Kaip energijos kaupimo kabeliai palaiko ir įkrovimą, ir iškrovimą?

— Šiuolaikinių energijos kaupimo sistemų veikimo ir saugos užtikrinimas

Pasauliui sparčiai artėjant prie mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančios ir išmanios energetikos ateities, energijos kaupimo sistemos (ENS) tampa nepakeičiamos. Nesvarbu, ar tai būtų tinklo balansavimas, komercinių vartotojų savarankiškumo užtikrinimas, ar atsinaujinančios energijos tiekimo stabilizavimas, ENS atlieka pagrindinį vaidmenį šiuolaikinėje energetikos infrastruktūroje. Remiantis pramonės prognozėmis, pasaulinė energijos kaupimo rinka iki 2030 m. sparčiai augs, skatindama paklausą visoje tiekimo grandinėje.

Šios revoliucijos esmė – svarbus, bet dažnai nepastebimas komponentas.energijos kaupimo kabeliaiŠie kabeliai jungia esmines sistemos dalis, įskaitant akumuliatorių elementus, akumuliatorių valdymo sistemas (BMS), energijos konversijos sistemas (PCS) ir transformatorius. Jų veikimas tiesiogiai veikia sistemos efektyvumą, stabilumą ir saugumą. Šiame straipsnyje nagrinėjama, kaip šie kabeliai tvarko dvikryptę srovę – įkrovimą ir iškrovimą – kartu atitikdami griežtus naujos kartos energijos kaupimo reikalavimus.

Kas yra energijos kaupimo sistema (ESS)?

Energijos kaupimo sistema (ESS) – tai technologijų rinkinys, kuris kaupia elektros energiją vėlesniam naudojimui. Surinkdama perteklinę elektros energiją iš tokių šaltinių kaip saulės baterijos, vėjo turbinos arba pats tinklas, ESS gali šią energiją išlaisvinti, kai jos reikia, pavyzdžiui, esant didžiausiai paklausai arba elektros energijos tiekimo sutrikimams.

Pagrindiniai ESS komponentai:

• Baterijų elementai ir moduliai:Chemiškai kaupti energiją (pvz., ličio jonų, LFP)

• Akumuliatorių valdymo sistema (BMS):Stebi įtampą, temperatūrą ir būklę

• Galios konversijos sistema (PCS):Konvertuoja tarp kintamosios ir nuolatinės srovės, kad būtų galima sąveikauti su tinklu

• Skirstomieji įrenginiai ir transformatoriai:Apsaugokite ir integruokite sistemą į didesnę infrastruktūrą

Pagrindinės ESS funkcijos:

• Tinklelio stabilumas:Siūlo momentinį dažnio ir įtampos palaikymą, kad būtų palaikoma tinklo pusiausvyra

• Didžiausias skutimasis:Išleidžia energiją piko metu, sumažindamas komunalinių paslaugų išlaidas ir apkrovą infrastruktūrai

• Atsinaujinančiųjų išteklių integracija:Kaupia saulės arba vėjo energiją, kai jos pagaminama daug, ir tiekia ją, kai jos pagaminama mažai, taip sumažindamas pertrūkius

Kas yra energijos kaupimo kabeliai?

Energijos kaupimo kabeliai yra specialūs laidininkai, naudojami ESS sistemose, skirtos perduoti didelę nuolatinę srovę ir valdymo signalus tarp sistemos komponentų. Skirtingai nuo įprastų kintamosios srovės kabelių, šie kabeliai turi atlaikyti:

• Nuolatinė aukšta nuolatinė įtampa

• Dvikryptis energijos srautas (įkrovimas ir iškrovimas)

• Pakartotiniai terminiai ciklai

• Aukšto dažnio srovės pokyčiai

Tipinė konstrukcija:

• Dirigentas:Daugiagyslis alavuotas arba grynas varis, užtikrinantis lankstumą ir didelį laidumą

• Izoliacija:XLPO (susietas poliolefinas), TPE arba kiti aukštai temperatūrai atsparūs polimerai

• Darbinė temperatūra:Iki 105 °C nuolat

• Nominali įtampa:Iki 1500 V nuolatinės srovės

• Dizaino aspektai:Atsparus ugniai, UV spinduliams, be halogenų, mažai dūmingas

Kaip šie kabeliai veikia įkrovimo ir iškrovimo metu?

Energijos kaupimo kabeliai yra skirti valdytidvikryptis energijos srautasefektyviai:

• Perįkrovimas, jie perduoda srovę iš tinklo arba atsinaujinančių energijos šaltinių į baterijas.

• Periškrovimas, jie praleidžia didelę nuolatinę srovę iš akumuliatorių atgal į PCS arba tiesiai į apkrovą / tinklą.

