Lưu trữ năng lượng trong thời gian dài (LDES): Công nghệ và cách sử dụng

Lưu trữ năng lượng dài hạn (LDES) đề cập đến hệ thống lưu trữ năng lượng có thể cung cấp điện trong thời gian dài thay vì chỉ vài phút hoặc vài giờ. Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) hiện định nghĩa LDES là bộ lưu trữ có khả năng cung cấp điện cho10 giờ trở lên. Các khuôn khổ nghiên cứu, chính sách và thị trường khác sử dụng các ranh giới khác nhau, do đó, thời lượng nên được coi là một yêu cầu của dự án thay vì một nhãn hiệu chung.

Câu hỏi thực tế không phải là liệu một công nghệ có phải là “công nghệ LDES tốt nhất” hay không. Vấn đề là liệu hệ thống lưu trữ có thể cung cấp năng lượng cần thiết trong thời gian cần thiết hay không với mức chi phí trọn đời có thể chấp nhận được, trên cơ sở sẵn có, với hồ sơ rủi ro mà dự án có thể tài trợ và vận hành.

Hướng dẫn này so sánh các dòng công nghệ LDES chính, giải thích cách tính thời lượng, cho biết nơi lưu trữ lâu hơn có thể tạo ra giá trị và cung cấp khung quyết định cho các tiện ích, nhà phát triển năng lượng tái tạo, lưới điện siêu nhỏ và người sử dụng năng lượng công nghiệp.

Lưu trữ năng lượng trong thời gian dài{0}}là gì?

LDES là một hệ thống lưu trữ năng lượng được thiết kế để xả năng lượng đã lưu trữ trong thời gian dài. Định nghĩa chương trình hiện tại của DOE sử dụng ngưỡng10 giờ trở lên. Tuy nhiên, Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL) lưu ý rằng việc lưu trữ-thời gian dài không được xác định bởi một ranh giới tĩnh trong toàn ngành và nghiên cứu. Đó là lý do tại sao số giờ chính xác phải gắn liền với vấn đề vận hành.

DOE cũng sử dụng một khung điều phối minh họa để phân chia bộ nhớ thành các ứng dụng-thời lượng ngắn, liên-ngày, nhiều-ngày và các ứng dụng theo mùa. Trong khuôn khổ đó, thời lượng lưu trữ-ngắn là 0–10 giờ, LDES liên-ngày là 10–36 giờ, LDES nhiều-ngày là 36–160 giờ và sự thay đổi theo mùa bắt đầu trên 160 giờ. Các băng tần này rất hữu ích cho việc quy hoạch hệ thống nhưng chúng không phải là giới hạn công nghệ phổ quát.

Đối với độc giả cần phân biệt rõ ràng hơn giữa năng lượng và năng lượng dự trữ,hướng dẫn về kWh và kWhgiải thích mối quan hệ tương tự ở quy mô nhỏ hơn.

Thời lượng lưu trữ năng lượng được tính như thế nào?

Thời lượng lưu trữ kết nối công suất năng lượng có thể sử dụng của hệ thống với công suất xả của nó:

Thời lượng lưu trữ=công suất năng lượng sử dụng được (MWh) ÷ công suất xả (MW)

Ví dụ: một dự án có 1.000 MWh năng lượng có thể sử dụng và định mức xả 100 MW có thời gian lý thuyết là:

1.000 MWh 100 MW=10 giờ

Phép tính đơn giản này là điểm khởi đầu chứ không phải là sự đảm bảo hiệu suất hoàn chỉnh. Thời gian vận hành thực tế có thể bị ảnh hưởng bởi-giới hạn{2}}trạng thái sạc, tải phụ, tổn hao chuyển đổi, nhiệt độ, độ suy giảm, mức vận hành tối thiểu và liệu dự án có phải duy trì mức dự trữ hay không.

Sự khác biệt đó rất quan trọng trong quá trình mua sắm. Dự án cần xác định rõ yêu cầucó thể sử dụng đượcMWh ở mức công suất liên quan và điều kiện vận hành thay vì chỉ dựa vào con số năng lượng trên bảng tên danh nghĩa.

Tại sao cần lưu trữ năng lượng trong thời gian dài?

