რა არის 2023 მზის ენერგიის შენახვის ინდუსტრიის ქსელი ？

შიდა ფართომასშტაბიანმა ბაზარმა განიცადა სწრაფი განვითარება, ენერგიის შემნახველი რამდენიმე ბრენდი გაზრდის თავის მიწოდებას შიდა არხის რესურსების გამოყენებით. 2021 წელს ჩინეთის ენერგიის შესანახი გადაზიდვები ხელმძღვანელობდა CATL-ს. ენერგიის შესანახი PCS მიწოდება ასევე სწრაფად გაიზარდა.

გარდა ამისა, უფრო და უფრო მეტი ახალი ტექნოლოგია გამოჩნდა, რაც ხელს უწყობს ენერგიის შენახვის ინდუსტრიის მდგრად განვითარებას. მაღალი ძაბვის ენერგია იძლევა მნიშვნელოვან უპირატესობებს დიდი სიმძლავრის სცენარებში. ხანძარსაწინააღმდეგო ელექტროსადგურებს ხშირი ხანძარი ემუქრებათ, რამაც პოლიტიკაში აქცენტი გაკეთდა ენერგიის შენახვის უსაფრთხოებაზე. თხევადი გაგრილებისა და მთლიანი ფტორის კეტონის ხსნარებმა ყურადღება მიიპყრო. ელექტროქიმიური ენერგიის შენახვის ახალი ტექნოლოგიები, როგორიცაა ნატრიუმ-იონური ბატარეის შენახვა, თხევადი ნაკადის ბატარეის ენერგიის შენახვა და წყალბადის შენახვა, სწრაფად განვითარდა ინდუსტრიული. ფიზიკური ენერგიის შენახვის ახალი ტექნოლოგიები, როგორიცაა სინათლისა და სითბოს შენახვა, გრავიტაციული ენერგიის შენახვა, შეკუმშული ჰაერის შენახვა და მფრინავის ენერგიის შენახვა, თანდათანობით დანერგილია საჩვენებელი პროექტების მეშვეობით.

ენერგიის შესანახი ინდუსტრიის ქსელი

ენერგიის შენახვის ინდუსტრიის ჯაჭვი მოიცავს სხვადასხვა რგოლებს:

ენერგიის შენახვის სისტემა: ეს მოიცავს ბატარეებს, PCS, BMS, EMS და სხვა კომპონენტებს. ამ სფეროში ძირითადი მოთამაშეებია CATL, EVE Lithium Energy, Sunshine Power, Nandu Power, Kesta, Kehua Data, BYD, Sunshine Power, Jinlang Technology და სხვები, რომლებსაც აქვთ მნიშვნელოვანი ყოფნა საზღვარგარეთ.

საინჟინრო EPC, ქსელთან დაკავშირებული გამოვლენა და ექსპლუატაციის შემდგომი და ტექნიკური მომსახურება: ამ სეგმენტის ცნობილი კომპანიებია South China Technology, Ates, Linyang Energy, Baoguan.

ენერგიის შესანახი ბატარეები

ენერგიის შესანახი ბატარეის მასალის სისტემა ძირითადად ტრიალებს ლითიუმის რკინის ფოსფატის გარშემო და ბატარეები ვითარდება უფრო დიდი სიმძლავრისკენ.

