Go bunúsach is éard atá i gceist le comhoiriúnacht eangaí an chórais stórála fuinnimh a fhiafraí an féidir leis na córais ceallraí seo plocáil isteach sa bhonneagar leictreach a thógamar 50-70 bliain ó shin gan gach rud a chur ar leataobh. Dearadh an eangach chumhachta le haghaidh treo amháin - sreabhann leictreachas ó stáisiúin chumhachta chuig do theach. Deireadh an scéil. Anois táimid ag iarraidh go n-oibreoidh sé le cadhnraí a ghearrann, a scaoileann agus a aistríonn idir an dá cheann i soicindí.
Téann an sainmhíniú teicniúil isteach i bparaiméadar voltais, freagra minicíochta, agus armónach. Ach is é an rud a bhaineann leis ná an bhfuil an córas stórála ag imirt go deas le gach rud eile atá ceangailte leis an eangach. An féidir leis freagairt do chomharthaí ón oibreoir greille? An gcruthaíonn sé torann leictreach a scrúdaíonn trealamh eile? An bhfanfaidh sé cobhsaí nuair a athraíonn coinníollacha eangaí?
Cén Fáth a Bhfuil Tábhacht ag Luas Níos Mó ná Acmhainn
Díríonn an chuid is mó daoine ar an méid fuinnimh is féidir le ceallraí a stóráil. Sin meigeavata-uair an chloig (MWh). Ach maidir le comhoiriúnacht ghreille, tá an rátáil cumhachta i meigeavata (MW) agus cé chomh tapa agus is féidir leis freagairt chomh tábhachtach céanna.
Léirigh Cúlchiste Cumhachta Hornsdale san Astráil Theas rud éigin tábhachtach - a d’fhéadfadh a suiteáil ceallraí 100 MW/129 MWh Tesla rampaí ó náid go cumhacht iomlán i 140 milleasoicind. Teastaíonn 10-15 nóiméad ó ghléasraí buaice gáis traidisiúnta chun tús a chur leis agus aschur iomlán a bhaint amach. Tá an difríocht sin ollmhór nuair a bhíonn tú ag iarraidh minicíocht greille a choinneáil cobhsaí. Caithfidh minicíocht fanacht idir 49.9 agus 50.1 Hz san Astráil (nó 59.9-60.1 Hz i Meiriceá Thuaidh), agus is féidir le diallais lasmuigh den raon sin damáiste a dhéanamh do threalamh nó teipeanna cascáideacha a spreagadh. Léirigh sonraí ó teslamag.de an ceallraí seo ag freagairt do thuras plandaí guail san Astráil Theas níos tapúla ná aon acmhainn eile ar an ngreille.
An Fhadhb Minicíochta Ní raibh aon duine beartaithe dó
Ritheann greillí ar shruth ailtéarnach, a ascalaíonn ar mhinicíocht ar leith. I Meiriceá Thuaidh tá sé 60 Hz, i bhformhór áiteanna eile tá sé 50 Hz. Nuair a bhíonn an ghiniúint agus an t-ualach cothrom, fanann an minicíocht cobhsaí. Nuair a chailltear - go tobann giniúna, téann gléasra cumhachta as líne - titeann minicíochta. Láimhseáil greillí traidisiúnta é seo le cúlchistí sníomh, go bunúsach gléasraí cumhachta ag rith faoi bhun toilleadh a d'fhéadfadh rampaí suas go tapa.
D'athraigh cadhnraí an chothromóid. Is féidir leo cumhacht a instealladh beagnach ar an toirt, ach is féidir leo draenáil chomh tapa céanna mura rialaítear iad i gceart. Cruthaíonn sé seo dúshláin chomhoiriúnachta nua toisc gur dearadh na córais rialaithe eangaí timpeall ar shaintréithe freagartha níos moille na gnáthghiniúna.
Caighdeáin nach Féidir Coimeád Suas
Is é IEEE 1547 an príomhchaighdeán sna Stáit Aontaithe chun acmhainní fuinnimh dáilte a nascadh. Bhí nuashonrú 2018 ceaptha fadhbanna a réiteach le leagan 2003, a scríobhadh sula raibh stóras ceallraí ar scála mór ann. Ach ní chlúdaíonn fiú an caighdeán 2018 gach rud a chaithfidh córais stórála a dhéanamh.
Bhuail California 10,000 MW de chumas ceallraí suiteáilte go luath i 2024 de réir sonraí Oibreoir Córais Neamhspleách California atá ar fáil ag caiso.com. Is ceimic fosfáit iarainn litiam (LiFePO4) an chuid is mó de na suiteálacha sin le dlús fuinnimh timpeall 90-120 Wh/kg. Níos ísle ná an 150-200 Wh/kg a gheobhaidh tú le cadhnraí NMC, ach níos cobhsaí ag teochtaí arda agus saolré rothaíochta níos fearr d’fheidhmchláir ghreille.
