WATTS News

Что такое системы накопления энергии и в чем их польза. На примере Watts Battery



Что такое системы накопления?


Мир энергетики стоит на пороге глобальных перемен. Известный факт, что многие страны Европы переходят на возобновляемые источники энергии (более 50% энергии уже поступает из возобновляемых источников), сокращая таким образом выбросы вредных газов в атмосферу.

Сегодня внедрение технологий накопления электроэнергии в мире вышло на государственный уровень. Например, такие страны, как США и Германия уже объявили государственные программы по масштабному внедрению накопителей: в начале 2013 года штат Калифорния (США) законодательно определил, что к 2020 г., операторы сети должны установить накопители энергии общей мощностью 1,3 ГВт*ч. В третьем квартале 2020 г. суммарный объем вводов накопителей энергии в США составил 476 МВт (источник: WoodMac). Самый заметный прирост мощности систем накопления энергии наблюдался в Калифорнии, где были введены в эксплуатацию накопители суммарной мощностью почти 400 МВт и энергоемкостью 578 МВт*ч.

система хранения энергии Tesla в Сан-Диего (Калифорния)
система хранения энергии Tesla в Сан-Диего (Калифорния)

В Германии также был объявлен государственный проект стоимостью 25 млн. евро для развития накопителей энергии. В 2020 году в стране было установлено 88 тысяч бытовых накопителей, а их общее число достигло 272 000 (источник: немецкая ассоциация солнечной индустрии BSW-Solar). По прогнозам, ёмкость систем накопления энергии в Германии к 2030 году должна вырасти с нынешних 2,4 ГВт*ч до 18 ГВт*ч.
источник: немецкая ассоциация солнечной индустрии BSW-Solar
источник: немецкая ассоциация солнечной индустрии BSW-Solar

Гранты в рамках данного проекта предоставляются тем, кто готов установить накопители энергии, интегрировав их в существующие системы солнечных панелей.
Мировой тренд использования накопителей в энергетике постепенно приобретает популярность и в России, несмотря на то что объемы рынка ВИЭ (возобновляемые источники энергии) составляют всего 0,2% (источник: Ведомости, 2019). Одной из важнейших ступеней к переходу на ВИЭ станет развитие технологий накопления энергии и удешевление хранения электроэнергии.
Если говорить простым языком, система накопления энергии предназначена для накопления, хранения и отдачи электроэнергии в сеть или дом/квартиру. Именно в этой отрасли сегодня появляются новые продукты и развиваются новые технологии, способные вывести энергетическую отрасль на новый уровень.

Чтобы понимать, для чего нужны системы накопления, важно раскрыть принцип их работы и какие задачи они решают:


1. Накопители отвечают за автоматическое регулирование частоты и перетоков активной мощности. Любое нарушение баланса активной мощности приводит к изменению частоты в энергосистеме. Накопители автоматически поддерживают эту частоту. Они могут активно применяться для регулирования частоты.
2. Благодаря быстрому действию, накопители способны одновременно выполнять функции как первичного, так и вторичного резерва. Во время отключения электричества вся критически важная инфраструктура продолжает работать от нескольких часов до нескольких суток в зависимости от ёмкости накопителя.
3. Накопитель энергии, обладающий достаточной энергоёмкостью и мощностью, способен выравнивать график нагрузки потребления, накапливая электроэнергию в ночной период (при её минимальной стоимости) и возвращая в периоды максимального дневного потребления.
4. Домашние системы накопления, объединенные в единую сеть, снижают нагрузку на электросеть в целом, за счет системы управления спросом, что также снижает негативное воздействие на окружающую среду. Выбросы парниковых газов в атмосферу уменьшаются на 30%, а при подключении аккумуляторов к солнечным панелям — на 80%.
undefined

Именно системы накопления энергии служат надежным источником резервного питания для загородных домов, на случай потери питания от электросети, а также - защищают системы дома от скачков напряжения.

Помимо этого, аккумуляторные накопители могут заряжаться в периоды низкого потребления — в ночное или дневное время, а также от солнечных панелей, отдавая энергию в пиковые часы, когда тарифы повышены, что позволяет сократить расходы на электричество на десятки процентов.