მრეწველობისა და საინფორმაციო ტექნოლოგიების სამინისტროს მიერ დადგენილი მოთხოვნების მიხედვით, ენერგიის შემნახველი აკუმულატორების ენერგიის სიმკვრივე უნდა იყოს ≥145Wh/kg, ხოლო ბატარეის პაკეტების ენერგიის სიმკვრივე ≥110Wh/kg. ციკლის ხანგრძლივობა უნდა იყოს ≥5000-ჯერ, ხოლო სიმძლავრის შენარჩუნების მაჩვენებელი უნდა იყოს ≥80%. ელექტროქიმიური ენერგიის შენახვა, განსაკუთრებით ლითიუმის ბატარეის ენერგიის შენახვის ტექნოლოგია, გადის ახალ ტრანსფორმაციის ციკლს. თანდათან ჩნდება ახალი ტექნოლოგიები და ფუნქციები, როგორიცაა დიდი ბატარეები, მაღალი ძაბვა და წყლის გაგრილება/თხევადი გაგრილება. გარდა ამისა, ნატრიუმ-იონური ბატარეები შეიძლება მოიპოვონ კონკურენტული უპირატესობა მომავალში მათი ხარჯ-ეფექტურობის გამო.

ჩინელი მწარმოებლები ხელმძღვანელობენ ენერგიის შესანახი ბატარეების გლობალურ მიწოდებას, სადაც CATL არის მსოფლიოში მთავარი მიმწოდებელი. შეფასებულია, რომ გლობალური ენერგიის შესანახი ბატარეების მიწოდებამ 2021 წელს შეადგინა 59.9 გვტ.სთ, Ningde Times-მა შეადგინა 16.7 გვტ.სთ, ანუ მთლიანი რაოდენობის 27.9%. Paineng Technology გაიგზავნება 1.5 GWh, რაც შეადგენს 2.6%. მოსალოდნელია, რომ გადაზიდვები 2022 წელს მიაღწევს 114,9 გიგავატსაათს, რაც 91,9%-იანი ზრდაა, ხოლო Ningde Times-ს შეადგენს 45,0 გვტ.სთ, ანუ 169,5%. გათვლებით, პროგნოზირებულია, რომ გლობალური ენერგიის შესანახი ბატარეების მიწოდება 2022-2023 წლებში მიაღწევს 122.5/219.6 გვტ.სთ-ს, რაც წარმოადგენს 101%/79% ზრდას. მოსალოდნელია, რომ Ningde Times დაიკავებს გადაზიდვების 50/100 გვტ.სთ-ს, რაც ასახავს 199%/100% ზრდას და შეინარჩუნებს წამყვან პოზიციას.

მზის ინვერტორული ტექნოლოგია

ინვერტორული ტექნოლოგიის სფეროში ტენდენცია მიდის DC 1500V არქიტექტურისკენ, რომელიც ცვლის ტრადიციულ 1000V არქიტექტურას, განსაკუთრებით ელექტროსადგურებში. 2021 წელს, საყოფაცხოვრებო ფოტოელექტრული დანადგარების დაახლოებით 49.4% მუშაობდა მუდმივი ძაბვის დონეზე, ხოლო 1000V ბაზარი შეადგენდა 50.6%. განაწილებული ფოტოელექტრული სისტემები კვლავ უპირატესად იყენებენ 1000 ვ ძაბვის დონეს. მაგალითად, ყველა საცხოვრებელი სისტემა იყენებს 1000V დონის სისტემას, ხოლო სამრეწველო და კომერციული სისტემების 80% იყენებს 1000V დონეს.

1500V ენერგიის შენახვის სისტემას აქვს მნიშვნელოვანი უპირატესობები. 1500V სისტემის ძირითადი პროდუქტია 1500V ენერგიის შესანახი PCS. წინა სისტემებთან შედარებით, 1500V ენერგიის შენახვის სისტემა გთავაზობთ ენერგიის სიმკვრივისა და სიმძლავრის სიმკვრივის 35%+ ზრდას, სისტემის ღირებულების 5%+ შემცირებას და სისტემის ეფექტურობის 0.3%+ ზრდას. 40 ფუტიანი კონტეინერით და 280AH ბატარეით, 1000V ბატარეის მაქსიმალური დადგმული სიმძლავრეა 3.3MWh, ხოლო 1500V სისტემას შეუძლია მიაღწიოს 4.5MWh. PCS-თან, ბატარეებთან და დამხმარე აქსესუარებთან დაკავშირებული ხარჯების შემცირების გარდა, მნიშვნელოვნად მცირდება შრომის, ფონდისა და მიწის ხარჯები. ბოლო ფართომასშტაბიანი პროექტები აჩვენა, რომ 1500 ვ-ის შეღწევადობის სიჩქარე ორ მესამედს აღემატება. ამ სფეროში წარმომადგენლობითი მწარმოებლები არიან Sunshine, Shangneng და Kehua, სადაც Shangneng Electric უზრუნველყოფს 500 MW დონის ენერგიის შენახვის პროექტს Shandong-ში 1500V PCS-ის გამოყენებით.