Is í an fhadhb atá ann ná go bhfuil a gcuid riachtanas féin curtha leis ag gach fóntais ar bharr IEEE 1547. Tá sraith amháin rialacha ag Hawaiian Electric. Tá cinn éagsúla ag PG&E. Seans nach gcomhlíonfadh an méid a oibríonn do shuiteáil ceallraí i gCalifornia na ceanglais i Texas nó Nua-Eabhrac. Níl aon chaighdeánú fíor ann, rud a fhágann go bhfuil scálaithe suas stórála níos costasaí ná mar a chaithfidh sé a bheith.
Is iad Inverters The Real Scrap
Is é an t-inverter an áit a athraíonn cumhacht ceallraí DC go cumhacht greille AC. Is é an chokepoint comhoiriúnachta é freisin. Caithfidh inverters nua-aimseartha atá nasctha leis an eangach rialú voltais a dhéanamh, tacaíocht cumhachta imoibríoch, freagairt minicíochta, agus cumarsáid a dhéanamh le hoibreoirí eangaí ag baint úsáide as prótacail ar nós DNP3 nó Modbus. Is féidir le roinnt inverters é seo a dhéanamh go maith. Ní féidir le daoine eile.
Nuair a bhíonn córais stórála iolracha agat ar an gciorcad dáileacháin céanna, is féidir lena n-inverters dul i ngleic lena chéile. Déanann córas amháin iarracht voltas a ardú, déanann córas eile iarracht é a ísliú. Cruthaíonn sé seo ascaluithe a fhéadfaidh damáiste a dhéanamh do threalamh nó athsheachadáin chosanta a thurais. Teastaíonn córais rialaithe sofaisticiúla nach bhfuil ag formhór na bhfóntas go fóill chun il-inverters a chomhordú.
Fíor-thionscadail, Fíorfhadhbanna
Faoi láthair tá an Áis Stórála Fuinnimh Moss Landing i gCalifornia ar cheann de na suiteálacha ceallraí is mó ar domhan - 3,000 MW de réir doiciméadú Pacific Gas & Electric ag pge.com. Féadfaidh sé aistriú ó mhuirear iomlán go dtí urscaoileadh iomlán laistigh de soicind, rud a fhágann go bhfuil sé luachmhar maidir le rialáil minicíochta agus bainistíocht buaicéilimh.
Ach ní raibh comhoiriúnacht uathoibríoch. Bhí ar PG&E claochladáin agus trealamh cosanta a uasghrádú ag an bpointe idirnasctha. Bhí córais rialaithe nua ag teastáil uathu chun an ceallraí a chomhordú le hacmhainní giniúna eile. Thóg an tionscadal trí bliana ó cheadú go feidhmiú, agus caitheadh cuid mhór den am sin ar staidéir ar chomhtháthú eangaí agus ar uasghrádú bonneagair.
Tá dúshláin éagsúla le sárú ag suiteálacha stórála dáilte níos lú. Ní mór do chórais chónaithe agus thráchtála caighdeáin sábháilteachta UL 9540 agus UL 1973 a chomhlíonadh. Caithfidh siad cloí le cóid leictreacha áitiúla a athraíonn go fiáin idir dlínsí. Éilíonn roinnt áiteanna cumais múchta tapa. Tugann daoine eile sainordú do lasca dínasctha nó córais faoi chois dóiteáin.
An Costas Comhoiriúnachta
Cuireann freastal ar riachtanais idirnaisc 15-20% le costas suiteáilte córais stórála. Áirítear leis sin trealamh cosanta speisialaithe, crua-earraí cumarsáide, staidéir ar cháilíocht cumhachta, agus táillí idirnaisc áirgiúlachta. I gcás tionscadal níos lú, is féidir leis na costais seo an eacnamaíocht a mharú go hiomlán. D’fhéadfadh córas stórála tráchtála 500 kWh ciall a bhaint as laghdú ar an muirear ar éileamh, ach ní bheadh ciall leis sin má tá ort $50,000 breise a chaitheamh ar riachtanais idirnaisc.
Tá caighdeáin éagsúla ag an nGearmáin trí VDE nach bhfuil ag teacht le riachtanais IEEE. Is minic go dteastaíonn mionathruithe crua-earraí ar threalamh atá deartha do mhargadh Mheiriceá Thuaidh chun oibriú san Eoraip. Déanann sé seo blúirí an mhargaidh agus cuireann sé cosc ar an gcineál barainneachtaí scála olltáirgeachta a d'fhág laghdú ar chostais painéil ghréine.
Cad a Tharlaíonn Nuair a Aois Cadhnraí
Díghrádaíonn cadhnraí litiam. Maireann an toilleadh, méadaíonn an fhriotaíocht inmheánach, agus tagann meath ar fheidhmíocht le himeacht ama. D’fhéadfadh go mbeadh deacrachtaí ag córas ceallraí a chomhlíon na riachtanais eangaí go léir nuair a bhí siad nua tar éis 5-7 mbliana de rothaíocht throm.
