بدأ عدد أنظمة تخزين طاقة البطاريات (BESS) للتطبيقات الثابتة ، بما في ذلك نطاق المرافق والتطبيقات الموزعة ، في النمو بشكل كبير ، وفقًا لمسح وكالة استشارات التكنولوجيا النظيفة Apricum.وفقًا للتقديرات الأخيرة ، من المتوقع أن تنمو المبيعات من حوالي مليار دولار في عام 2018 إلى ما بين 20 مليار دولار و 25 مليار دولار في عام 2024.
حددت شركة Apricum ثلاثة محركات رئيسية لنمو Bess: أولاً ، التقدم الإيجابي في تكاليف البطارية.والثاني هو تحسين الإطار التنظيمي ، وكلاهما يعمل على تحسين القدرة التنافسية للبطاريات.ثالثًا ، تعتبر بيس سوق خدمات متناميًا يمكن التعامل معه.
1. تكلفة البطارية
الشرط الأساسي للتطبيق الواسع لـ Bess هو تقليل التكاليف ذات الصلة أثناء عمر البطارية.يتم تحقيق ذلك بشكل أساسي من خلال تقليل النفقات الرأسمالية أو تحسين الأداء أو تحسين ظروف التمويل.

2. النفقات الرأسمالية
في السنوات الأخيرة ، كان أكبر انخفاض في تكلفة تقنية Bess هو بطارية ليثيوم أيون ، والتي انخفضت من حوالي 500-600 دولار أمريكي / كيلووات ساعة في عام 2012 إلى 300-500 دولار أمريكي / كيلوواط ساعة في الوقت الحالي.ويرجع ذلك أساسًا إلى المركز المهيمن للتكنولوجيا في تطبيقات الهاتف المحمول مثل صناعات "3C" (الكمبيوتر ، والاتصالات ، والإلكترونيات الاستهلاكية) والمركبات الكهربائية ، وما ينتج عن ذلك من اقتصاديات الحجم في التصنيع.في هذا السياق ، تخطط Tesla لزيادة خفض تكلفة بطاريات الليثيوم أيون من خلال إنتاج مصنع Giga 35 GWH / kW في ولاية نيفادا.أعلنت Alevo ، الشركة الأمريكية المصنعة لبطاريات تخزين الطاقة ، عن خطة مماثلة لتحويل مصنع سجائر مهجور إلى مصنع بطارية سعة 16 جيجاوات في الساعة。
في الوقت الحاضر ، تلتزم معظم الشركات الناشئة في مجال تكنولوجيا تخزين الطاقة بتبني طرق أخرى لإنفاق رأس المال المنخفض.إنهم يدركون أنه سيكون من الصعب تلبية القدرة الإنتاجية لبطاريات الليثيوم أيون ، وتقوم شركات مثل EOS أو aquion أو ambri بتصميم بطارياتها لتلبية متطلبات تكلفة معينة من البداية.يمكن تحقيق ذلك باستخدام عدد كبير من المواد الخام الرخيصة والتقنيات المؤتمتة للغاية للأقطاب الكهربائية وأغشية تبادل البروتونات والإلكتروليتات ، والاستعانة بمصادر خارجية لإنتاجها لمقاولي التصنيع على نطاق عالمي مثل Foxconn.نتيجة لذلك ، قالت EOS إن سعر نظام فئة ميغاواط لا يتجاوز 160 دولارًا / كيلوواط ساعة.
بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تساعد المشتريات المبتكرة في تقليل تكلفة الاستثمار في Bess.على سبيل المثال ، تقوم Bosch و BMW وشركة Vattenfall السويدية بتركيب أنظمة تخزين طاقة ثابتة 2 ميجاوات / 2 ميجاوات في الساعة تعتمد على بطاريات ليثيوم أيون المستخدمة في سيارات BMW I3 و ActiveE.
3. الأداء
يمكن تحسين معايير أداء البطارية من خلال جهود المصنعين والمشغلين لتقليل تكلفة نظام تخزين طاقة البطارية (BESS).من الواضح أن عمر البطارية (دورة الحياة وعمر الدورة) لهما تأثير كبير على اقتصاد البطارية.على مستوى التصنيع ، من خلال إضافة إضافات مسجلة الملكية إلى المواد الكيميائية النشطة وتحسين عملية الإنتاج لتحقيق جودة بطارية أكثر اتساقًا وتوحيدًا ، يمكن إطالة عمر العمل.
من الواضح أن البطارية يجب أن تعمل دائمًا بشكل فعال ضمن نطاق التشغيل المصمم لها ، على سبيل المثال ، عندما يتعلق الأمر بعمق التفريغ (DoD).يمكن إطالة عمر الدورة بشكل كبير عن طريق الحد من العمق المحتمل للتفريغ (DoD) في التطبيق أو باستخدام أنظمة ذات سعة أعلى من المطلوب.تعتبر المعرفة التفصيلية لأفضل حدود التشغيل التي تم الحصول عليها من خلال الاختبارات المعملية الصارمة ، فضلاً عن وجود نظام مناسب لإدارة البطارية (BMS) ميزة رئيسية.يعود فقدان كفاءة الرحلة ذهابًا وإيابًا بشكل أساسي إلى التباطؤ المتأصل في كيمياء الخلية.يساعد معدل الشحن أو التفريغ المناسب وعمق التفريغ الجيد (DoD) في الحفاظ على الكفاءة العالية.
بالإضافة إلى ذلك ، تؤثر الطاقة الكهربائية التي تستهلكها مكونات نظام البطارية (التبريد أو التدفئة أو نظام إدارة البطارية) على الكفاءة ويجب تقليلها إلى الحد الأدنى.على سبيل المثال ، بإضافة عناصر ميكانيكية إلى بطاريات الرصاص الحمضية لمنع تكون التشعبات ، يمكن التخفيف من تدهور سعة البطارية بمرور الوقت.