Trường hợp của LDES xuất phát từ sự mất cân bằng năng lượng kéo dài hơn khả năng lưu trữ trong thời gian ngắn{0}}thông thường có thể đáp ứng được về mặt kinh tế hoặc hoạt động. Sản lượng năng lượng mặt trời có thể vượt quá nhu cầu vào giữa ngày và giảm về 0 sau khi mặt trời lặn. Sản lượng gió có thể yếu trong nhiều giờ hoặc trong một số hệ thống trong nhiều ngày. Các khu công nghiệp và lưới điện siêu nhỏ cũng có thể cần khắc phục tình trạng ngừng hoạt động hoặc hạn chế về nhiên liệu vượt quá thời hạn sử dụng pin 4{4}}giờ thông thường.

Chuyển đổi năng lượng tái tạo vượt ra ngoài đỉnh điểm buổi tối

Pin 4{0}}giờ có thể rất phù hợp để chuyển năng lượng mặt trời từ chiều muộn{1}}vào buổi tối. Nếu ca làm việc cần thiết kéo dài suốt đêm hoặc sang sáng hôm sau, dự án cần nhiều công suất năng lượng hơn cho cùng một công suất MW. Đây là nơi các công nghệ có chi phí-công suất năng lượng cận biên thấp hơn, vòng đời dài hoặc hồ chứa lớn có thể trở nên cạnh tranh hơn.

Logic vận hành tương tự áp dụng chochuyển tải với lưu trữ năng lượng: giá trị lưu trữ phụ thuộc vào hình dạng, thời gian của phụ tải và sự chênh lệch giá chứ không chỉ đơn giản là lắp thêm MWh.

Năng lực hỗ trợ và độ tin cậy của lưới điện

Hệ thống điện cần có đủ công suất đáng tin cậy để phục vụ nhu cầu khi nguồn điện thay đổi ở mức thấp. LDES có thể đóng góp khi thời gian tải ròng-cao kéo dài hơn thời gian cao điểm ngắn nhưng lượng giá trị công suất phụ thuộc vào hệ thống cục bộ, tương quan thời tiết, khả năng truyền tải, quy luật thị trường và xác suất năng lượng dự trữ vẫn có sẵn khi cần.

Do đó, thời lượng dài hơn chỉ hữu ích khi sự cố hệ thống thực sự kéo dài. Nội dung 20 giờ không tạo ra giá trị bổ sung nếu ứng dụng chỉ cần 4 giờ một cách nhất quán.

Giảm cắt giảm năng lượng tái tạo

Bộ lưu trữ có thể thu lại lượng điện lẽ ra sẽ bị cắt giảm và xả ra sau đó. Cơ hội trở nên quan trọng hơn khi các giai đoạn thừa cung năng lượng tái tạo và nhu cầu cao cách nhau nhiều giờ. Các tiện ích xem xét trường hợp sử dụng này nên đánh giá LDES cùng với việc mở rộng đường truyền, nhu cầu linh hoạt, thay đổi thế hệ và bộ nhớ có thời lượng-ngắn hơn thông thường thay vì coi bộ nhớ là lựa chọn duy nhất.

Khả năng phục hồi cho lưới điện siêu nhỏ và phụ tải quan trọng

Khoảng thời gian-năng lượng được lưu trữ lâu hơn có thể hỗ trợ các lưới điện từ xa, cơ sở công nghiệp, khuôn viên, trung tâm dữ liệu và cơ sở hạ tầng quan trọng trong thời gian gián đoạn kéo dài. Bản thân nó không tạo ra khả năng sao lưu. Một thiết kế linh hoạt cũng cần có bộ biến tần hoặc thiết bị chuyển đổi nguồn thích hợp, bộ điều khiển, khả năng đảo, khả năng bảo vệ, chiến lược khởi động đen-nếu cần và chính sách dự trữ xác định.

Đối với kiến ​​trúc cấp trang web-, hãy xem hướng dẫn vềthiết kế hệ thống lưu trữ pin microgrid.

Các loại lưu trữ năng lượng dài hạn{0}}chính

LDES mở rộng ra nhiều họ công nghệ. Chương trình Đổi mới lưu trữ năm 2030 của DOE đánh giá các phương pháp tiếp cận điện hóa, cơ học, nhiệt và hóa học, trong khi dự án P1679.5 đang diễn ra của IEEE đang phát triển hướng dẫn để đánh giá khách quan các công nghệ lưu trữ thời lượng dài trong các ứng dụng cố định. Tính đến tháng 8 năm 2026, P1679.5 là mộtcải cách hành chính đang hoạt động, không phải là tiêu chuẩn IEEE cuối cùng được công bố.