Ní hiad cóid eangaí an díghrádú seo i ndáiríre. Ní mór don chóras fanacht comhlíontach ar feadh a shaolré ionchais 10-15 bliana. Ní mór córais rialaithe a oiriúnú de réir mar a athraíonn tréithe ceallraí. Tá fadhbanna ag baint le roinnt suiteálacha luatha stórála nach féidir le cadhnraí díghrádaithe na hamanna freagartha nó na leibhéil chumhachta a gheall siad ar dtús d'oibreoirí greille a sholáthar.
Níl aon chur chuige caighdeánach ann chun é seo a láimhseáil. Déanann roinnt forbróirí tionscadal mórmhéid a gcórais ar dtús, ag pleanáil le haghaidh díghrádaithe. Úsáideann daoine eile córais bhainistíochta ceallraí sofaisticiúla a choigeartóidh paraiméadair oibriúcháin de réir mar a théann na cadhnraí in aois. Ach cuireann sé seo castacht agus costas nach raibh sna samhlacha tionscadail luatha.
An Dúshlán Comhtháthaithe In-athnuaite
Cruthaíonn treá ard in-athnuaite rampaí géara ar gá an stóráil a láimhseáil. Nuair a thiteann táirgeadh gréine sa tráthnóna, scaoileann cadhnraí chun an bhearna a líonadh. Nuair a thagann an ghaoth suas go tobann thar oíche, gearrtar cadhnraí chun breis giniúna a ionsú.
Is fadhb rialaithe é seo a chomhordú thar na mílte córas stórála aonair nach bhfuil aghaidh ar na greillí roimhe seo. Teastaíonn -mhonatóireacht fíor-ama, cumarsáid mhear, agus algartaim uait chun an seoladh thar acmhainní dáilte a bharrfheabhsú. Tá na hacmhainní seo á bhforbairt ag réigiúin áirithe. Tá cuid eile fós ag feidhmiú ar chórais rialaithe ó na 1980idí ar féidir leo giniúint thraidisiúnta a láimhseáil ar éigean, gan trácht ar na mílte ceallraí ar féidir leo a n-aschur a athrú i milleasoicindí.
An Bonneagar Níl Aon Duine ag Teastáil A Mhaoiniú
Labhraíonn abhcóidí stórála faoi chadhnraí a chumasaíonn fuinneamh in-athnuaite. Níl sé sin fíor ach amháin más féidir leis an mbonneagar greille sreabhadh cumhachta déthreo a láimhseáil. In go leor áiteanna, ní féidir. Dearadh claochladáin dáileacháin le haghaidh sreabhadh cumhachta aontreo. Glactar leis i scéimeanna cosanta gur ón gcóras tarchurtha a thagann sruth lochtach, ní ó chadhnraí ar an ngréasán dáileacháin.
Cosnaíonn uasghrádú an bhonneagair seo na billiúin. Bíonn leisce ar fhóntais airgead a chaitheamh ar uasghrádú nach n-íocfadh as ar feadh na mblianta. Bíonn sé ag streachailt le rialtóirí arduithe rátaí a cheadú do bhonneagar nach bhfeiceann custaiméirí go díreach. Mar sin tá teorainneacha comhoiriúnachta fós ann toisc nach bhfuil an bunús ann chun tacú leis an méid is féidir le córais stórála a dhéanamh.
Cá Seasann Rudaí
Tá níos mó foghlamtha ag an Astráil agus California faoi chomhtháthú stórála ar scála greille ná aon áit eile. Léirigh a n-imscaradh mór fadhbanna nár léir i dtionscadail phíolótacha. Tá caighdeáin níos fearr forbartha acu, córais rialaithe feabhsaithe, agus foireann fóntais oilte a thuigeann conas eangacha a bhfuil toilleadh stórála suntasach acu a oibriú.
Ach níl aon leabhar súgartha uilíoch ann. Seans nach mbaineann an méid a oibríonn san Astráil Theas lena heangach iargúlta le Texas lena chóras idirnasctha ollmhór. Ní aistrítear cur chuige California maidir le hacmhainní stórála a bhainistiú go díreach chuig réigiúin a bhfuil struchtúir mhargaidh nó creataí rialála éagsúla acu.
Tá comhoiriúnacht ghreille an chórais stórála fuinnimh fós ar bun. Tá an teicneolaíocht ann. Tá caighdeáin ag feabhsú. Tá taithí ag carnadh. Ach má éiríonn le cadhnraí oibriú go hiontaofa le greillí leictreacha nár dearadh dóibh ní mór am, airgead agus foghlaim institiúideach nach féidir a lua. Déanfaidh roinnt réigiún é a dhéanamh níos tapúla ná réigiúin eile, agus íocfaidh na cinn nach n-íocfaidh costais níos airde as eangacha nach bhfuil chomh hiontaofa ná mar a d'fhéadfadh a bheith acu.