ინვერტორული ტექნოლოგიის გამოყენება მუდმივად ვითარდება და ჯგუფური PCS სულ უფრო და უფრო ფართომასშტაბიანი დანერგვა ხდება. Group PCS ეხება ცენტრალიზებული PCS სისტემების შეზღუდვებს და საშუალებას აძლევს ფართომასშტაბიან აპლიკაციებს. ამჟამინდელი ბატარეის ენერგიის შესანახი სისტემები ძირითადად იყენებს ცენტრალიზებულ PCS-ს, რამაც შეიძლება გამოიწვიოს ბატარეის კლასტერებს შორის დისბალანსი და ზოგიერთი ბატარეის პოტენციური არასაკმარისი გამოყენება. ჯგუფური სიმებიანი PCS იძლევა კლასტერული დონის მენეჯმენტის საშუალებას, აძლიერებს სისტემის სიცოცხლის ხანგრძლივობას, აუმჯობესებს განმუხტვის სიმძლავრეს მთელი სასიცოცხლო ციკლის განმავლობაში და ავლენს მზარდ ტენდენციას ფართომასშტაბიან აპლიკაციებში. Huaneng Huangtai 100MW/200MWH პროექტი არის პირველი ფართომასშტაბიანი ენერგიის შესანახი ელექტროსადგური ჩინეთში, რომელმაც მიიღო PCS არქიტექტურის სერია. ანალოგიურად, 3MW/6MWH პროექტი ტეხასში, შანდონგში, ასევე იყენებს ამ სისტემის არქიტექტურას.

Guodian Investment Oil City Daqing-მა განახორციელა 200 მგვტ სიმძლავრის ოპტიკური შენახვის ექსპერიმენტული პლატფორმა. Shangneng Electric-მა უზრუნველყო სხვადასხვა მოდელის ინვერტორები, მათ შორის 230 კვტ სიმძლავრის ჯგუფური სიმებიანი ინვერტორები, ათობით 225 კვტ და 175 კვტ სიმძლავრის ჯგუფური სიმებიანი ინვერტორები, 3.125 მეგავატიანი ცენტრალიზებული ერთში მანქანები და 3.15 მეგავატიანი განაწილებული ყველა ერთში მანქანები. 250 კვტ სიმძლავრის ჯგუფურ სიმებიანი ინვერტორმა, კერძოდ, მოახდინა რევოლუცია ტრადიციული დეცენტრალიზებული ინსტალაციის მიდგომაში. 1MW ინტეგრირებული პლატფორმით და ცენტრალიზებული ექსპლუატაციისა და ტექნიკური მენეჯმენტის მოდელით, მან მნიშვნელოვნად შეამცირა დროისა და სამუშაო ძალის მოთხოვნები და გააუმჯობესა ოპერაციული ეფექტურობა.

