電動汽車(EV)將獲得越來越多的市場份額,終取代內(nèi)燃機汽車。直流快速充電站將取代或集成加油站。可生能源將用于為它們提供動力,例如太陽能和風能。人們希望在不到15分鐘的時間內(nèi)為電動汽車充電,他們也不想排隊等候獨特的充電樁。
考慮多個充電樁,電網(wǎng)須本地提供的充電峰值功率大于1 MW。電網(wǎng)可能在許多點上崩潰,或者需要巨額投資來改良輸電線路和需要提供更高基本負荷的發(fā)電廠。但是,這種負載是脈沖性的,須與可生能源(例如太陽能和風能)產(chǎn)生的間歇性能源合并。
儲能系統(tǒng)可以簡單而優(yōu)雅的方式解決此問題。我們使用汽油或燃氣等流體來存儲能源,并在需要時(例如,在為汽車加油時)重新使用。按照相同的原理,我們可以利用電子和化學方法將電能存儲在電池中。然后,可以利用此能源來提高EV電荷,以通過剃光功率峰值來保持電網(wǎng)穩(wěn)定,或者在停電的情況下提供電源。
移動市場正在發(fā)生變化。到2020年,將售出近300萬輛電動汽車,總銷量將超過8000萬輛。盡管這看起來像是一個利基市場,但預測顯示,到2025年,電動汽車的銷量將迅猛增長,達到1000萬輛;到2040年,電動汽車的銷量將超過5000萬輛,總銷量將達到1億輛。這意味著,到2040年,售出的車輛中有50%將完全用電。所有這些車輛都需要在家中通宵通宵地使用簡單的壁裝箱或幾千瓦的直流充電器為帶有太陽能發(fā)電系統(tǒng)和蓄電池的房屋緩慢充電,在街上的充電樁上快速充電,或者超快充電在未來的加油站。
伴隨著不斷增長的電動汽車市場,我們看到可生能源發(fā)電市場(經(jīng)歷了太陽能光伏(PV)系統(tǒng)蓬勃發(fā)展的幾年)仍保持著良好的增長速度,這要歸功于近一次價格下降了約80% 10年,并推動脫碳。到2050年,太陽能僅占當今全球發(fā)電量的不到5%,預計將占全球發(fā)電量的三分之一以上(33%)。
隨著間歇負載的未來發(fā)展,需要充電的電動汽車以及間歇性能源(PV和風力發(fā)電)提出了挑戰(zhàn),例如如何將這些新參與者整合到以電網(wǎng)的能源系統(tǒng)中。間歇性負載(例如EV)將需要加大傳輸線的尺寸,以滿足更高的功率峰值需求。
太陽能生產(chǎn)將改變發(fā)電廠的運行方式,以確保電網(wǎng)不會過度充電,并且人們將需要更輕松地獲得電力,并且越來越多的自用電能將由住宅太陽能系統(tǒng)自行使用。
為了使所有實體順利合作并從可生能源和零排放電動汽車中受益,儲能系統(tǒng)須參與其中,以確保我們可以存儲和重用需求低時產(chǎn)生的電能(例如, ,中午產(chǎn)生的太陽能將在晚上使用),并利用多余的能源來平衡電網(wǎng)。
儲能系統(tǒng)(ESS)與燃料罐或煤炭存儲倉庫在電氣上等效。ESS可以在住宅和工業(yè)規(guī)模的多種應用中使用。在住宅應用中,很容易將PV逆變器連接至蓄電池,以節(jié)省和使用房屋中的能源,或者用白天太陽產(chǎn)生的能源為汽車通宵充電。在工業(yè)或公用事業(yè)規(guī)模的實施中,例如并網(wǎng)服務,ESS安裝可用于不同目的:從調(diào)節(jié)光伏和風能到能源套利,從后備支持到黑啟動(拆除柴油發(fā)電機),以及,重要的是從總成本的角度考慮,推遲投資。在后一種情況下,將使用儲能系統(tǒng)來覆蓋電網(wǎng)節(jié)點中的功率峰值,確保現(xiàn)有傳輸線不需要昂貴的升級。另一個相關的用戶案例是離網(wǎng)安裝,其中ESS使微電網(wǎng)或孤島能夠自給自足。