4. شروط التمويل
غالبًا ما يتأثر العمل المصرفي لمشاريع Bess بسجل الأداء المحدود ونقص خبرة المؤسسات التمويلية في الأداء والصيانة ونموذج الأعمال لتخزين طاقة البطاريات.

يجب على موردي ومطوري مشاريع أنظمة تخزين طاقة البطاريات (BESS) محاولة تحسين ظروف الاستثمار ، على سبيل المثال ، من خلال جهود الضمان الموحدة أو من خلال تنفيذ عملية اختبار شاملة للبطاريات.

بشكل عام ، مع انخفاض الإنفاق الرأسمالي وزيادة عدد البطاريات المذكورة أعلاه ، ستزداد ثقة المستثمرين وستنخفض تكلفة تمويلهم.

5. الإطار التنظيمي
تم نشر نظام تخزين طاقة البطارية بواسطة wemag / Younicos
مثل جميع التقنيات الجديدة نسبيًا التي تدخل الأسواق الناضجة ، يعتمد نظام تخزين طاقة البطاريات (BESS) إلى حد ما على إطار تنظيمي ملائم.هذا يعني على الأقل عدم وجود حواجز أمام المشاركة في السوق لنظام تخزين طاقة البطاريات (BESS).من الناحية المثالية ، ستدرك الدوائر الحكومية قيمة أنظمة التخزين الثابتة وتحفز تطبيقاتها وفقًا لذلك。
مثال على إزالة تأثير حواجز التطبيق هو أمر اللجنة الفيدرالية لتنظيم الطاقة (FERC) 755 ، والذي يتطلب ISO3 و rtos4 لتقديم مدفوعات أسرع وأكثر دقة وأداء أعلى لموارد mw-miliee55.نظرًا لأن PJM ، مشغل مستقل ، حولت سوق الكهرباء بالجملة في أكتوبر 2012 ، فإن حجم تخزين الطاقة آخذ في الازدياد.نتيجة لذلك ، فإن ثلثي معدات تخزين الطاقة البالغة 62 ميجاوات المنتشرة في الولايات المتحدة في عام 2014 هي منتجات لتخزين الطاقة من PJM.في ألمانيا ، يمكن للمستخدمين السكنيين الذين يشترون أنظمة الطاقة الشمسية وتخزين الطاقة الحصول على قروض منخفضة الفائدة من بنك التنمية الألماني KfW ، المملوك من قبل الحكومة الألمانية ، والحصول على خصم يصل إلى 30٪ على سعر الشراء.حتى الآن ، أدى ذلك إلى تركيب حوالي 12000 نظام تخزين للطاقة ، ولكن تجدر الإشارة إلى أنه تم بناء 13000 نظام آخر خارج البرنامج.في عام 2013 ، طلبت الهيئة التنظيمية لولاية كاليفورنيا (CPUC) أن يشتري قطاع المرافق 1.325 جيجاوات من سعة تخزين الطاقة بحلول عام 2020. ويهدف برنامج الشراء إلى توضيح كيف يمكن للبطاريات تحديث الشبكة والمساعدة في دمج الطاقة الشمسية وطاقة الرياح.

الأمثلة المذكورة أعلاه هي الأحداث الرئيسية التي أثارت قلقًا كبيرًا في مجال تخزين الطاقة.ومع ذلك ، قد يكون للتغييرات الصغيرة وغير الملحوظة في القواعد تأثير قوي على التطبيق الإقليمي لنظام تخزين طاقة البطارية (BESS).تشمل الأمثلة المحتملة ما يلي:

من خلال تقليل الحد الأدنى لمتطلبات السعة لأسواق تخزين الطاقة الرئيسية في ألمانيا ، سيتم السماح لأنظمة تخزين الطاقة السكنية بالمشاركة كمحطات طاقة افتراضية ، مما يعزز حالة الأعمال التجارية لشركة Bess.
يتمثل العنصر الأساسي لخطة الاتحاد الأوروبي الثالثة لإصلاح الطاقة ، والتي دخلت حيز التنفيذ في عام 2009 ، في فصل أعمال توليد الطاقة وأعمال المبيعات عن شبكة النقل الخاصة بها.في هذه الحالة ، وبسبب بعض أوجه عدم اليقين القانونية ، فإن الظروف التي يُسمح بموجبها لمشغل نظام النقل (TSO) بتشغيل نظام تخزين الطاقة ليست واضحة تمامًا.سيضع تحسين التشريعات الأساس للتطبيق الأوسع لنظام تخزين طاقة البطاريات (BESS) في دعم شبكة الطاقة.
حل الطاقة من شركة AEG لسوق الخدمات القابلة للعنونة
يتسبب الاتجاه المحدد لسوق الكهرباء العالمي في زيادة الطلب على الخدمات.من حيث المبدأ ، يمكن اعتماد خدمة بيس.الاتجاهات ذات الصلة هي كما يلي:
بسبب تذبذب الطاقة المتجددة وزيادة مرونة إمدادات الطاقة أثناء الكوارث الطبيعية ، يتزايد الطلب على المرونة في نظام الطاقة.هنا ، يمكن أن توفر مشاريع تخزين الطاقة خدمات مساعدة مثل التحكم في التردد والجهد ، وتخفيف ازدحام الشبكة ، وتشديد الطاقة المتجددة ، والبداية السوداء.