ციფრული საინფორმაციო ტექნოლოგიების ინტეგრირება ფოტოელექტრული და ენერგიის შენახვის ტექნოლოგიებთან, გაჩნდა ენერგიის შენახვის სისტემების ფორმირების, ინტელექტუალური და მოდულარული დიზაინის ახალი კონცეფცია. ეს მიდგომა საშუალებას იძლევა დახვეწილი მართვა ბატარეის მოდულის დონეზე, რის შედეგადაც გაზრდილი გამონადენი, ბატარეის კონფიგურაციის შემცირება 13%-ით, გაუმჯობესებული ბატარეის ხანგრძლივობა 50%-ით, უკეთესი ინვესტიცია საწყისი კონფიგურაციის 30%-ით შემცირებით, მინიმალისტური ექსპლუატაცია და მოვლა (ტრანსპორტის და ტექნიკური ხარჯების შემცირება 25 წლის განმავლობაში 50 მილიონი იუანით), გაზრდილი უსაფრთხოება და სტაბილურობა 20%-ზე მეტი შენახვის დონის (LCOS) ღირებულებაში. ეს დიზაინი ასევე ეხმარება გადასვლას ფოტოელექტრული პარიტეტიდან ენერგიის შენახვის პარიტეტზე.

ერთი მინუსი არის ის, რომ PCS-ის ამჟამინდელი ღირებულება შედარებით მაღალია, მაგრამ ფასის შემცირებისთვის საკმარისი ადგილია. ამ სფეროში წარმომადგენლობითი მწარმოებლები არიან Huawei, Shangneng და Shenghong.

ელექტრული ტოპოლოგიის სტრუქტურა

ელექტრული ტოპოლოგიური სტრუქტურის თვალსაზრისით, მაღალი ძაბვის დონის ერთობლივი გეგმები მნიშვნელოვან უპირატესობებს გვთავაზობს დიდი სიმძლავრის ენერგიის შესანახი სისტემებისთვის.

როგორც ენერგიის შესანახი ინტეგრირებული სისტემების სიმძლავრე იზრდება, ტრადიციული სერიების მზარდი ძაბვის სქემა რამდენიმე გამოწვევის წინაშე დგას. პირველ რიგში, დიდი სიმძლავრე მოითხოვს ბატარეების დიდ რაოდენობას, რაც ზრდის უსაფრთხოების რისკებს. მეორეც, ბატარეის ციკლების რაოდენობის მატებასთან ერთად, ცალკეულ უჯრედებს შორის შესრულების თანმიმდევრულობა თანდათან მცირდება. ეს ფაქტორები ერთობლივად ზღუდავს სისტემის ერთი მანქანით ტევადობას. გარდა ამისა, პარალელური აღჭურვილობის ზრდასთან ერთად, მეორადი კომუნიკაცია და კოორდინაციის კონტროლი უფრო რთული ხდება.

დიდი სიმძლავრის სისტემებისთვის მაღალი ძაბვის ერთობლივი გეგმების უპირატესობები მდგომარეობს მათ პარალელურად კომბინაციაში მრავალი ენერგიის შესანახი ერთეულისგან. ენერგიის შესანახი თითოეული ერთეული გამოსცემს ათეულიდან ასობით ვოლტს, რაც უზრუნველყოფს ძაბვის ფართო დიაპაზონს ბატარეის დისკრეტული დაწყობისთვის. ეს ამცირებს ბატარეის დასტას მოცულობას და საჭირო ბატარეების რაოდენობას, რაც მნიშვნელოვნად ზრდის სისტემის სიმძლავრეს და აუმჯობესებს უსაფრთხოებას.

ამჟამად, მაღალი ძაბვის ტექნოლოგიის მქონე შიდა კომპანიებს მიეკუთვნება Guodian Nanrui, Jinpan Technology, Zhiguang Electric, Sifang Co., Ltd. და New Scenery. ამ კომპანიებმა გამოაქვეყნეს და მიიღეს 135 მილიონი იუანის ღირებულების შეკვეთები.