Наиболее эффективными и широко применяемыми считаются накопители, в составе которых используются литий­-ионные аккумуляторы. Именно они обладают высокой удельной энергоемкостью и также способны обеспечивать высокий ток отдачи. Данный тип аккумуляторов обладает долгим сроком службы, выраженным в циклах заряд-разряд. Среднее значение для качественных систем составляет 2500 циклов заряда-разряда, с потерей не более 20% емкости, что обеспечивает срок эксплуатации более 10 лет.
Среди крупнейших глобальных игроков на рынке накопителей можно назвать таких западных игроков, как: Tesla Powerwall, Sonnen, Solarwatt, LG RESu.

Рынок накопителей в России

Несмотря на то, что в России рынок накопителей находится на начальном этапе развития, наши продукты уже успешно применяются как на внутреннем, так и на международном рынке. 5 лет назад наша команда инженеров и конструкторов начала разрабатывать домашнюю систему накопителей.

Основная идея заключалась в том, чтобы в одном корпусе разместить все необходимые компоненты: солнечный контроллер, инвертор, зарядное устройство для аккумулятора, интеллектуальную систему управления, литий-ионные аккумуляторы, систему управления батареей. Кстати наша команда вдохновилась примером Tesla Powerwall.

Так родилась система накопителей Watts Battery.

undefined

А что внутри?

Внутри каждого накопителя Watts уже находится все, что необходимо для резервирования энергии и - подключения солнечных панелей. Докупать отдельно или устанавливать дополнительное оборудование не придется. Резервирование электроэнергии в доме можно начать с одного модуля. Доступная мощность для резервирования нагрузки будет увеличиваться пропорционально количеству установленных модулей: каждый модуль добавляет 1.5 кВт мощности и 1.2 кВт*ч емкости. По отдаваемой мощности, один блок на 1,2 кВт*ч, заменяет 400 Ач гелевых аккумуляторов.

Как работает модульная система накопителей Watts?

При наличии напряжения в сети, модуль осуществлять передачу энергии из сети в нагрузку дома через встроенную систему байпас. В случае отключения сети модуль автоматически переходит в инверторный режим (за 0,05 секунд), и начинает отдавать накопленную в аккумуляторе электроэнергию, при этом продолжая непрерывно питать все зарезервированные системы в доме.

Система переключается на работу от аккумулятора только при отсутствии внешней сети, и пониженном или повышенном напряжениях сети, которые опасны для бытовых приборов (может привести к их сгоранию). При работе в режиме максимального использования солнечной энергии, модуль будет питать нагрузку и заряжать аккумулятор от солнечных панелей.

Также можно включить режим работы системы по расписанию, тогда получится оптимизировать потребление с учетом тарифов на электроэнергию.

undefined

Как подключается наша модульная система?


Система довольно просто устанавливается: вы подключаете модуль к энергосети дома (проводами в щиток), подключаете к модулю солнечные панели (если ваша система включает солнечные панели) и настраиваете подключение к Интернету. Все. Установка завершена.
Для временного резервирования вы можете подключить модуль в обычную розетку, а резервируемые приборы подключить в розетки, расположенные на корпусе модуля.

undefined

Как управлять системой удаленно?

Для удаленного мониторинга и управления нашей системой подойдет обычный смартфон или планшет на iOS или Android. Достаточно скачать приложение. В нем можно смотреть статистику потребления и текущий заряд модуля, а также - настраивать режимы работы модуля под свои потребности.
undefined

Какие у системы особенности?


Одной из особенностью нашей системы является возможность управлять нагрузкой в доме, с целью сокращения потребления электроэнергии на период отключения электричества. Это позволяет продлить время работы системы от встроенных аккумуляторов. Например, можно отключить подогрев воды или кондиционер, что иногда не так существенно для пользователя, но при этом продлевает время автономной работы модуля.
undefined

Таким образом, накопители электроэнергии становятся необходимым устройством не только для домов, но и - интеллектуальных сетей энергоснабжения.
Современные накопители компактны, просты в установке и уже содержат все необходимые компоненты для подключения к домовой электросети и солнечным панелям. Благодаря интеллектуальным функциям, можно настроить работу накопителя под себя, обеспечивая резервирование, максимальное использование солнца, или, оптимизируя затраты.