توسيع وتنفيذ البنية التحتية للتوليد والنقل والتوزيع بسبب الشيخوخة أو عدم كفاية القدرات ، فضلاً عن زيادة الكهرباء في المناطق الريفية.في هذه الحالة ، يمكن استخدام نظام تخزين طاقة البطارية (BESS) كبديل لتأخير أو تجنب الاستثمار في البنية التحتية لتحقيق الاستقرار في شبكة الطاقة المعزولة أو تحسين كفاءة مولدات الديزل في النظام خارج الشبكة.
يكافح المستخدمون النهائيون الصناعيون والتجاريون والسكنيون للتعامل مع ارتفاع رسوم الكهرباء ، خاصة بسبب تغيرات الأسعار وتكاليف الطلب.بالنسبة لمالكي توليد الطاقة الشمسية السكنية (المحتملين) ، سيؤثر سعر الشبكة المخفض على الجدوى الاقتصادية.بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما يكون مصدر الطاقة غير موثوق به وذات نوعية رديئة.يمكن أن تساعد البطاريات الثابتة في زيادة الاستهلاك الذاتي ، وتنفيذ "قص الذروة" و "تحويل الذروة" مع توفير مصدر طاقة غير منقطع (UPS).
من الواضح ، من أجل تلبية هذا الطلب ، هناك العديد من خيارات التخزين التقليدية غير المتعلقة بالطاقة.يجب تقييم ما إذا كانت البطاريات تشكل خيارًا أفضل على أساس كل حالة على حدة وقد تختلف اختلافًا كبيرًا من منطقة إلى أخرى.على سبيل المثال ، على الرغم من وجود بعض حالات العمل الإيجابية في أستراليا وتكساس ، إلا أن هذه الحالات تحتاج إلى التغلب على مشكلة الإرسال لمسافات طويلة.يبلغ طول الكابل النموذجي لمستوى الجهد المتوسط ​​في ألمانيا أقل من 10 كيلومترات ، مما يجعل توسيع شبكة الطاقة التقليدية بديلاً أقل تكلفة في معظم الحالات.
بشكل عام ، لا يكفي نظام تخزين طاقة البطارية (BESS).لذلك ، يجب دمج الخدمات في "تراكب المنافع" من أجل تقليل التكاليف والتعويض من خلال مجموعة متنوعة من الآليات.بدءًا من التطبيق بأكبر مصدر للإيرادات ، يجب علينا أولاً استخدام السعة الاحتياطية لاغتنام الفرص في الموقع وتجنب الحواجز التنظيمية مثل مزود طاقة UPS.لأي سعة متبقية ، يمكن أيضًا النظر في الخدمات المقدمة إلى الشبكة (مثل تنظيم التردد).ليس هناك شك في أن الخدمات الإضافية لا يمكن أن تعيق تطوير الخدمات الرئيسية.

التأثير على المشاركين في سوق تخزين الطاقة.
ستؤدي التحسينات في هذه المحركات إلى فرص عمل جديدة ونمو لاحق في السوق.ومع ذلك ، فإن التطورات السلبية بدورها ستؤدي إلى فشل أو حتى فقدان الجدوى الاقتصادية لنموذج الأعمال.على سبيل المثال ، بسبب النقص غير المتوقع في بعض المواد الخام ، قد لا يتحقق التخفيض المتوقع في التكلفة ، أو قد لا يتم تسويق التقنيات الجديدة كما هو متوقع.قد تشكل التغييرات في اللوائح إطارًا لا يمكن لـ Bess المشاركة فيه.بالإضافة إلى ذلك ، قد يؤدي تطوير الصناعات المجاورة إلى خلق منافسة إضافية لـ Bess ، مثل التحكم في تردد الطاقة المتجددة المستخدمة: في بعض الأسواق (مثل أيرلندا) ، تتطلب معايير الشبكة بالفعل مزارع الرياح باعتبارها احتياطي الطاقة الرئيسي.

لذلك ، يجب على الشركات أن تولي اهتمامًا وثيقًا لبعضها البعض ، وأن تتنبأ وتؤثر بشكل إيجابي على تكلفة البطارية ، والإطار التنظيمي والمشاركة بنجاح في طلب السوق العالمي لتخزين طاقة البطارية الثابتة.