Pin dòng chảy

Pin dòng lưu trữ các vật liệu hoạt động trong chất điện phân lỏng được giữ trong bể chứa bên ngoài và luân chuyển chúng qua các ngăn điện hóa. Kiến trúc của chúng có thể cho phép mở rộng quy mô công suất năng lượng và thiết bị điện một cách độc lập hơn so với nhiều hệ thống pin thông thường. Dòng oxi hóa khử Vanadi là hóa chất thương mại-được biết đến nhiều nhất, nhưng các hóa chất chứa nước và không chứa nước-khác cũng đang được phát triển.

Sự tách biệt giữa bình chứa năng lượng và ngăn xếp năng lượng này rất hấp dẫn đối với bộ lưu trữ cố định trong thời gian dài, đặc biệt khi quay vòng thường xuyên và tuổi thọ dài. Sự đánh đổi-bao gồm máy bơm, bình chứa, quản lý chất điện giải, dấu chân, tích hợp hệ thống và chuỗi cung ứng kém trưởng thành hơn lithium-ion.

Trong đánh giá dòng chảy-pin năm 2023 của DOE, hệ thống dòng vanadi tham chiếu 100 MW/10{5}}giờ đã sử dụng giả định về hiệu suất chuyến đi khứ hồi-65% và cơ sở điện phân 10.000 chu kỳ. Đó là những thông tin đầu vào để đánh giá, không phải thông số kỹ thuật phổ biến của nhà cung cấp, nhưng chúng minh họa lý do tại sao vòng đời và việc mở rộng quy mô công suất năng lượng có thể quan trọng ngang với hiệu suất cao nhất trong nền kinh tế LDES.

Thủy điện tích năng-được bơm

Thủy điện tích năng-được bơm (PSH) di chuyển nước giữa các hồ chứa ở các độ cao khác nhau. Điện được dùng để bơm nước lên trên; khi cần điện, nước chảy ngược qua tua-bin để tạo ra điện.

PSH là công nghệ lưu trữ có thời lượng dài-quy mô{1}}tiện ích lâu đời nhất. DOE báo cáo rằng bộ lưu trữ bơm hiện chiếm tỷ trọng lớn về khả năng lưu trữ-năng lượng{6}}ở quy mô tiện ích của Hoa Kỳ và mô tả đây là công nghệ thương mại hóa chiếm ưu thế để lưu trữ-trong thời gian dài. Phép so sánh tiêu chuẩn hóa 100 MW/10{12}}giờ của PNNL sử dụng hiệu suất chuyến đi khứ hồi khoảng 80% và giả định về vòng đời lịch 60 năm cho PSH.

Hạn chế là địa điểm. Một dự án hấp dẫn về mặt kỹ thuật vẫn cần độ cao phù hợp, cấu hình hồ chứa, chiến lược nước, điều kiện địa kỹ thuật, khả năng tiếp cận đường truyền, đánh giá môi trường và mốc thời gian phát triển có thể dài hơn nhiều so với pin mô-đun.

Để có một ví dụ về quy mô cụ thể, Trạm lưu trữ bơm Quận Bath của Dominion Energy ở Virginia có công suất phát điện 3.003 MW và đã vận hành thương mại từ năm 1985. Nó thể hiện quy mô và tuổi thọ có thể có của PSH cũng như cơ sở hạ tầng dân sự cụ thể của địa điểm-có liên quan.

Bộ lưu trữ năng lượng không khí nén-

Bộ lưu trữ-năng lượng không khí nén (CAES) sử dụng điện để nén không khí nhằm lưu trữ và sau đó giãn nở không khí đó thông qua quy trình-phát điện. Một số thiết kế sử dụng hang muối dưới lòng đất hoặc các thành tạo địa chất phù hợp khác, trong khi các khái niệm mới hơn theo đuổi các tàu thay thế hoặc chu trình nhiệt động tiên tiến.

