간단히 말해서, 에너지 저장은 사용하지 않는 에너지를 저장했다가 필요할 때 재사용하는 과정입니다. 에너지 분야에서는 태양광, 풍력 등 불안정한 신재생에너지원을 안정적으로 생산하고, 우리의 일상생활과 업무에 지속적인 전력 공급을 제공하는 에너지저장기술이 중요한 역할을 하고 있습니다. 그 중 리튬이온 전기화학적 에너지 저장은 높은 에너지 밀도, 긴 수명, 빠른 응답 속도로 인해 가장 빠르게 발전하는 에너지 저장 기술 중 하나가 되었습니다.
1 기본 소개
에너지 저장 시스템은 배터리, 전기 부품, 기계적 지지대, 냉난방 시스템(열 관리 시스템), 양방향 에너지 변환 시스템, 에너지 관리 시스템, 배터리 관리 시스템으로 구성됩니다. 배터리는 배터리 모듈로 배열, 연결 및 조립된 다음 캐비닛 내부의 다른 구성 요소와 함께 고정 및 조립되어 배터리 캐비닛을 형성합니다.
일반 정의: 에너지 저장은 에너지 저장을 의미합니다. 이는 매체나 장치를 통해 에너지를 저장하고 향후 응용 요구에 따라 특정 형태로 방출하는 순환 프로세스를 의미합니다.
좁게 정의하면 전기 에너지 저장을 위한 것입니다. 생성된 에너지를 저장하고 필요할 때 전기 에너지의 형태로 방출하기 위해 화학적 또는 물리적 방법을 활용하는 일련의 기술 및 조치입니다. (이후의 모든 소개는 전기 에너지 저장의 좁은 정의로 제한됩니다.)
1. 용어 및 정의
배터리: 신에너지 저장을 위한 핵심 기술 경로 중 하나인 신에너지 저장 배터리는 재생 에너지 소비 비율을 높이고 전력 시스템의 안전하고 안정적인 작동을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 핵심 에너지 저장장치인 리튬전지는 전기화학적 에너지 저장 기술의 발전을 결정짓는 '중심'이다. 리튬 배터리는 양극 재료에 따라 인산철리튬 배터리와 삼원계 리튬 배터리로 구분됩니다. 에너지 저장 시장은 주로 인산철리튬 배터리가 지배하고 있으며, 낮과 밤의 피크 밸리 차이를 제거하는 것이 에너지 저장 시스템의 주요 적용 시나리오입니다. 제품 사용 시간은 프로젝트 수익에 직접적인 영향을 미칩니다. 일반적으로 배터리를 지칭하는 에너지 저장 장치는 전기 에너지를 저장하고 방출하기 위해 에너지 저장 시스템에 사용되는 기본 장치입니다.
셀: 단일 배터리, 배터리의 가장 작은 단위입니다.
배터리 모듈/팩: 일련의 개별 배터리에 대한 표준 패키지입니다.
배터리 랙/클러스터: 일련의 배터리 모듈로 구성된 에너지 저장 장치입니다.
배터리 수집 패널(BCP): 태양광 DC 결합기 상자와 유사하게 배터리 랙과 에너지 저장 인버터 사이에 위치합니다.
전력 변환 시스템(PCS): 양방향 DC/AC 인버터.
배터리 관리 시스템(BMS): 과충전 및 과방전을 방지하고 배터리 수명을 연장하며 배터리 상태를 모니터링하기 위해 다양한 배터리 장치를 지능적으로 관리 및 유지 관리합니다.
양극재: 배터리에서 산화 반응이 일어나는 부분입니다. 일반적인 양극 재료로는 리튬코발트산화물(LiCoO2), 리튬철인산염(LiFePO4), 리튬니켈망간코발트산화물(NMC) 등이 있습니다.
음극재: 전지에서 환원반응이 일어나는 부분. 일반적인 음극 재료에는 흑연, 실리콘, 주석 등이 포함됩니다. 전해질: 배터리 내 이온 전달 매체로, 액체 또는 고체(고체 전해질)일 수 있습니다. 전해질은 이온이 양극과 음극 사이를 이동하도록 하여 충전 및 방전 과정을 완료합니다.
