Худалдаа, Үйлдвэрлэлийн Энерги Хадгалах Систем: Цахилгаан Эрчим Хүчний Ашиглалтыг Оптималчлах

Худалдаа, Үйлдвэрлэлийн Хэрэглээнд Энерги Хадгалалтын Системийг Ойлгох

C&I Төвүүдийн Тулд Энерги Хадгалалтын Системийн Үндэс

Орчин үеийн цахилгаан хадгалах системүүд нь өнөөдөр бүх төрлийн бизнес, үйлдвэрүүдийн тулгуур бүрэлдэхүүн хэсэг болон ажиллаж байна. Эдгээр нь цуглуулагч технологи, цахилгаан хувиргагч, оюун ухаант удирдлагын хэрэгслийг нэг дүрэм дотор нэгтгэсэн байдаг. Үндсэн санаа нь энгийн л юм: эрчим хүчний эрэлт бага үед үнэ нь 40-60 хувь хямд байдаг тул цахилгааныг хадгалж, хамгийн их хэрэгцээтэй үед ашигладаг. Энэ нь компанийн сарын цахилгааны зардлыг бууруулдаг. Одоо барьж буй олон тооны шинэ тогтолцоо нь литийн ионтой баттерейг ашигладаг. Яагаад гэвэл BloombergNEF-ийн мэдээллээр 2010 оны дараа литийн ион баттерейн үнэ 90 хувь буурсан байна. Түүнчлэн одоо эдгээр баттерейнүүд нь цэнэгээ удаан хадгалдаг болсон. Ийм учраас томоохон үйл ажиллагаануудад урт хугацаанд ашиглах боломжийг олгодог.

Хамгийн их үр ашгийг бүтээхийн тулд цахилгаан хадгалахыг байгууламжийн ачааллын хэв маягтай тохируулах

Эрчим хүчний хадгалах системийг ашиглах үр ашиг нь түүний багтаамжийг цахилгаан эрчим хүчийн үнэ цэнийг бууруулах зорилготойгоор тохируулахад оршино. Жишээлбэл, агуулахын үйл ажиллагаа. Хэрэв тэд 500 кВт цахилгаан эрчим хүчийг 1000 кВтц ашиглах систем тавивал, өдөр тутмын дээд цэнийг 18%-иос 22%-иос бууруулж болно. Энэ нь ажлын цагаар тогтвортой ажилладаг агуулахуудад сайн ажилладаг. Сонирхолтой нь, эрчим хүчний хэрэгцээгээ урьдчилан таамаглахад искусствийн оюун ухааныг ашигладаг компанийн хувьд эдгээр хадгалалтын системд оруулсан хөрөнгө оруулалтаас 12%-иос 15%-иос илүү үр дүнгийн өгөөж авдаг. Сүүлийн судалгаа энэ талаарх ухаалаг арга барилын ач холбогдлыг баталж байна.

Туршлагын жишээ: Бат бөх хадгалалтын систем ашиглан дунд дахь үйлдвэрлэлийн газрын цахилгаан эрчим хүчний зардлыг 30%-иар бууруулжээ.

Огайогийн металл боловсруулах үйлдвэр өдөр тутмын 78,000 ам.долларын орчим хэмжээний эрэлтэний төлбөр болон цахилгааны тогтворгүй байдалд зориулан 2.4 МВт-ын цахилгаан эзэлдэгчийн системийг (BESS) суурилуулсан. Үр дүн нь томоохон өөрчлөлт оруулсан:

Цахилгаан эрчим хүчний оройн ачааллыг бууруулах болон давтамжийн зохицуулалтын үйлчилгээнд оролцох замаар уул уурхайн жилд дүрэмдээ 216,000 ам.доллар орлого олоод хөрөнгө оруулалтын хөрвөх хугацааг 3.8 жил болгон богиносгов.

Цахилгаан эрчим хүчний сангийн тусламжтайгаар оройн ачааллыг бууруулах ба эрчим хүчний төлбөрийн удирдлага

Цахилгааны оройн эрэлтийг бууруулах нь ашиглалтын зардлыг хэрхэн бууруулдаг вэ

Одоогоор аж ахуйн нэгжүүдийн цахилгааны хэрэглээний 40% нь эрчим хүчний эрэлтийн төлбөрт зарцуулагддаг. Энэ төлбөр нь сарын турш цахилгааны хэрэглээний хамгийн их байсан дараалсан 15 минутын үеийг үндэслэн тодорхойлогддог. Гэвч эрчим хүчний хадгалах систем нь энд лав ашигтай шийдэл болдог. Аж ахуйн нэгжүүд эрчим хүчний эрэлт хамгийн өндөртэй үед хадгалсан цахилгааныг ашиглавал, Дэлхийн Эрчим Хүчний Судалгааны Төвийн 2023 оны судалгаагаар, цахилгааны гол сүлжээнээс хэрэглээгээ 30%-оос 50% хүртэл бууруулж чаддаг. Жишээ нь, дунд бүс нутагт байрласан машин хэсгийн үйлдвэр нь хамгийн ихдээ 2.1 мегаваттын цахилгааны эрэлтийг 1.4 мегаватт болж бууруулжээ. Энэ нь сар тутамд нь $18,000 ам.долларын хэмнэлтэд хүргэсэн байна.