CAES có thể cung cấp công suất năng lượng lớn và thời gian hoạt động lâu dài, nhưng tính kinh tế và môi trường của nó phụ thuộc nhiều vào thiết kế nhà máy. Các hệ thống điều trị bệnh tiểu đường thông thường có thể sử dụng nhiên liệu trong quá trình phóng điện, trong khi các khái niệm đoạn nhiệt hoặc đẳng nhiệt tiên tiến nhằm mục đích giảm hoặc tránh yêu cầu đó. Lưu trữ địa chất cũng có thể làm cho việc xác định vị trí trở thành một hạn chế mang tính quyết định.

Lưu trữ năng lượng nhiệt

Bộ lưu trữ nhiệt chuyển đổi năng lượng thành nhiệt hoặc lạnh và lưu trữ năng lượng đó trong các vật liệu như muối nóng chảy, đá, cát, nước, vật liệu thay đổi pha hoặc các phương tiện khác. Năng lượng nhiệt được lưu trữ có thể được sử dụng trực tiếp để cung cấp nhiệt công nghiệp, năng lượng cho khu vực, làm mát hoặc chuyển đổi trở lại thành điện năng.

Việc sử dụng nhiệt trực tiếp có thể đặc biệt hấp dẫn vì nó tránh được việc chuyển đổi trở lại thành điện năng một cách không cần thiết. Bộ lưu trữ nhiệt từ điện-đến{2}}điện có thể phục vụ các ứng dụng lưới điện trong thời gian- lâu hơn, nhưng hiệu suất và cấu hình nhà máy thay đổi đáng kể tùy theo công nghệ. Vì lý do này, "hiệu suất lưu trữ nhiệt" không bao giờ được coi là một con số phổ quát.

Lưu trữ hydro và hóa chất khác

Điện có thể được chuyển đổi thành hydro thông qua quá trình điện phân, lưu trữ và sau đó được sử dụng trong pin nhiên liệu, tua-bin, động cơ, quy trình công nghiệp hoặc mục đích sử dụng khác. Các chất mang năng lượng hóa học đặc biệt có liên quan khi thời gian lưu trữ trở nên rất dài hoặc khi dự án đánh giá cao việc sử dụng-liên ngành bên cạnh việc lưu trữ điện.

Sự đánh đổi-chính là hiệu quả chuyển đổi. So sánh tiêu chuẩn hóa năm 2022 của PNNL sử dụng hiệu suất-khứ hồi khoảng 31% cho cấu hình lưu trữ hydro hai chiều, thấp hơn nhiều so với lithium-ion hoặc bơm thủy điện. Lợi thế tiềm tàng không phải là hiệu quả; đó là khả năng lưu trữ một lượng lớn năng lượng trong thời gian dài khi phương tiện lưu trữ và cơ sở hạ tầng phù hợp.

Pin Lithium{0}}Ion và các loại pin khác

Lithium-ion không bị loại trừ khỏi LDES. Ion lithium- mô tả một chất hóa học; LDES mô tả thời lượng và ứng dụng. Hệ thống lithium{4}}ion có thể được thiết kế trong 10 giờ trở lên, mặc dù các điều kiện về kinh tế, tăng cường, quản lý nhiệt, suy giảm, dấu chân và bảo hành ngày càng trở nên quan trọng khi thời lượng sử dụng năng lượng tăng lên.

So sánh tiêu chuẩn hóa 100 MW/10{2}}giờ của PNNL đã đặt lithium-ion LFP và NMC đạt hiệu suất chuyến đi khứ hồi khoảng 84%-, cao hơn so với cấu hình pin dòng và hydro trong cùng một tập dữ liệu. Lợi thế về hiệu suất đó rất quan trọng nhưng nó không đảm bảo LCOS thấp nhất cho mỗi chu kỳ nhiệm vụ.

Để so sánh hóa học rộng hơn, xemcác loại pin khác nhau để lưu trữ năng lượng.

So sánh công nghệ LDES

Bảng bên dưới là tài liệu tham khảo quyết định, không phải bảng thông số kỹ thuật của nhà cung cấp. Phạm vi thời lượng được định hướng theo ứng dụng, trong khi các số liệu về hiệu suất và tuổi thọ phải được kiểm tra dựa trên thiết kế hệ thống chính xác. Khi hiển thị các giá trị hiệu suất bằng số, chúng đề cập đến so sánh tiêu chuẩn hóa 100 MW/10 giờ của PNNL so với đánh giá năm 2022, sử dụng đầu vào hiệu suất của kỷ nguyên 2021. PNNL hiện đang duy trì một bản cập nhậtCơ sở dữ liệu hiệu suất và chi phí lưu trữ năng lượngcho chi phí hiện tại và hiệu suất công việc.