다이어프램: 양극과 음극 사이에 위치하며 양극과 음극 사이의 직접적인 접촉으로 인해 단락이 발생하는 것을 방지하고 이온이 통과할 수 있도록 하는 역할을 합니다.
집전체: 일반적으로 구리, 알루미늄 등의 금속으로 만들어지며, 배터리 셀의 전류를 외부 회로로 전달하는 데 사용됩니다.
배터리 케이스: 내부 구성요소를 보호하고 기계적 지지를 제공하는 데 사용되는 배터리의 외부 구조입니다.
배터리 관리 시스템(BMS): 배터리의 충전 및 방전 과정을 모니터링 및 관리하고, 안전한 작동을 보장하며, 성능과 수명을 최적화하는 역할을 담당합니다.
에너지 관리 시스템(EMS): 에너지 시스템의 에너지 흐름과 소비를 모니터링, 제어 및 최적화하는 데 사용되는 소프트웨어와 하드웨어를 통합하는 지능형 시스템입니다. 에너지설비의 운전상태, 에너지 소비량, 환경상태 등을 실시간으로 모니터링할 수 있는 데이터 수집, 분석, 의사결정 지원 기술을 기반으로 하여 에너지의 효율적인 관리 및 최적화를 달성합니다.
난방, 환기 및 공조(HVAC) 시스템: 일반적으로 배터리의 환기, 열 방출 및 절연을 보장하기 위해 배터리 컨테이너에 사용됩니다.
배터리 용량: 담거나 방출할 수 있는 충전량 Q입니다. 즉, 배터리 용량(Ah)=전류(A) x 방전 시간(h)이며 일반적으로 Ah(암페어 시간) 단위로 측정됩니다. 예를 들어, 에너지 저장 배터리에 96Ah라고 표시되어 있으면 이론적으로 96A의 작동 전류에서 1시간 동안 사용할 수 있습니다.
배터리 에너지: 배터리에 저장된 에너지는 Wh(와트시) 단위로 측정됩니다. 여기서 Wh는 전압(V)에 배터리 용량(Ah)을 곱한 값과 같습니다. 예를 들어 3.2V/96Ah 배터리의 에너지는 307.2Wh인데, 이러한 배터리 4개를 직렬로 연결하면 전압 12.8V, 용량 96Ah의 배터리 팩을 구성하게 됩니다. 배터리 용량은 늘어나지 않지만 총 에너지는 4배 증가한다.
충전 방전율(C-Rate): 방전율은 지정된 시간 내에 정격 용량을 방전하는 데 필요한 전류 값을 말하며, 수치적으로 배터리 정격 용량의 배수와 같습니다. 즉, 충방전 전류(A)를 정격 용량(Ah)으로 나눈 값으로, 단위는 일반적으로 0.5C, 1C 등과 같이 C(C-rate의 약어)입니다.
보장된 전력 용량(GPC): 지정된 사용 기간 내에 에너지 저장 시스템에서 방출되는 최소 용량입니다.
왕복 효율(RTE): 배터리가 완전히 충전되었을 때 AC 단자에서 방출되는 총 전기량과 AC 단자를 완전히 충전하는 데 필요한 전기량의 비율로, 충전 중 장비 손실과 자체 소비를 고려합니다. 방전.
주기 수명: 배터리 수명은 주기 수명과 달력 수명이라는 두 가지 매개변수로 구분됩니다. 사이클 수명은 배터리가 충전과 방전을 반복할 수 있는 횟수를 나타냅니다. 이상적인 온도 및 습도 조건에서 정격 전류로 충전 및 방전하고, 배터리 용량이 80%로 감소할 때 배터리가 경험하는 사이클 수를 계산합니다. 캘린더 수명은 특정 사용 조건에서 배터리가 수명 상태(용량 감소가 80%까지 감소)에 도달하는 기간을 나타냅니다. 일반적으로 둘 중 더 작은 값이 평가될 수 있습니다.