Vergleichende Analyse von vier Arten von Energiespeichermethoden: Seriell, zentralisiert, verteilt und modular

Energiespeichersysteme werden je nach Architektur und Anwendungsszenarien in vier Haupttypen unterteilt: String-, zentralisierte, verteilte und

modular. Jede Art der Energiespeicherung hat ihre eigenen Eigenschaften und anwendbaren Szenarien.

1. String-Energiespeicher

Merkmale:

Jedes Photovoltaikmodul oder kleine Batteriepaket ist an einen eigenen Wechselrichter (Mikrowechselrichter) angeschlossen, und diese Wechselrichter werden dann parallel an das Netz angeschlossen.

Aufgrund seiner hohen Flexibilität und einfachen Erweiterung eignet es sich für kleine private oder gewerbliche Solaranlagen.

Beispiel:

Kleines Energiespeichergerät mit Lithiumbatterie für die Solarstromerzeugung auf dem Hausdach.

Parameter:

Leistungsbereich: normalerweise einige Kilowatt (kW) bis einige zehn Kilowatt.

Energiedichte: relativ gering, da jeder Wechselrichter einen gewissen Platzbedarf hat.

Wirkungsgrad: Hoher Wirkungsgrad durch reduzierten Leistungsverlust auf der Gleichstromseite.

Skalierbarkeit: Einfaches Hinzufügen neuer Komponenten oder Batteriepacks, geeignet für stufenweisen Aufbau.

2. Zentralisierte Energiespeicherung

Merkmale:

Verwenden Sie einen großen Zentralwechselrichter, um die Stromumwandlung des gesamten Systems zu verwalten.

Eher geeignet für Großkraftwerksanwendungen, wie etwa Windparks oder große Photovoltaik-Freiflächenkraftwerke.

Beispiel:

Energiespeichersystem der Megawattklasse (MW), ausgestattet mit großen Windkraftanlagen.

Parameter:

Leistungsbereich: von Hunderten Kilowatt (kW) bis zu mehreren Megawatt (MW) oder sogar mehr.

Energiedichte: Hohe Energiedichte durch den Einsatz großer Geräte.

Wirkungsgrad: Bei der Verarbeitung großer Ströme können höhere Verluste auftreten.

Kosteneffizienz: Geringere Stückkosten bei Großprojekten.

3. Dezentrale Energiespeicherung

Merkmale:

Verteilen Sie mehrere kleinere Energiespeichereinheiten an verschiedenen Standorten, die jeweils unabhängig voneinander arbeiten, aber vernetzt und koordiniert werden können.

Es trägt dazu bei, die Stabilität des lokalen Netzes zu verbessern, die Stromqualität zu steigern und Übertragungsverluste zu verringern.

Beispiel:

Mikronetze in städtischen Gemeinden, bestehend aus kleinen Energiespeichereinheiten in mehreren Wohn- und Geschäftsgebäuden.

Parameter:

Leistungsbereich: von einigen zehn Kilowatt (kW) bis zu einigen hundert Kilowatt.

Energiedichte: hängt von der jeweils verwendeten Energiespeichertechnologie ab, beispielsweise Lithium-Ionen-Batterien oder anderen neuen Batterien.

Flexibilität: Kann schnell auf lokale Nachfrageänderungen reagieren und die Netzstabilität verbessern.

Zuverlässigkeit: Selbst wenn ein einzelner Knoten ausfällt, können andere Knoten weiterarbeiten.

4. Modulare Energiespeicherung

Merkmale:

Es besteht aus mehreren standardisierten Energiespeichermodulen, die je nach Bedarf flexibel zu unterschiedlichen Kapazitäten und Konfigurationen kombiniert werden können.

Unterstützt Plug-and-Play, einfach zu installieren, zu warten und zu aktualisieren.

Beispiel:

Containerisierte Energiespeicherlösungen für den Einsatz in Industrieparks oder Rechenzentren.

Parameter:

Leistungsbereich: von einigen zehn Kilowatt (kW) bis zu mehreren Megawatt (MW).

Standardisiertes Design: gute Austauschbarkeit und Kompatibilität zwischen Modulen.

Einfach erweiterbar: Die Energiespeicherkapazität lässt sich durch Hinzufügen zusätzlicher Module problemlos erweitern.

Einfache Wartung: Fällt ein Modul aus, kann es direkt ausgetauscht werden, ohne dass das gesamte System für die Reparatur heruntergefahren werden muss.

Technische Merkmale

Maße String-Energiespeicher Zentralisierte Energiespeicherung Dezentrale Energiespeicherung Modularer Energiespeicher
Anwendbare Szenarien Solaranlage für kleine Privathaushalte oder Gewerbe Große Kraftwerke im Versorgungsmaßstab (z. B. Windparks, Photovoltaikkraftwerke) Städtische Gemeinschafts-Mikronetze, lokale Stromoptimierung Industrieparks, Rechenzentren und andere Orte, die eine flexible Konfiguration erfordern
Leistungsbereich Mehrere Kilowatt (kW) bis Dutzende Kilowatt Von Hunderten Kilowatt (kW) bis zu mehreren Megawatt (MW) und noch mehr Zehn Kilowatt bis Hunderte Kilowatt Es kann von einigen zehn Kilowatt auf mehrere Megawatt oder mehr erweitert werden
Energiedichte Geringer, da jeder Wechselrichter einen gewissen Platzbedarf hat Hoch, mit großem Gerät Hängt von der verwendeten Energiespeichertechnologie ab Standardisiertes Design, moderate Energiedichte
Effizienz Hoch, wodurch der Leistungsverlust auf der DC-Seite reduziert wird Bei der Handhabung hoher Ströme können höhere Verluste auftreten Reagieren Sie schnell auf lokale Nachfrageänderungen und verbessern Sie die Netzflexibilität Die Effizienz eines einzelnen Moduls ist relativ hoch, und die Gesamteffizienz des Systems hängt von der Integration ab
Skalierbarkeit Einfaches Hinzufügen neuer Komponenten oder Batteriepacks, geeignet für den stufenweisen Aufbau Eine Erweiterung ist relativ aufwendig und die Leistungsbegrenzung des Zentralwechselrichters muss berücksichtigt werden. Flexibel, kann unabhängig oder kollaborativ arbeiten Sehr einfach zu erweitern, einfach zusätzliche Module hinzufügen
Kosten Die Anfangsinvestition ist hoch, aber die langfristigen Betriebskosten sind niedrig Niedrige Stückkosten, geeignet für Großprojekte Diversifizierung der Kostenstruktur, abhängig von der Breite und Tiefe der Distribution Die Modulkosten sinken durch Skaleneffekte und die anfängliche Bereitstellung ist flexibel
Wartung Einfache Wartung, ein einzelner Fehler beeinträchtigt nicht das gesamte System Zentralisiertes Management vereinfacht einige Wartungsarbeiten, aber Schlüsselkomponenten sind wichtig Weite Verbreitung erhöht den Aufwand der Wartung vor Ort Modulares Design erleichtert Austausch und Reparatur und reduziert Ausfallzeiten
Zuverlässigkeit Hoch, selbst wenn eine Komponente ausfällt, können die anderen weiterhin normal funktionieren Hängt von der Stabilität des Zentralwechselrichters ab Verbesserte Stabilität und Unabhängigkeit lokaler Systeme Hohe Redundanz zwischen den Modulen erhöht die Zuverlässigkeit des Systems

Veröffentlichungszeit: 18. Dezember 2024