Bộ lưu trữ năng lượng có thời lượng dài-so với Pin Lithium-Ion

LDES thường được trình bày dưới dạng giải pháp thay thế cho lithium{0}}ion, nhưng cơ cấu đó chưa hoàn thiện. Lithium{2}}ion là một tùy chọn công nghệ trong bối cảnh lưu trữ rộng hơn. Sự so sánh chính xác là giữa các cấu hình dự án hoàn chỉnh đáp ứng cùng các yêu cầu về công suất, năng lượng, thời lượng, chu kỳ, độ tin cậy và địa điểm.

Nơi Lithium{0}}Ion có lợi thế

• Hiệu suất chuyến đi khứ hồi-cao.
• Phản hồi nhanh và khả năng kiểm soát nguồn-mạnh mẽ.
• Triển khai theo mô-đun và tương đối nhanh.
• Cơ sở sản xuất lớn và hệ sinh thái tích hợp được thiết lập.
• Kinh nghiệm điều hành sâu rộng và cơ cấu thương mại có khả năng thanh toán.

Tại sao thời lượng dài hơn lại thay đổi cơ cấu chi phí

Khi thời lượng tăng lên, dự án cần nhiều MWh hơn cho mỗi MW công suất phóng điện. Trong hệ thống pin, điều đó thường có nghĩa là bổ sung thêm nhiều ngăn, giá đỡ, hộp chứa, thiết bị quản lý nhiệt-và các thành phần-liên quan đến năng lượng khác. Trong các công nghệ như pin dòng, thủy điện được bơm hoặc CAES, hồ chứa năng lượng gia tăng có thể có quy mô khác với thiết bị chuyển đổi-điện.

Đây là lý do tại sao chỉ riêng $/kWh lắp đặt là thước đo quyết định không đầy đủ. Dự án cũng cần tính đến việc sạc năng lượng, tổn thất hiệu quả, tần suất chu kỳ, thay thế hoặc tăng cường, O&M cố định và thay đổi, tài chính, vòng đời dự án và giá trị còn lại.

LDES hữu ích nhất ở đâu?

Tiện ích-Tích hợp quy mô có thể tái tạo

Các nhà phát triển tiện ích và năng lượng tái tạo có thể sử dụng bộ lưu trữ trong thời gian dài-để chuyển năng lượng từ năng lượng gió hoặc năng lượng mặt trời cao sang những khoảng thời gian dài hơn có nhu cầu ròng cao. Thời lượng cần thiết phải đến từ mô hình sản xuất và tải theo trình tự thời gian thay vì mục tiêu 10, 12 hoặc 24 giờ tùy ý.

Đối với kiến ​​trúc dự án rộng hơn, trang webtiện ích-giải pháp lưu trữ năng lượng quy môtrang cung cấp bước tiếp theo hữu ích.

Thời gian cao điểm dài và hỗ trợ năng lực

Một số hệ thống có nhu cầu ròng cao trong thời gian dài hơn nhiều so với thời điểm cao điểm buổi tối thông thường. Trong những trường hợp này, LDES có thể giảm lượng điện năng phát chỉ cần thiết trong điều kiện cao điểm kéo dài. Giá trị công suất vẫn phải được đánh giá theo quy tắc thị trường địa phương và phương pháp công nhận.

Lưới từ xa và lưới điện siêu nhỏ

Các hệ thống từ xa có khả năng truyền tải hạn chế và đa dạng nhiên liệu có thể được hưởng lợi từ việc lưu trữ giúp hấp thụ sản lượng tái tạo thay đổi và giảm số giờ mà các máy phát điện có thể điều động phải chạy. Khoảng thời gian chính xác phụ thuộc vào tải thực tế theo giờ, sản lượng năng lượng mặt trời hoặc gió, hậu cần nhiên liệu và mục tiêu về độ tin cậy.

