gorako energia biltegiratzeko estazio independenteen kopurua hazten jarraitzen duen heinean, eta energia biltegiratzea praktikan erabiltzen hasten den heinean —beren irabazien eta galeren erantzule diren merkatu-erakunde independente bihurtuz—, ekipamenduen kalitate eskasaren eta eskala txikiaren arazoak asko hobetzen dira. Hala ere, negozio eredua erronka handia izaten jarraitzen du.
Energia biltegiratzeko estazioek karga-deskarga zikloetan parte hartzen dute soilik deskarga-sarrerak karga-kostua gainditzen duenean. Une horretan, merkatari batek karga-deskarga kurba bat bidaliko dio merkataritza-plataformari, eta ondoren kontrol-talde zentralizatuak biltegiratze-estaziora bidaliko du exekutatzeko, ziklo oso bat osatuz. Prozesu oso honen aurrebaldintza puntako eta puntako orduetatik kanpo elektrizitatearen prezioen arteko aldeak islatzen dituen potentzia-merkatu baten existentzia da. Esan daiteke "potentzia-merkatua" energia biltegiratzearen garapena mugatzen duen oztopo nagusi bihurtu dela gaur egun.
Bateriaren egutegiaren iraupena: beste botila-lepo bat
Bateriaren iraupena bi parametro nagusiren bidez ebaluatzen da: egutegi-iraupena eta ziklo-iraupena. Parametro horietako edozeinen amaierak bateriaren bizitza erabilgarriaren amaiera markatzen du.
«Egutegi-bizitzak» bateriak fabrikatzen den unetik bere errendimendu diseinatua mantentzeko duen denbora-tartea adierazten du, erabili gabe edo gutxitan erabiltzen bada ere. Egutegi-bizitzak bateriaren osagai kimikoen eta egituraren pixkanakako zahartzea islatzen du denboran zehar.
«Ziklo-bizitzak», berriz, bateria batek erabilera-baldintza normaletan izan ditzakeen karga-deskarga ziklo kopurua adierazten du, bere errendimendua maila jakin batera jaitsi aurretik —normalean bere ahalmen nominalaren ehuneko jakin batera, hala nola % 80ra—.
Gaur egun, energia biltegiratzeko LiFePO₄ litio burdin fosfatozko bateriak normalean 8,000 ziklo baino gehiagoko ziklo-bizitzarekin eta 10 urte arteko egutegi-bizitzarekin diseinatzen dira. Energia biltegiratzeko potentzia-aplikazioetarako (adibidez, zentral termikoetako maiztasunaren erregulazioa), ziklo-bizitza izan ohi da faktore mugatzailea. Aldiz, energia-biltegiratzean, batez ere eguneroko gailurrak murrizteko erabiltzen dena, bere bizitzan zehar karga-deskarga zikloen benetako kopurua diseinu-espezifikazioaren azpitik dago (eguneko ziklo oso bat batez beste suposatuz), beraz, egutegi-bizitza izan ohi da faktore mugatzailea.
Hala ere, bateria-fabrikatzaile askok "ziklo-bizitza" sustatzean jartzen dute arreta produktu berrien salmenta-puntu nagusi gisa, eta gutxitan aipatzen dute "egutegi-bizitza". Energia-bideratutako biltegiratze-sistementzat, egutegi-bizitza kezka handiagoa izan beharko litzateke.
Txinako Energia Elektrikoaren Ikerketa Institutuaren datuen arabera, Txinan energia motako biltegiratzearen batez besteko iraupena 3 urte baino gutxiagokoa da, eta espero den iraupena 10 urtekoa da. Energia motako biltegiratzeari dagokionez, batez besteko iraupena 8 urte baino gutxiagokoa da, espero diren 15 urteekin alderatuta. Sistema-mailako ziklo-bizitzaren benetako eta laborategian probatutako zelula bakarreko ziklo-bizitzaren arteko erlazioa 0.5 baino txikiagoa da batez beste, eta espero dena 0.85etik gorakoa da. Baterien egutegi-bizitza nahikoa ez izatea beste oztopo nagusi bat bihurtu da energia biltegiratzearen garapenean.
Energia biltegiratzeko garapenean 1. oztopoa: Energiaren merkatu lokala
Energia biltegiratzeko malgutasunaren balioa potentzia-merkatuan oinarritzen da
Aurreko dimentsio anitzeko potentzia-balioari buruzko analisi batean, adierazi genuen energia-biltegiratzeak, energia-iturri tradizionalen aldean, ez duela elektrizitaterik sortzen; lehenik kargatu egin behar da, eta horrek esan nahi du bere energia-balio garbia negatiboa dela. Hala ere, LiFePO₄ bateria-unitateek bezalako sistemek eguerdiko eguzki-energia soberakina arratsaldeko puntako aldietara eraman dezakete, non elektrizitatearen prezioak altuagoak diren. Horrek malgutasun-balio handia ematen die biltegiratze-sistemei, litio-ioizko bateriak barne.
Eskari puntako egoeretan, biltegiratzeak erantzun azkarreko deskarga-ahalmena eskaintzen du, fidagarritasunari ere lagunduz. Fidagarritasun-balio hori hobekien ezagutzen da edukiera-merkatuen edo konpentsazio-mekanismoen bidez, malgutasunaren balioa, berriz, energia-spot merkatuen eta zerbitzu osagarrien araberakoa den bitartean.