ენერგიის შენახვა

ბოლო წლებში ხშირი იყო ხანძარი ენერგიის შესანახ ელექტროსადგურებში, რაც ხაზს უსვამს ენერგიის შენახვის სისტემებში ტემპერატურის კონტროლის, სითბოს მართვისა და ხანძარსაწინააღმდეგო დაცვის მნიშვნელობას. ამ პრობლემების გადასაჭრელად განხორციელდა ინდუსტრიული პოლიტიკა, რამაც გამოიწვია ენერგიის შენახვისა და ხანძარსაწინააღმდეგო სისტემების დაჩქარებული განვითარება. ლითონის ლითიუმი, რომელიც იმყოფება ლითიუმ-იონურ ბატარეებში, ავლენს მაღალ რეაქტიულობას და იწვევს უსაფრთხოების შეშფოთებას ენერგიის შესანახად ლითიუმის ბატარეების გამოყენებისას. არასრული სტატისტიკა აჩვენებს, რომ 2022 წელს მსოფლიოში 17-ზე მეტი ინციდენტი მოხდა ენერგიის დაგროვებაზე. ქვეყანამ 2021 წლიდან შემოიღო ენერგიის შენახვასთან და ხანძარსაწინააღმდეგო უსაფრთხოებასთან დაკავშირებული პოლიტიკა, ხაზს უსვამს ხანძარსაწინააღმდეგო დაცვის მნიშვნელობას ახალი სტანდარტების მიხედვით.

ენერგიის შენახვის სისტემის ინტეგრაცია

ენერგიის შენახვის სისტემის ინტეგრაციის სფეროში სხვადასხვა რეჟიმი თანაარსებობს და ბევრი მოთამაშეა ჩართული სისტემის ინტეგრაციაში. ამჟამად სამი ძირითადი რეჟიმია:

მთელი ინდუსტრიის ჯაჭვის განლაგება: კომპანიები, რომლებიც მონაწილეობენ ბატარეის, PCS, BMS, EMS წარმოებაში, როგორიცაა BYD, წარმოადგენენ ამ რეჟიმს ქვეყნის შიგნით.

პროფესიული ინტეგრაცია: ეს რეჟიმი მოიცავს ინტეგრატორებს, რომლებიც ყიდულობენ კომპონენტებს გარედან და სპეციალიზირებულნი არიან სისტემურ ინტეგრაციაში. მას აქვს ნაკლები განაცხადი შიდა ქვეყანაში, მაგრამ წარმოდგენილია უცხოური კომპანიებით, როგორიცაა DOOSAN და IHI.

ტრანსფორმაცია აღჭურვილობის მომწოდებლებიდან სისტემის ინტეგრატორებზე: ეს რეჟიმი ფართოდ გამოიყენება შიდა ქვეყანაში. კომპანიებმა, რომლებიც ადრე ორიენტირებულნი იყვნენ კონკრეტულ პროდუქტებზე, როგორიცაა ფოტოელექტრული ინვერტორების მწარმოებლები, როგორიცაა Jinlang Technology, Gudewei, და Deye Technology, ელექტროენერგიის ბატარეის ენერგიის შემნახველი მწარმოებლები, როგორიცაა Energy, Penghui Energy და PCS/BMS/EMS მწარმოებლები, როგორიცაა Jinpan Technology, Cosmald, Ke Shida, Kesta, KOCS, China Data, Baoguang, Ltd. აშშ-ს ბაზარზე, ძირითადი ინტეგრირებული მწარმოებლები გვხვდება სამივე მოდელში მომუშავე.

