Каким образом кабели для хранения энергии поддерживают как зарядку, так и разрядку?

— Обеспечение производительности и безопасности современных систем хранения энергии

По мере того, как мир стремительно движется к низкоуглеродному, интеллектуальному энергетическому будущему, системы накопления энергии (ESS) становятся незаменимыми. ESS играют центральную роль в современной энергетической инфраструктуре, будь то балансировка сети, обеспечение самодостаточности коммерческих потребителей или стабилизация поставок возобновляемой энергии. Согласно отраслевым прогнозам, к 2030 году мировой рынок накопления энергии будет стремительно расти, стимулируя спрос по всей цепочке поставок.

В основе этой революции лежит важный, но часто упускаемый из виду компонент:кабели для хранения энергииЭти кабели соединяют основные компоненты системы, включая аккумуляторные элементы, системы управления аккумуляторными батареями (BMS), системы преобразования энергии (PCS) и трансформаторы. Их характеристики напрямую влияют на эффективность, стабильность и безопасность системы. В этой статье рассматривается, как эти кабели обеспечивают двунаправленный ток — заряд и разряд — и при этом отвечают высоким требованиям к системам накопления энергии нового поколения.

Что такое система накопления энергии (СХЭ)?

Система накопления энергии (ESS) — это комплекс технологий, позволяющих хранить электроэнергию для последующего использования. Собирая излишки электроэнергии из таких источников, как солнечные панели, ветряные турбины или сама электросеть, ESS может высвобождать её при необходимости, например, во время пикового спроса или отключений электроэнергии.

Основные компоненты ESS:

• Аккумуляторные элементы и модули:Хранить энергию химическим способом (например, литий-ионные, LFP)

• Система управления батареями (BMS):Контролирует напряжение, температуру и состояние

• Система преобразования энергии (PCS):Преобразует переменный ток в постоянный и обратно для взаимодействия с сетью

• Распределительные устройства и трансформаторы:Защитите и интегрируйте систему в более крупную инфраструктуру

Ключевые функции ESS:

• Стабильность сети:Обеспечивает мгновенную поддержку частоты и напряжения для поддержания баланса сети

• Ограничение пиковой нагрузки:Сбрасывает энергию во время пиковых нагрузок, снижая расходы на коммунальные услуги и нагрузку на инфраструктуру.

• Интеграция возобновляемых источников энергии:Накапливает солнечную или ветровую энергию в периоды высокой выработки и распределяет ее в периоды низкого производства, что снижает перебои в подаче электроэнергии.

Что такое кабели для хранения энергии?

Кабели для накопления энергии — это специализированные проводники, используемые в системах энергосбережения для передачи сильного постоянного тока и управляющих сигналов между компонентами системы. В отличие от обычных кабелей переменного тока, эти кабели должны выдерживать:

• Постоянное высокое постоянное напряжение

• Двунаправленный поток мощности (заряд и разряд)

• Повторные термические циклы

• Изменения тока высокой частоты

Типичная конструкция:

• Дирижер:Многопроволочная луженая или голая медь для гибкости и высокой проводимости

• Изоляция:XLPO (сшитый полиолефин), TPE или другие высокотемпературные полимеры

• Рабочая температура:До 105°C непрерывно

• Номинальное напряжение:До 1500 В постоянного тока

• Проектные соображения:Огнестойкий, устойчив к УФ-излучению, не содержит галогенов, малодымный

Как эти кабели справляются с зарядкой и разрядкой?

Кабели для хранения энергии предназначены для управлениядвунаправленный поток энергииэффективно:

• В течениезарядка, они переносят ток из сети или возобновляемых источников энергии в батареи.

• В течениеразрядка, они проводят сильный постоянный ток от батарей обратно в PCS или непосредственно в нагрузку/сеть.

Кабели должны:

• Поддерживайте низкое сопротивление, чтобы уменьшить потери мощности при частом циклировании.

• Выдерживать пиковые токи разряда без перегрева

• Обеспечить постоянную диэлектрическую прочность при постоянном напряжении

• Поддерживает механическую прочность в плотных стойках и при установке вне помещений

Типы кабелей для хранения энергии

1. Соединительные кабели низкого напряжения постоянного тока (<1000 В постоянного тока)

• Подсоедините отдельные элементы батареи или модули

• Изготовлены из тонкожильного медного кабеля для гибкости в компактных пространствах.

• Обычно рассчитан на 90–105 °C

2. Магистральные кабели постоянного тока среднего напряжения (до 1500 В постоянного тока)

• Передача питания от аккумуляторных групп к PCS

• Рассчитан на большой ток (сотни и тысячи ампер)

• Усиленная изоляция для высоких температур и воздействия ультрафиолета

• Используется в контейнерных ESS, установках промышленного масштаба

3. Жгуты проводов для соединения аккумуляторных батарей

• Модульные жгуты с предварительно установленными разъемами, наконечниками и калиброванными по крутящему моменту окончаниями

• Поддержка настройки «plug & play» для более быстрой установки

• Обеспечить простоту обслуживания, расширения или замены модулей

Сертификации и международные стандарты

Чтобы гарантировать безопасность, долговечность и всемирное признание, кабели для хранения энергии должны соответствовать основным международным стандартам. К наиболее распространённым относятся:

Производители также обязаны проводить испытания на:

• Термическая стойкость

• Выдерживаемое напряжение

• Коррозия в соляном тумане(для прибрежных установок)

• Гибкость в динамических условиях

Почему кабели для хранения энергии имеют решающее значение?

В современном, все более сложном ландшафте электроснабжения кабели выполняют функциюнервная система инфраструктуры хранения энергииНарушение работы кабеля может привести к:

• Перегрев и пожары

• Перебои с электроснабжением

• Потеря эффективности и преждевременная деградация аккумулятора

С другой стороны, высококачественные кабели:

• Продлите срок службы аккумуляторных модулей

• Уменьшите потери мощности во время езды на велосипеде

• Обеспечить быстрое развертывание и модульное расширение системы

Будущие тенденции в области кабельной проводки для хранения энергии

• Более высокая плотность мощности:В связи с ростом спроса на электроэнергию кабели должны выдерживать более высокие напряжения и токи в более компактных системах.

• Модуляризация и стандартизация:Комплекты жгутов с системами быстрого соединения сокращают трудозатраты на месте и количество ошибок.

• Комплексный мониторинг:В настоящее время разрабатываются интеллектуальные кабели со встроенными датчиками для получения данных о температуре и токе в режиме реального времени.

• Экологически чистые материалы:Стандартом становятся материалы, не содержащие галогенов, подлежащие вторичной переработке и малодымящие.

Справочная таблица моделей кабелей для хранения энергии

Для использования в системах накопления энергии (ESPS)

Кабели для хранения энергии, сертифицированные UL

Советы по выбору кабеля для хранения энергии:

Заключение

По мере перехода глобальных энергетических систем к декарбонизации накопление энергии становится их основополагающим элементом, а кабели для хранения энергии — важнейшими связующими звеньями. Эти кабели, разработанные для обеспечения долговечности, двунаправленной передачи энергии и безопасности в условиях высоких напряжений постоянного тока, гарантируют, что ESS сможет обеспечивать чистую, стабильную и адаптивную электроэнергию там и тогда, где это больше всего необходимо.

Выбор правильного кабеля для хранения энергии — это не только вопрос технических характеристик.это стратегическая инвестиция в долгосрочную надежность, безопасность и производительность.