Eguzki-energia litiozko bateria-paketeak gero eta gehiago lotzen diren heinean sistema fotovoltaikoekin, energia-biltegiratzeak zeregin garrantzitsua izango du puntako potentzia murrizteko prozesuan, maiztasunaren erregulazioa edo igoera-laguntza baino gehiago. Puntako potentzia murrizteko eskaera maiztasunaren erregulazioarena baino askoz handiagoa da, eta zerbitzu osagarrien merkatua nahiko mugatua da.
LiFePO₄ litiozko burdinazko baterien moduko biltegiratze-teknologien potentzial osoa aprobetxatzeko eta erabilera-tasak handiagoak lortzeko, ezinbestekoa da energia-merkatu sendo bat garatzea, batez ere benetako prezio-aldeak dituen bat.
2. oztopoa energia biltegiratzeko garapenean: bateriaren egutegiaren iraupena
Energia biltegiratzeko estazioek batez ere LiFePO₄ bateriak erabiltzen dituzte, baina ekonomia egutegi-bizitzak mugatzen du
Erabilitako katodo materialaren arabera, litiozko bateria arruntak bi mota nagusitan sailka daitezke: LiFePO₄ bateriak (LFP) eta Nikel Kobalto Manganeso bateriak (NCM). LiFePO₄ bateriek abantaila nabarmenak eskaintzen dituzte segurtasunari, ziklo-bizitzari eta kostu-eraginkortasunari dagokionez. Haien energia-dentsitatea NCM bateriekin alderatuta txikiagoa den arren, eragozpen hau ez da kritikoa energia biltegiratzeko estazio handietarako, eta horrek LiFePO₄ aukera hobetsia bihurtzen du aplikazio horietarako.
BloombergNEF-en (BNEF) datuen arabera, LFP baterien partaidetza energia biltegiratzeko sistemetan mundu mailan % 33tik % 2020ra igo zen 84an, eta % 2023etik gora mantentzea espero da datozen bost urteetan.
Aplikazioei dagokienez:
LiFePO₄ bateriak oso erabiliak dira energia biltegiratzeko sistemetan (C&I) eta konfigurazio ohikoenak hauek dira: 204V 256V 512V 100Ah 280Ah 300Ah tentsio handiko eguzki-litio ioizko bateria sistema eta baita ere etxebizitzako energia biltegiratzeko sistemak 48V 51.2V 100Ah 200Ah 280Ah edo 15 kWh 30 kWh-ko lifepo4 bateria-pakete integratuak.
NCM bateriak, berriz, batez ere mugikortasun elektrikoan erabiltzen dira, energia-dentsitate handiagoa dutelako. Aplikazio tipikoen artean daude motozikleta elektrikoak (48v 60v 72v 50ah 70ah litio ioizko bateriak), scooter elektrikoak (36v 48v 6ah 10ah 15ah litiozko bateriak), eta golf-gurdiak (48v 60v 72v 100ah 200ah 300ah lifepo4 bateria-paketeak).
Ingeniaritza aplikazioetan, LiFePO₄ bateria-sistemen zerbitzu-bizitza eta zahartze-egoera bi adierazle nagusi erabiliz ebaluatzen dira normalean: Ziklo-bizitza eta Egutegi-bizitza.
Ziklo-bizitzak LiFePO₄ bateria batek baldintza estandarretan —hala nola tenperatura eta karga/deskarga-tasa zehatzak— jasan ditzakeen karga-deskarga ziklo kopurua adierazten du, bai ziklo konbentzionalaren bidez, bai deskarga-sakonera baldintza espezifikoetan, bizitza-amaierako irizpide zehatzak lortu arte.
Egutegi-bizitzak, berriz, bateria batek bere errendimendua mantendu dezakeen denbora-tartea adierazten du tenperatura jakin batean zirkuitu irekiko egoeran (funtzionamendurik gabe) gordeta dagoenean. Bateriaren zahartze-portaera islatzen du itxarote-moduan mantentzen denean.
Energia motako energia biltegiratzeko sistemetarako, egutegi-bizitza ziklo-bizitza baino kritikoagoa da. LiFePO₄ bateriak biltegiratze-aplikazioetan erabiltzen direnean, haien karga-deskarga zikloen sakonera eta maiztasuna askotan ziurgabeak dira eta sare elektrikoaren eskariaren araberakoak dira neurri handi batean. Benetako egoera gehienetan, litio-burdin fosfato bateria-sistemek egiten dituzten ziklo kopurua diseinatutako gaitasuna baino nabarmen txikiagoa da.
Hala ere, energia biltegiratzeko sistemek denbora luzez itxaron moduan egon behar dutenez, egutegiaren zahartzea gertatzen jarraitzen du erabilera edozein dela ere. Etengabeko degradazio honek, maiz ziklorik egin gabe ere, bateriaren egutegiaren iraupena LiFePO₄-n oinarritutako biltegiratze sistemen bideragarritasun ekonomikorako muga nagusi bihurtzen du.
Funtsean, LiFePO₄ litiozko bateria-paketeak beren ziklo-bizitza luzeagatik eta segurtasunagatik ezagunak diren arren, energia biltegiratzeko aplikazioetan duten errendimendu ekonomikoa gero eta gehiago mugatzen da egutegiaren zahartzeak. Horrela, egutegiaren bizitza kostu-eraginkorreko bateria-paketeen garapenean beste oztopo nagusi bat bihurtu da. Eguzki-energia litiozko bateria biltegiratzeko irtenbideak.