Năng lượng công nghiệp và cơ sở hạ tầng quan trọng

Các khu công nghiệp có thể coi trọng việc chuyển dịch năng lượng, quản lý nhu cầu, tích hợp năng lượng tái tạo, xử lý nhiệt, khả năng phục hồi hoặc kết hợp những thứ này. Công nghệ lưu trữ phải được lựa chọn dựa trên dạng năng lượng thực tế và lịch trình vận hành của cơ sở. Quá trình nhiệt có thể được phục vụ tốt hơn bằng cách lưu trữ nhiệt hơn là chuyển đổi điện thành pin và sau đó trở lại thành nhiệt.

Sự thiếu hụt có thể tái tạo trong nhiều ngày{0}}ngày

Bộ lưu trữ nhiều{0}}ngày có thể giúp đáp ứng thời gian dài hơn cho sản lượng tái tạo thấp, nhưng nó cạnh tranh với khả năng truyền tải, nhu cầu linh hoạt, phát điện quá mức, phát điện có thể điều phối được và các dạng công suất khác của công ty. Lập kế hoạch hệ thống nên so sánh danh mục đầu tư chứ không phải công nghệ riêng lẻ.

Lợi ích của việc lưu trữ năng lượng trong thời gian dài{0}}

• Sự dịch chuyển năng lượng dài hơn:năng lượng dự trữ có thể được di chuyển qua các khoảng thời gian qua đêm, nhiều ngày hoặc nhiều ngày.
• Sử dụng năng lượng tái tạo tốt hơn:một số-thế hệ rút gọn khác có thể được lưu lại để sử dụng sau này.
• Hỗ trợ năng lực:thời gian xả dài hơn có thể đáp ứng nhu cầu ròng cao trong thời gian dài khi tài sản ngắn hơn có thể cạn kiệt năng lượng.
• Đa dạng công nghệ:các dự án không bị giới hạn ở một hóa chất pin hoặc một cơ chế lưu trữ.
• Chi phí công suất-năng lượng cận biên có thể thấp hơn:một số kiến ​​trúc có thể mở rộng kho chứa năng lượng mà không cần mở rộng quy mô từng thành phần năng lượng một cách tương ứng.
• Tuổi thọ tài sản dài cho các công nghệ được chọn:hệ thống lưu trữ dân dụng và cơ khí có thể có tuổi thọ dài hơn nhiều hệ thống điện hóa.

Những thách thức và hạn chế

Kinh tế: Sử dụng LCOS, không chỉ trả trước $/kWh

Chi phí lắp đặt trên mỗi kWh rất hữu ích nhưng nó không phản ánh được toàn bộ tính kinh tế của dự án LDES. PNNL xác định chi phí lưu trữ được phân cấp (LCOS) là chỉ số chi phí trọn đời cho mỗi-đơn vị-của{4}}được xả-năng lượng có thể bao gồm tuổi thọ theo lịch, vòng đời, độ sâu xả, O&M, thay thế, đại tu, cấp vốn và các chi phí khác của dự án.

Một nghiên cứu-được đánh giá ngang hàng năm 2026 so sánh CAES đoạn nhiệt, lưu trữ-nhiệt được bơm và ion lithium- trong 24 kịch bản đã phát hiện ra rằng thứ hạng LCOS thay đổi theo khu vực và trường hợp sử dụng; hiệu suất-khứ hồi và số giờ tải-đầy tải hàng năm là một trong những yếu tố thúc đẩy chi phí chính. Đó là một lời nhắc nhở hữu ích rằng một công nghệ không thể được xếp hạng độc lập với tần suất và nơi nó sẽ hoạt động.

Để biết các thành phần chi phí cụ thể của pin, hãy xem trang webHướng dẫn chi phí BESS.

Vấn đề hiệu quả, nhưng nó không phải là câu trả lời toàn bộ

Hiệu suất-khứ hồi đo lường lượng điện năng được thu hồi so với năng lượng dùng để sạc hệ thống lưu trữ. Hiệu suất cao hơn giúp giảm tổn thất do sạc nhưng không tự động tạo ra chi phí trọn đời thấp nhất.

Nghiên cứu so sánh các công nghệ LDES mới nổi đã nhấn mạnh đến dấu chân đất, tổn thất nhàn rỗi, tính mô-đun, khả năng mở rộng, hiệu quả và cách thay đổi chi phí vốn theo thời gian. Công nghệ có-hiệu suất thấp hơn vẫn có thể có tính cạnh tranh nếu có chi phí công suất-năng lượng rất thấp, tuổi thọ cao, khả năng tự xả-thấp hoặc chu kỳ hoạt động có tương đối ít chu kỳ hàng năm.

