Tendencias tecnológicas clave en el almacenamiento de baterías 2022-2030: Preguntas y respuestas de Sungrow

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Fuente: https://www.energy-storage.news/

Unidades Sungrow BESS en un proyecto reciente en Japón. Imagen: Sungrow.

La división de almacenamiento de energía del fabricante de inversores fotovoltaicos Sungrow ha estado involucrada en soluciones de sistema de almacenamiento de energía de batería (BESS) desde 2006. Envió 3 GWh de almacenamiento de energía a nivel mundial en 2021.

Su negocio de almacenamiento de energía se ha expandido para convertirse en un proveedor de BESS integrado llave en mano, incluida la tecnología de sistema de conversión de energía (PCS) interna de Sungrow. 

La compañía se ubicó entre los 10 principales integradores de sistemas BESS globales en la encuesta anual del espacio de IHS Markit para 2021. 

Apuntando a todo, desde el espacio residencial hasta el de gran escala, con un enfoque principal en la energía solar más el almacenamiento a escala de servicios públicos, le preguntamos a Andy Lycett, gerente de país de Sungrow para el Reino Unido e Irlanda, su opinión sobre las tendencias que podrían dar forma. la industria en los próximos años. 

¿Cuáles son algunas de las tendencias tecnológicas clave que cree que darán forma al despliegue de almacenamiento de energía en 2022?

La gestión térmica de las celdas de la batería es de vital importancia para el rendimiento y la longevidad de cualquier sistema ESS. Con la excepción de la cantidad de ciclos de trabajo y la edad de las baterías, tiene el mayor impacto en el rendimiento.

La vida útil de las baterías se ve muy afectada por la gestión térmica. Cuanto mejor sea la gestión térmica, mayor será la vida útil combinada con una mayor capacidad utilizable resultante. Hay dos enfoques principales para la tecnología de refrigeración: refrigeración por aire y refrigeración líquida. Sungrow cree que el almacenamiento de energía en baterías refrigeradas por líquido comenzará a dominar el mercado en 2022.

Esto se debe a que el enfriamiento por líquido permite que las celdas tengan una temperatura más uniforme en todo el sistema mientras usan menos energía de entrada, deteniendo el sobrecalentamiento, manteniendo la seguridad, minimizando la degradación y permitiendo un mayor rendimiento. 

El sistema de conversión de energía (PCS) es la pieza clave del equipo que conecta la batería con la red, convirtiendo la energía almacenada de CC en energía transmisible de CA.

Su capacidad para proporcionar diferentes servicios de red además de esta función afectará el despliegue. Debido al rápido desarrollo de la energía renovable, los operadores de red están explorando la capacidad potencial de BESS para respaldar la estabilidad del sistema eléctrico y están implementando una variedad de servicios de red. 

Por ejemplo, [en el Reino Unido], Dynamic Containment (DC) se lanzó en 2020 y su éxito allanó el camino para Dynamic Regulation (DR)/Dynamic Moderation (DM) a principios de 2022.

Además de estos servicios de frecuencia, National Grid también lanzó Stability Pathfinder, un proyecto para encontrar las formas más rentables de abordar los problemas de estabilidad en la red. Esto incluye evaluar la inercia y la contribución de cortocircuito de los inversores basados ​​en la formación de red. Estos servicios no solo pueden ayudar a construir una red sólida, sino que también proporcionan ingresos significativos para los clientes.

Por lo tanto, la funcionalidad del PCS para brindar diferentes servicios afectará la elección del sistema BESS. 

PV+ESS acoplado a CC comenzará a desempeñar un papel más importante, ya que los activos de generación existentes buscan optimizar el rendimiento.

PV y BESS están jugando un papel importante en el progreso hacia cero neto. La combinación de estas dos tecnologías se ha explorado y aplicado en muchos proyectos. Pero la mayoría de ellos están acoplados a CA. 

El sistema acoplado a CC puede ahorrar el CAPEX del equipo primario (sistema inversor/transformador, etc.), reducir el espacio físico, mejorar la eficiencia de conversión y disminuir la reducción de la producción fotovoltaica en el escenario de relaciones CC/CA altas, lo que puede ser un beneficio comercial. .