Худалдааны барилгын болон үйлдвэрлэлийн хувьд дээд цэгийг хасах болон цахилгааны итгэл үнэмшилтэй байдлыг хэрэгжүүлэх

Амжилттай дээд цэгийг хасахын тулд шаардлагатай:

• Ачааллын профил боловсруулах: Хэрэглээний загварыг тогтоохын тулд 12 сарын интервалын өгөгдлийг шинжилж байх
• Дээд хэмжээ тогтоох: Түүхэн дээд эрэлтийн 80–90% дээр цэнэгийг ялгах нь
• Цикл зохицуулалтын оновчтой байдал: Баттерейн амьдралын хугацааг үйл ажиллагааны зорилттой тэнцвэртэй байлгах

Орчин үеийн BESS нь барилгын автоматжуулалтын системтэйгээ ганц удаагийн интеграцитай байдаг тул хэрэглэгчийн тодорхойлсон өндөр ачаалалтай үед автоматаар ачааллыг шилжүүлэх боломжийг олгодог.

Маргаантай асуудал: Дээд цэгийг хассан нь муу таамаглалаас болж амжилтгүй болох нь

Хотхон эрчим хүчний агуулах систем нь 20-оос 35 хувь хүртэл хэмнэж болох ч Лоуренс Берклийн лабораторийн 2022 оны судалгаагаар тэдгээрийн орчим 45 хувь нь ашиглаж буй ачааллын урьдчилсан таамаглал нь ардчилсан байдалтай холбоотойгоор доголдож байна. Жишээ нь, Нью-Инглендийн хөргөх ангийн агуулах: өнгөрсөн жил үйл ажиллагаагаа өргөжүүлсэн ч баттерейн эрчим хүчний агуулах системийн удирдлагыг шинэчлээгүй тул тэдний өртөг дээд цэгт хүлээсэнээс 25 хувиар ихсэв. Сайн мэдээ бол эдгээр эрсдлийг бууруулах боломжтой гэсэн үг. Одоо ихэнх компаниуд урьдчилан таамаглах уламжлалт аргуудыг оюун ухаант машин сургах алгоритмуудтай хослуулан ашигладаг бөгөөд зарцуулах хязгаарыг анхааралтай тал руу нь тохируулдаг. Энэ нь ирээдүйд үйл ажиллагааны хүртэлмээр өөрчлөлтүүдэд зохих хүрээнд хариу өгөх боломжийг олгодог.

Нарны гуд, микросүлжээг ашиглан сэргээгдэх эрчим хүчийг нэгтгэх

Нарны гэрлийн тасралтгүй байдлыг Нарны баттерейн агуулах интеграци хийж даван туулах

Нарны панелиас авах цахилгаан эрчим хүчний хэмжээ нь гадаад ертөнцөд юу болж байгааг хамаарах юм. Өглөө бүрхүүл бага, тэнгэр тод байх нь илүү их. Энэ нь заримдаа байнга үйл ажиллагаа явуулах нь хэцүү болдог. Асуулт нь юу вэ? Нарны цагаар үүссэн нэмэлт цахилгаан эрчим хүчийг аваад үйлдвэрлэл зогссон үедээ хадгалах батарейн агуулах систем. Өнгөрсөн жил сэргээгдэх эрчим хүчний чиг хандлагын талаар нийтэлсэн судалгаагаар нарны батарейг эрчим хүчний салбарт нийлүүлсэн аж ахуйн нэгжүүд уламжлалт эрчим хүчний сүлжээг 40-65%-иар хамааралтай болсон байна. Эдгээр байгууламжууд цаг агаарын нөхцөл байдал өөрчлөгдөж байгаа ч үйл ажиллагаа нь тасралтгүй явагдаж байна. Энэ хослол нь улиран гарч буй нарны гэрлийг өдөржин чухал ачаалалтай ажиллах чадвартай найдвартай эрчим хүчтэй зүйл болгодог.