Địa điểm và giấy phép

Công nghệ LDES có thể mang tính đặc thù cao-cho trang web. Thủy điện được bơm cần có địa hình và bố trí hồ chứa phù hợp. CAES dưới lòng đất có thể phụ thuộc vào hang muối hoặc địa chất được chấp nhận khác. Hydro có thể cần đến hầm lưu trữ, máy nén, đường ống hoặc tàu chuyên dụng. Pin dòng chảy yêu cầu diện tích bể chứa và nhà máy. Hệ thống nhiệt có thể cần phương tiện lưu trữ lớn, vật liệu cách nhiệt và tích hợp nhiệt công nghiệp.

Những hạn chế về địa điểm cần được sàng lọc trước khi lập mô hình tài chính chi tiết. Mặt khác, nhóm dự án có thể mất hàng tháng trời để tối ưu hóa một công nghệ không thể được cấp phép hoặc xây dựng trên thực tế tại địa điểm đó.

Sự trưởng thành về công nghệ và khả năng thanh toán

Hiệu suất kỹ thuật chỉ là một phần của sự sẵn sàng thương mại. Người cho vay, công ty bảo hiểm, chủ sở hữu và nhà thầu EPC cũng có thể đánh giá lịch sử hoạt động, sức mạnh của nhà cung cấp, điều khoản bảo hành, đảm bảo hiệu suất, nghĩa vụ thay thế, bằng chứng an toàn, năng lực dịch vụ, tài liệu tham khảo dự án và-độ sâu của chuỗi cung ứng.

Đây là một lý do khiến các công nghệ trưởng thành có thể vẫn hấp dẫn ngay cả khi một giải pháp thay thế mới nổi có vẻ tốt hơn trên một thước đo mô hình hoặc phòng thí nghiệm duy nhất.

Tích hợp hệ thống và an toàn

Yêu cầu an toàn khác nhau tùy theo hóa học và kiến ​​trúc. Các dự án pin cần có khả năng bảo vệ-cấp tế bào và cấp độ hệ thống-thích hợp, quản lý nhiệt, chiến lược phát hiện, triệt tiêu, kiểm soát và lập kế hoạch khẩn cấp. Mỗi hệ thống hydro, nhiệt độ-nhiệt độ cao, không khí điều áp và các công trình dân dụng lớn đều tiềm ẩn những mối nguy hiểm và yêu cầu cấp phép khác nhau.

Đối với các dự án pin tại các thị trường sử dụng tiêu chuẩn an toàn của Hoa Kỳ, hướng dẫn của trang web vềChứng nhận UL cho BESScung cấp bối cảnh bổ sung. Các nhóm dự án vẫn phải xác minh các quy tắc và tiêu chuẩn chính xác theo yêu cầu của chính quyền địa phương có thẩm quyền.

Cách chọn công nghệ lưu trữ năng lượng trong thời gian dài{0}}

1. Xác định vấn đề năng lượng.

   Nêu rõ công việc theo các thuật ngữ vận hành: chuyển năng lượng mặt trời giữa trưa suốt đêm, đáp ứng thời gian cao điểm kéo dài 12 giờ, hỗ trợ lưới điện siêu nhỏ từ xa, cung cấp ba ngày dự trữ, giảm cắt giảm hoặc cung cấp nhiệt công nghiệp.

2. Tính toán công suất và năng lượng sử dụng được.

   Lập mô hình MW và MWh cần thiết tại điểm kết nối. Chỉ định xem hệ thống có phải cung cấp toàn bộ năng lượng trong toàn bộ thời gian hay tuân theo cấu hình phóng điện thay đổi.

3. Mô hình chu kỳ nhiệm vụ.

   Ước tính chu kỳ mỗi ngày hoặc năm, thời gian lưu trữ điển hình trước khi xả, độ sâu xả, yêu cầu dự trữ và thời gian nhàn rỗi dự kiến. Tính kinh tế của việc đạp xe-hàng ngày rất khác so với việc sử dụng trong trường hợp khẩn cấp hoặc theo mùa.

4. Sàng lọc các hạn chế của trang web.

   Kiểm tra các yêu cầu về đất đai, địa chất, nước, kết nối, đánh giá môi trường, hỏa hoạn và{0}}an toàn tính mạng, khả năng tiếp cận giao thông, đường ống và tiền lệ cấp phép trước khi đưa vào danh sách rút gọn công nghệ.