Kabeliai turi būti:

• Palaikykite mažą varžą, kad sumažintumėte energijos nuostolius dažno ciklavimo metu

• Susidoroti su didžiausiomis iškrovimo srovėmis neperkaitinant

• Užtikrina pastovų dielektrinį stiprumą esant pastoviai įtampai

• Palaiko mechaninį patvarumą ankštose stelažų konfigūracijose ir lauko įrenginiuose

Energijos kaupimo kabelių tipai

1. Žemos įtampos nuolatinės srovės sujungimo kabeliai (<1000 V nuolatinė srovė)

• Prijunkite atskirus akumuliatoriaus elementus arba modulius

• Smulkiagrūdis varis užtikrina lankstumą kompaktiškose erdvėse

• Įprasta temperatūra 90–105 °C

2. Vidutinės įtampos nuolatinės srovės magistraliniai kabeliai (iki 1500 V nuolatinės srovės)

• Perduoti energiją iš akumuliatorių blokų į PCS

• Skirta didelėms srovėms (nuo šimtų iki tūkstančių amperų)

• Sustiprinta izoliacija, skirta aukštai temperatūrai ir UV spinduliams

• Naudojamas konteinerinėse ESS, komunalinių paslaugų įrenginiuose

3. Akumuliatoriaus jungčių laidai

• Moduliniai laidai su iš anksto sumontuotomis jungtimis, antgaliais ir sukimo momentu kalibruotais antgaliais

• Palaiko „plug & play“ sąranką, kad diegimas būtų greitesnis

• Užtikrina lengvą priežiūrą, išplėtimą ar modulių keitimą

Sertifikatai ir tarptautiniai standartai

Siekiant užtikrinti saugumą, ilgaamžiškumą ir visuotinį pripažinimą, energijos kaupimo kabeliai turi atitikti pagrindinius tarptautinius standartus. Įprasti standartai yra šie:

Gamintojai taip pat privalo atlikti bandymus, skirtus:

• Terminis atsparumas

• Įtampos atsparumas

• Druskos rūko korozija(pakrantės įrenginiams)

• Lankstumas dinaminėmis sąlygomis

Kodėl energijos kaupimo kabeliai yra itin svarbūs?

Šiandieniniame vis sudėtingesniame energetikos pasaulyje kabeliai atlieka svarbiausią vaidmenįenergijos kaupimo infrastruktūros nervų sistemaKabelio veikimo sutrikimas gali sukelti:

• Perkaitimas ir gaisrai

• Elektros energijos tiekimo sutrikimai

• Efektyvumo praradimas ir priešlaikinis akumuliatoriaus susidėvėjimas

Kita vertus, aukštos kokybės kabeliai:

• Prailginkite akumuliatorių modulių tarnavimo laiką

• Sumažinkite energijos nuostolius ciklavimo metu

• Užtikrina greitą diegimą ir modulinę sistemos plėtrą

Energijos kaupimo kabelių ateities tendencijos

• Didesnis galios tankis:Didėjant energijos poreikiams, kabeliai turi atlaikyti aukštesnę įtampą ir srovę kompaktiškesnėse sistemose.

• Moduliavimas ir standartizavimas:Diržų rinkiniai su greito prijungimo sistemomis sumažina darbo sąnaudas ir klaidas statybvietėje.

• Integruotas stebėjimas:Kuriami išmanieji kabeliai su integruotais jutikliais, skirtais realaus laiko temperatūros ir srovės duomenims.

• Ekologiškos medžiagos:Halogenų neturinčios, perdirbamos ir mažai dūmų skleidžiančios medžiagos tampa standartu.

Energijos kaupimo kabelio modelio etaloninė lentelė

Naudojamas energijos kaupimo sistemose (ESPS)

UL pripažinti energijos kaupimo kabeliai

Energijos kaupimo kabelio pasirinkimo patarimai:

Išvada

Pasaulinėms energetikos sistemoms pereinant prie dekarbonizacijos, energijos kaupimas yra pagrindinis ramstis, o energijos kaupimo kabeliai yra gyvybiškai svarbūs jo jungtys. Šie kabeliai, sukurti siekiant ilgaamžiškumo, dvikrypčio energijos srauto ir saugumo esant didelei nuolatinės srovės apkrovai, užtikrina, kad ESS galėtų tiekti švarią, stabilią ir greitai reaguojančią energiją ten, kur ir kada jos labiausiai reikia.

Tinkamo energijos kaupimo kabelio pasirinkimas nėra vien techninių specifikacijų klausimas.Tai strateginė investicija į ilgalaikį patikimumą, saugumą ir našumą.