Эрчим хүчний хог хаягдлын систем (HESS) болон сэргээгдэх эрчим хүчний ургамалны ургамал (BESS)

Гибрид эрчим хүчний агуулах систем буюу товчхондоо HESS нь уламжлалт батарейн агуулах, хурдан хариулах технологийг нэгтгэдэг. Эдгээр системүүд эрчим хүчний хурдацтай өсөлтөөс эхлээд цаг хугацааны явцад үргэлжлэх эрчим хүчний хэрэгцээг хүртэл бүгдийг зохицуулдаг. IntechOpen-ийн гаргасан судалгаагаар энэ хослолыг ашигладаг байгууламжууд нь 92-97 хувь сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийг ашигладаг байна. Үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагаа нь эдгээр системээс үнэхээр ашигтай байдаг, учир нь тэдгээрийн үйл явцдаа тогтмол даралтын түвшин хэрэгтэй байдаг. Эрчим хүчний хангамжийн гэнэтийн уналт нь эмзэг машин механизмтай ажиллахдаа бүтэн үйлдвэрлэлийн шугам хааж болно. Энэ нь үйлдвэрийн менежерүүд үйл ажиллагааны цаг хугацааг хадгалах, үнэтэй саад бэрхшээлийг зайлсхийхэд найдвартай хамгаалалтын шийдлийг маш чухал болгодог.

Жишээ: Калифорни мужийн хуваарилалтын төвд ашиглах "Solar-Plus-Storage Microgrid"

Калифорнид 150,000 кв. фут талбай бүхий нийлүүлэлтийн төв нь 1.2 МВт цахилгаан үүсгүүртэй наран нийлмэл төхөөрөмжийг 900 кВт цагийн литийн ионтой хослуулснаар сөрөг эрчим хүчний ашиглалтыг 84% хүртэл бууруулжээ. Машин сургалтын үр дүнд гарсан таамаглалыг ашиглан систем нь цаг хэрэглээний тариф болон үйл ажиллагааны хуваарийн дагуу цэнэглэх болон цэнэгээ хөндлөх мөчийг оновчтой болгож өгдөг. Үр дүн нь:

• 30%-ийн бууралт жилийн эрчим хүчний зардалд ($217,000 хэмнэсэн)
• 79%-ийн бууралт эрчим хүчний шимтгэлийн торгуулийн хэмжээнд
• 4.7 жил БНС-ийн тэтгэвэр болон хөнгөлөлтийн хүрээнд хөрөнгө оруулалтын буцаэлт

Мөн гүйдлийн сүлжээнээс татгалзах үед 72 цагийн нөөцийн цахилгааныг хангаж байгаа бөгөөд хадгалах болон дэмжлэг үзүүлэх сүлжээ нь нэмэлтээс эх үүсвэр болон шилжих боломжийг харуулж байна.

Оюун ухаант хадгалалт болон ухаант сүлжээний интеграцитай хамт эрчим хүчний зардлыг бууруулах

Бизнесийн хувьд эрчим хүчний зардлыг бууруулах үзүүлэлтийг бодит өгөгдлүүдээр тооцоолон харуулах

Хэрэглээ нь хувьсах цахилгааны үнэ бүхий үед цахилгааны агуулалт нь зардлыг бууруулдаг. Үндсэн аргууд бол ганцаарчилсан мөнгө хэмнэх боломжийг тогтоохийн тулд өнгөрсөн цахилгааны хэрэглээний дагуу судалгаа хийх, зарим үйл ажиллагаагаа бага тариф бүхий цагт шилжүүлэх, үнийн дэгдэлт үед агуулсан цахилгааныг ашиглах явдал юм. Улсын хэмжээнд 50-аас илүү дэлгүүртэй том худалдааны үйл ажиллагаанууд энэ стратегийг мөн оюун ухаант хадгалах системийг нэвтрүүлснээр жилийн доторх зардлаа 18-22 хувь бууруулжээ. Эдгээр хэмнэлтүүд нь зөвхөн хүснэгт дээрх тоонууд биш, таамаглах боломжгүй цахилгааны зах зээлд тулгарч буй пүүсүүдэд бодитой үйл ажиллагааны уян хатан байдлыг илэрхийлдэг.