5. So sánh-kinh tế học cuộc sống.

   Sử dụng khuôn khổ tài chính chung bao gồm thiết bị điện, hồ chứa năng lượng, tích hợp, sạc năng lượng, tổn thất hiệu suất, suy giảm, tăng cường, thay thế, O&M, cấp vốn, thuế, ngừng hoạt động và giá trị còn lại nếu có liên quan.

6. Kiểm tra khả năng thanh toán.

   Đánh giá sức mạnh tài chính của nhà cung cấp, đội xe vận hành, bảo hành, đảm bảo hiệu suất, trách nhiệm EPC, dịch vụ{0}dài hạn, phụ tùng thay thế, bảo hiểm và sự chấp nhận của người cho vay.

7. Chạy các trường hợp nhạy cảm.

   Kiểm tra xem điều gì sẽ xảy ra nếu giá điện, mức sử dụng, chi phí tài chính, hiệu suất, thời gian thay thế, độ trễ của dự án hoặc thời lượng-năng lượng cần thay đổi. Kinh tế học LDES đặc biệt nhạy cảm với tần suất sử dụng tài sản và lượng năng lượng thực sự cần thiết.

Những quan niệm sai lầm phổ biến về LDES

"LDES là một loại pin"

Không. Pin là một nhóm công nghệ LDES. Việc lưu trữ cơ học, nhiệt, trọng lực và hóa học cũng có thể cung cấp năng lượng-lâu dài.

"Bất cứ điều gì trên 10 giờ sẽ tự động tốt hơn"

Không. Mười giờ là ngưỡng DOE hữu ích, không phải là sự đảm bảo về giá trị. Thời lượng bổ sung chỉ tạo ra giá trị khi lưới điện hoặc khách hàng cần thêm năng lượng dự trữ.

"Công nghệ hiệu quả nhất luôn là tốt nhất"

Không. Hiệu quả ảnh hưởng đến chi phí tính phí, nhưng LCOS cũng phụ thuộc vào mức sử dụng, chu kỳ và tuổi thọ theo lịch,-chi phí trung bình lưu trữ, O&M, thay thế, tài chính và tuổi thọ dự án.

"LDES tự động cung cấp nguồn điện dự phòng"

Không. Hoạt động sao lưu phụ thuộc vào kiến ​​trúc điện, bộ điều khiển, cách ly, bảo vệ,-dự trữ năng lượng được lưu trữ, khả năng khởi động đen- khi cần thiết và tải phải luôn được cấp điện.

"Lithium-Ion không thể là LDES"

Điều đó quá cứng nhắc. Lithium-ion có thể được định cấu hình để hoạt động trong thời gian-lâu. Câu hỏi đặt ra là liệu cấu hình đó có còn mang tính cạnh tranh về mặt kỹ thuật, tài chính và hoạt động trong chu kỳ nhiệm vụ cần thiết hay không.

Kết luận: Bắt đầu với dịch vụ năng lượng cần thiết

Việc lưu trữ năng lượng trong thời gian dài không phải là cuộc đua để xác định chất hóa học pin chiến thắng. Đó là một nhóm công nghệ giải quyết các vấn đề khác nhau trong các khoảng thời gian khác nhau.

Một dự án được thiết kế để chuyển năng lượng mặt trời từ trưa đến nửa đêm về cơ bản khác với dự án nhằm giải quyết tình trạng thiếu hụt năng lượng tái tạo trong ba{0}}ngày. Phương án đầu tiên có thể ưu tiên một hệ thống mô-đun-hiệu quả cao quay vòng hàng ngày. Giải pháp thứ hai có thể mang lại nhiều giá trị hơn cho công suất năng lượng-chi phí thấp, khả năng tự xả-thấp, bể chứa lớn hoặc thời gian lưu trữ rất dài.

Do đó, các dự án LDES mạnh nhất bắt đầu bằng ba con số:công suất cần thiết, năng lượng sử dụng được và thời lượng cần thiết. Khi những điều đó được xác định, các nhà phát triển có thể so sánh các công nghệ dựa trên các yếu tố xác định liệu một dự án có thực sự được xây dựng, cấp vốn, vận hành và thanh toán trong suốt vòng đời của nó hay không.