Estos sistemas híbridos harán que la producción fotovoltaica sea más controlable y manejable, lo que aumentará el valor de la electricidad generada. Lo que es más, el sistema ESS podrá absorber energía en momentos económicos cuando la conexión sería redundante de otro modo, lo que sudaría el activo de la conexión a la red. 

Los sistemas de almacenamiento de energía de mayor duración también comenzarán a proliferar en 2022. 2021 fue sin duda el año del surgimiento de la energía fotovoltaica a gran escala en el Reino Unido. Los escenarios que se adaptan al almacenamiento de energía de larga duración, incluida la reducción de picos, el mercado de capacidad; mejora del ratio de utilización de la red para reducir los costes de transmisión; aliviar las demandas de carga máxima para reducir la inversión en actualización de capacidad y, en última instancia, reducir los costos de electricidad y la intensidad de carbono.

El mercado demanda almacenamiento de energía a largo plazo. Creemos que 2022 dará inicio a la era de dicha tecnología. 

Hybrid Residential BESS jugará un papel importante en la revolución de producción/consumo de energía verde a nivel doméstico. BESS residencial híbrido seguro y rentable que combina la energía fotovoltaica del techo, la batería y un inversor plug-and-play bidireccional para lograr una microrred doméstica. Con el aumento de los costos de la energía y la tecnología lista para ayudar a hacer el cambio, esperamos una rápida aceptación en esta área. 

tendencias tecnológicas con Sungrow
El nuevo sistema de almacenamiento de energía de batería refrigerada por líquido ST2752UX de Sungrow con una solución de acoplamiento de CA/CC para plantas de energía a gran escala. Imagen: Sungrow.

¿Qué tal en los años entre ahora y 2030? ¿Cuáles podrían ser algunas de las tendencias tecnológicas a largo plazo que influyen en la implementación? 

Hay varios factores que afectarán el despliegue del sistema de almacenamiento de energía entre 2022 y 2030.

El desarrollo de nuevas tecnologías de celdas de batería que puedan aplicarse comercialmente impulsará aún más el despliegue de sistemas de almacenamiento de energía. En los últimos meses, hemos visto un gran salto en los costos de la materia prima del litio, lo que lleva a un aumento en el precio de los sistemas de almacenamiento de energía. Esto puede no ser económicamente sostenible.

Esperamos que en la próxima década, habrá mucha innovación en el desarrollo de campo de baterías de flujo y de estado líquido a estado sólido. Las tecnologías que se vuelvan viables dependerán del costo de las materias primas y de la rapidez con la que se puedan llevar al mercado nuevos conceptos.

Con el aumento de la velocidad de implementación de los sistemas de almacenamiento de energía de la batería desde 2020, se debe tener en cuenta el reciclaje de la batería en los próximos años cuando se alcance el ‘Fin de la vida útil’. Esto es muy importante para mantener un medio ambiente sostenible.

Ya hay muchas instituciones de investigación que trabajan en la investigación del reciclaje de baterías. Se están centrando en temas como la ‘utilización en cascada’ (hacer uso de los recursos de forma secuencial) y el ‘desmantelamiento directo’. El sistema de almacenamiento de energía debe estar diseñado para permitir un fácil reciclaje.

La estructura de la red de la red también afectará el despliegue de los sistemas de almacenamiento de energía. A fines de la década de 1880, hubo una batalla por el dominio de la red eléctrica entre el sistema de CA y los sistemas de CC.

AC ganó y ahora es la base de la red eléctrica, incluso en el siglo XXI. Sin embargo, esta situación está cambiando, con una alta penetración de los sistemas electrónicos de potencia desde la última década. Podemos ver el rápido desarrollo de los sistemas de alimentación de CC desde el alto voltaje (320 kV, 500 kV, 800 kV, 1100 kV) hasta los sistemas de distribución de CC.

El almacenamiento de energía de la batería puede seguir este cambio de red en la próxima década más o menos.

El hidrógeno es un tema muy candente con respecto al desarrollo de futuros sistemas de almacenamiento de energía. No hay duda de que el hidrógeno jugará un papel importante en el dominio del almacenamiento de energía. Pero durante el viaje del desarrollo del hidrógeno, las tecnologías renovables existentes también contribuirán enormemente. 

Ya hay algunos proyectos experimentales que utilizan PV+ESS para proporcionar energía a la electrólisis para la producción de hidrógeno. ESS garantizará un suministro de energía verde/ininterrumpido durante el proceso de producción.

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