Машин сургалтын хүчээр хэрэгжүүлэгдэх цаг хугацааны арбитраж нь энерги удирдахад

Машины сургалтын алгоритмууд нь цахилгааны орчин үеийн ашиглалтын арбитражийг бодитоор дэмждэг бөгөөд эдгээр нь тухайн бүс нутгийн үнийн хэлбэлзлийг илрүүлж, тодорхой цаг агшинд цахилгаан шаардлагатай болохыг урьдчилан таамагладаг. Жишээ нь, 2024 онд Орд Монголд эхэлсэн сургалтын төслийн үр дүнд тухайн үйлдвэрүүд нейрон хүрээ сүлжээний технологийг нэвтрүүлснээр оройн цахилгаан хэрэглээний зардлыг өмнөх календар дээр суурилсан системээс 34 хувь бууруулж чадсан. Эдгээр урьдчилан таамаглах загваруудын ажиллах зарчим нь маш гайхалтай бөгөөд цаг агаарын урьдчилсан мэдээ, үйлдвэрлэлийн төлөвлөгөө, бөөний зах зээлийн нөхцөл байдал гэх мэт мэдээллийг байнга шингээн дүн шинжилгээ хийдэг. Энэхүү мэдээллийг үндэслэн уян хатан цэнэглэх болон цэнэгийг зарцуулах стратегийг боловсруулж, бизнесүүд цахилгааны зардлаа хэмнэж, харин цахилгааны шаардлагыг цаг хугацааны хувьд нарийвчлан хангах боломжтой болдог.

Оюун ухаант цахилгаан шугам ба энерги удирдах системүүд хэрхэн хариуцлага өгөх чадамжийг сайжруулдаг вэ

Ирээдүйн оюунлаг шугам нь энерги хадгалах системүүдийг компаниудтай харилцан ярилцаж, шугам сүлжээ хүнд байдалд орсон үед цаг алдалгүйгээр зүйлсийг засварлах боломжийг олгодог. Нэг эмнэлгийн систем нь хадгалалтын нэгжүүдээ цахилгааныг автоматаар таслах чадвартай эдгээр шугам сүлжээний удирдлагын хэрэгсэлтэй холбосны дараа энерги хэрэглээгээ удирдах чадвараа 35-40% нэмэгдүүлсэн. Энэ нь өндөр ачаалал үед ажилладаг бохирдуулах уламжлалт цахилгаан станцуудад тийм ч их хамааралгүй байх боломжийг олгодог. Цаг үеийн сүлжээнд идэвхтэй ажиллагаа шаарддаг өгөгдлийн төвүүд болон үйлдвэрлэлээ таслах боломжгүй газруудад энэ нь маш чухал ач холбогдолтой юм.

Хэмжээний өргөтгөл, Тэгш ашиглалт, Аж ахуйн салбарын энерги хадгалалтын ирээдүй

Аж ахуйн салбарын хэрэглээнд зориулсан энерги хадгалалтын шийдлүүдийн хэмжээний өргөтгөлийг үнэлэх

Модуль хэлбэрийн энерги хадгалах систем нь пүүсүүдэд орчин үеийн цахилгааны өртгийг бууруулах зэрэг энгийн ажлуудад ашиглах 100 кВтц багтаамжтай системээр эхлүүлээд, шаардлага нь өөрчлөгдөх тутам жижиг мегаваттын суурилсан томоохон системүүдэд хүртэл томруулан систеийг өргөжүүлэх боломжийг олгодог. Энэ системийг томруулахдаа түүний ажиллагаа байршиж буй газрын инфраструктурын төхөөрөмжтэй хэрхэн нийцэж буй эсэх, шаардлагатай батерейнуудыг нэмэх нь хэр хялбар байгаа, мөн цахилгаан хувиргагч төхөөрөмж нь ачааллын хувьд 30%-иос 100% хүртэлх хэлбэлзэлд тэсвэл зохих эсэхийг шалгах нь маш чухал юм. Энэхүү алхам алхмаар хандсан арга нь компанийн анхны хөрөнгө оруулалтыг багасгаж санхүүгийн даралтыг эхэнд нь бууруулдаг. Мөн ирээдүйн итгэлтэй энерги удирдах системийг бий болгоход тусдаг.