ენერგიის შენახვის ახალი ტექნოლოგიები

ნატრიუმ-იონური ბატარეები: ნატრიუმ-იონური ბატარეების ბიზნეს პროცესი დაჩქარებულია. ნატრიუმის ბატარეები გვთავაზობენ უკეთეს შესრულებას, ვიდრე ლითიუმის ბატარეები უფრო ეკონომიურ ფასად, ნატრიუმის რესურსების სიმრავლის გამო. ნატრიუმის ბატარეები ავლენენ სწრაფი დატენვის ეფექტურობას (80% სიმძლავრეს 15 წუთში ოთახის ტემპერატურაზე), კარგ მუშაობას დაბალ ტემპერატურაზე, ციკლის ხანგრძლივობა 4000-5000-ჯერ ნორმალურ ტემპერატურულ პირობებში და ენერგეტიკული სიმკვრივე, რომელიც შედარებულია რკინა-ლითიუმის ბატარეებთან. მიუხედავად იმისა, რომ მსოფლიოში დადასტურებული ლითიუმის რესურსები 2022 წელს შეადგენდა დაახლოებით 89 მილიონ ტონას, მათგან ნახევარზე მეტი განაწილებულია სამხრეთ ამერიკაში, ჩინეთი ფლობს 5.1 მილიონ ტონას, რაც წარმოადგენს გლობალური პროპორციის მხოლოდ 6%-ს. გარდა ამისა, ლითიუმის ნედლეულის 65% საჭიროებს იმპორტს. ამის საპირისპიროდ, ნატრიუმის რესურსები უხვი და ფართოდ არის გავრცელებული მთელ მსოფლიოში, ნატრიუმის ქლორიდით მდიდარი ზღვის წყლით.

ნაკადის ბატარეები: თხევადი ნაკადის ბატარეები, სადაც დადებითი და უარყოფითი ელექტროლიტები განცალკევებულია, გთავაზობთ შესანიშნავ შესრულებას. რკინა-ქრომის და სრულმასშტაბიანი ნაკადის ბატარეები არის ორი ძირითადი კომერციული მიმართულება ამ სფეროში.

სინათლის თერმული ენერგიის შენახვა: მსუბუქი თერმული ენერგიის გამომუშავებას აქვს ბუნებრივი უპირატესობა, როგორც ენერგიის შენახვის მეთოდი, განსაკუთრებით პიკის რეგულირებისა და სიხშირის რეგულირებისთვის.

გრავიტაციული ენერგიის შენახვა: გრავიტაციული ენერგიის შენახვა არის ენერგიის მექანიკური შენახვის მეთოდი, რომელიც იყენებს პოტენციურ ენერგიას სიმაღლის სხვაობიდან, რათა ხელი შეუწყოს დატენვისა და განმუხტვის პროცესებს.

შეკუმშული ჰაერის შენახვა: შეკუმშული ჰაერის ენერგიის შენახვა გულისხმობს ჰაერის შეკუმშვას დაბალი ენერგიის მოთხოვნის პერიოდში და მის შენახვას მაღალი წნევის ჭურჭელში, როგორიცაა მიტოვებული მაღაროები, გაზის შესანახი ავზები, გამოქვაბულები, ვადაგასული ნავთობისა და გაზის ჭაბურღილები ან ახლად აშენებული გაზის ჭაბურღილები. წნევის ჭურჭელში ჰაერის შენახვასთან შედარებით, როგორიცაა ფოლადის ქილა, მიწისქვეშა სივრცეების გამოყენება, როგორიცაა მარილის გამოქვაბულები, მაღალი სიმძლავრის ელექტროსადგურების ასაშენებლად მნიშვნელოვნად ამცირებს ნედლეულისა და მიწის ხარჯებს. შეკუმშული ჰაერის შესანახი სისტემები შეიძლება კლასიფიცირდეს, როგორც ტრადიციულ სისტემებად (მოითხოვენ შევსებას), სისტემებს სითბოს შესანახი მოწყობილობებით და თხევადი/აირის შეკუმშული ენერგიის შესანახი სისტემებით, სამუშაო გარემოს, შენახვის საშუალებისა და თერმული წყაროს საფუძველზე.

Flywheel ენერგიის შენახვა: Flywheel ენერგიის შენახვა არის ახალი ტექნოლოგია, რომელიც ჯერ კიდევ კომერციალიზაციის ადრეულ ეტაპზეა. იგი იყენებს მბრუნავ ბორბალს ენერგიის შესანახად და გასათავისუფლებლად.