Индустрийн хадгалалтын үүрэг нь ESG болон тэгш байдлын зорилготой дэмжих

Үйлдвэрлэлийн энерги хадгалах систем нь уур амьсгалын хувьд хуучин цөллийн түлш ашигладаг орчны цахилгаан станцуудаас хамаарал багасгахад тусалдаг бөгөөд энэ нь түгээлийн сүлжээнээс цахилгаан худалдан авах үед Ског 2 цацрагийн хэмжээ багасна гэсэн үг юм. Frontiers in Energy Research сэтгүүлд дурдсан сүүлийн үеийн судалгаагаар үйлдвэрлэл нь баттерейн энерги хадгалалтын шийдлийг нэвтрүүлбэл энэ арван жилийн эцэст хүнд үйлдвэрлэлийн салбарт цагаан хүчилтөрөгчийн гарцыг дунджаар 42 хувь бууруулж болохыг харуулжээ. Одоо ихэнх байгууламжууд энэ хадгалалтын сонголтуудыг зөвхөн орчин үеийн зорилгоор биш харин практик ашигтай талаар бодож эхэлсэн юм. Тэд RE100 гэрээндээ хүрэх, Инфляцийг бууруулах тухай хуулиар зарим ашигтай гэрээнүүдэд хамрагдах, мөн юу ч байсан мөнгө хэмнэхийг хүсдэг. Өнгөрсөн жил Понемоны институт компанийн цацрагийн үнэ тогтоох торгуулийг төлөхгүйгээр жилд дөрвөн зуун дөчин мянган ам.доллар хэмнэж болохыг тогтоосон.

Үйлдвэрлэлийн IoT, Хиймэл оюун ухааны болон Энерги прогнозлох болон оновчлолтын нэгдэл

Орчин үеийн шинжилгээний системүүд нь эдгээр өдөр ээлжит хадгалах шийдлүүдээс орж ирж буй шинжилгээний мэдээллийг үйлдвэрийн календар болон цаг агаарын урьдчилсан мэдээллээр нэгтгэн ашигладаг. Машин сургалтын алгоритмууд нь цахилгааны хэрэгцээг ойролцоогоор 92% нарийвчлалтай таамаглаж чаддаг бөгөөд энэ нь баттерейнууд цэнэглэгдэх болон цэнэгээ алдалтын цагийг илүү сайн удирдах боломжийг олгодог. Өнгөрсөн онд Эрчим хүчний яамны тайлангаар ижил загварууд нь асуудал өртөхөөсөө өмнө илрүүлж, баттерейн элэгдэл засварын зардлыг 18% -иар бууруулдаг. Мөн систем нь цахилгаан эрчим хэрэглээний оргил үед эрчим хүчний хэрэгцээ хариуцлагын санаачилгыг автоматаар нэгдүүлдэг. Энэ бүгд томоохон үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагаанд маш чухал ач холбогдолтой. Зүгээр л нөөцийн цахилгаан эх үүсвэр байхыг зогсоож, эдгээр хадгалах нэгжүүд нь цахилгаан шугам сүлжээний сүлжээнд чухал ач холбогдолтой болон оролцдог. Ийм хандлагыг эзэмшсэн томоохон үйлдвэрүүд нь жилдээ дунджаар нэг саяас хоёр сая ам.доллар хэмнэдэг бөгөөд энэ нь эрчим хүчний болон барилгын байгууламжийн ашиглалтын зардлыг бууруулдаг.

Түгээмэл асуултууд (FAQ)

Арилжаа, үйлдвэрт ашигладаг цахилгаан эрчим хүчний агуулах системийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд юу вэ?

Арилжаа, үйлдвэрийн зориулалттай цахилгаан эрчим хүчний агуулах системүүд нь баттерейн технологи, цахилгаан хувиргагч, оюун ухаант удирдлагын хэрэгслээр тодорхойлогддог.

Цахилгаан эрчим хүчний агуулах систем нь эрчим хүчний зардлыг бууруулахад хэрхэн тусалдаг вэ?

Цахилгаан эрчим хүчний агуулах систем нь цахилгааны үнэ хямд байх үед цахилгааныг агуулж, оройн цагийн эрэлт өндөр үед ашигладаг тул нийт эрчим хүчний зардлыг бууруулдаг.

Литийн ионтой баттерей цахилгаан эрчим хүчний агуулах системд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг вэ?

Литийн ионтой баттерейг цэнэглэх хоорондын зардлыг бууруулах, ашиглалтын хугацааг уртасгах зэрэг шалтгаанаар томоохон цахилгаан эрчим хүчний агуулах шийдэлд тохиромжтой гэж үздэг.

Байгууллага нь цахилгаан эрчим хүчний агуулах системийг хамгийн их үр ашигтай ашиглахын тулд юу хийх ёстой вэ?

Оптимизаци нь цахилгаан эрчим хүчний агуулах багтаамжийг байгууллагын цахилгаан шаардлагатай тааруулах, эрчим хүчний хэрэгцээг урьдчилан таамаглахын тулд хиймэл оюуныг ашиглахыг багтаадаг.

Нарны цахилгааны баттерейн агуулахыг сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэртэй нэгтгэхэд ямар давуу тал байдаг вэ?

Нарны батерейн хадгалах системийг нэгтгэх нь нарны цахилгааны тасралтыг давж, эвэр бүрэн цахилгаан хангамжийг харуулна.