Análisis comparativo de cuatro tipos de métodos de almacenamiento de energía: en serie, centralizado, distribuido y modular

Los sistemas de almacenamiento de energía se dividen en cuatro tipos principales según su arquitectura y escenarios de aplicación: cadena, centralizado, distribuido y

Modular. Cada tipo de almacenamiento de energía tiene sus propias características y escenarios de aplicación.

1. Almacenamiento de energía en cuerdas

Características:

Cada módulo fotovoltaico o pequeño paquete de baterías está conectado a su propio inversor (microinversor), y luego estos inversores se conectan a la red en paralelo.

Adecuado para pequeños sistemas solares domésticos o comerciales debido a su alta flexibilidad y fácil expansión.

Ejemplo:

Dispositivo de almacenamiento de energía de batería de litio pequeño utilizado en sistemas de generación de energía solar en azoteas domésticas.

Parámetros:

Rango de potencia: normalmente desde unos pocos kilovatios (kW) hasta decenas de kilovatios.

Densidad energética: relativamente baja, porque cada inversor requiere una cierta cantidad de espacio.

Eficiencia: alta eficiencia debido a la reducción de la pérdida de potencia en el lado de CC.

Escalabilidad: fácil agregar nuevos componentes o paquetes de baterías, adecuado para construcción por fases.

2. Almacenamiento de energía centralizado

Características:

Utilice un gran inversor central para gestionar la conversión de energía de todo el sistema.

Más adecuado para aplicaciones de centrales eléctricas a gran escala, como parques eólicos o grandes plantas de energía fotovoltaica terrestres.

Ejemplo:

Sistema de almacenamiento de energía de clase megavatio (MW) equipado con grandes plantas de energía eólica.

Parámetros:

Rango de potencia: desde cientos de kilovatios (kW) hasta varios megavatios (MW) o incluso más.

Densidad energética: Alta densidad energética debido al uso de equipos de gran tamaño.

Eficiencia: Pueden existir mayores pérdidas al manejar grandes corrientes.

Costo-efectividad: Menor costo unitario para proyectos de gran escala.

3. Almacenamiento de energía distribuida

Características:

Distribuya varias unidades de almacenamiento de energía más pequeñas en diferentes ubicaciones, cada una trabajando independientemente pero que puedan conectarse en red y coordinarse.

Contribuye a mejorar la estabilidad de la red local, mejorar la calidad de la energía y reducir las pérdidas de transmisión.

Ejemplo:

Microrredes dentro de comunidades urbanas, compuestas por pequeñas unidades de almacenamiento de energía en múltiples edificios residenciales y comerciales.

Parámetros:

Rango de potencia: desde decenas de kilovatios (kW) hasta cientos de kilovatios.

Densidad de energía: depende de la tecnología específica de almacenamiento de energía utilizada, como baterías de iones de litio u otras baterías nuevas.

Flexibilidad: puede responder rápidamente a los cambios en la demanda local y mejorar la resiliencia de la red.

Confiabilidad: incluso si un solo nodo falla, los demás nodos pueden seguir funcionando.

4. Almacenamiento de energía modular

Características:

Consiste en múltiples módulos de almacenamiento de energía estandarizados, que se pueden combinar de forma flexible en diferentes capacidades y configuraciones según sea necesario.

Admite plug-and-play, fácil de instalar, mantener y actualizar.

Ejemplo:

Soluciones de almacenamiento de energía en contenedores utilizadas en parques industriales o centros de datos.

Parámetros:

Rango de potencia: desde decenas de kilovatios (kW) hasta más de varios megavatios (MW).

Diseño estandarizado: buena intercambiabilidad y compatibilidad entre módulos.

Fácil de ampliar: la capacidad de almacenamiento de energía se puede ampliar fácilmente agregando módulos adicionales.

Fácil mantenimiento: si un módulo falla, se puede reemplazar directamente sin tener que apagar todo el sistema para repararlo.

Características técnicas

Dimensiones Almacenamiento de energía en cadenas Almacenamiento de energía centralizado Almacenamiento de energía distribuida Almacenamiento de energía modular
Escenarios aplicables Sistema solar para casas pequeñas o comerciales Grandes centrales eléctricas a escala de servicios públicos (como parques eólicos y plantas de energía fotovoltaica) Microrredes comunitarias urbanas, optimización energética local Parques industriales, centros de datos y otros lugares que requieren una configuración flexible
Rango de potencia Desde varios kilovatios (kW) hasta decenas de kilovatios Desde cientos de kilovatios (kW) hasta varios megavatios (MW) e incluso más Decenas de kilovatios a cientos de kilovatios Puede ampliarse desde decenas de kilovatios a varios megavatios o más.
Densidad de energía Más bajo, porque cada inversor requiere una cierta cantidad de espacio Alto, utilizando equipos grandes Depende de la tecnología específica de almacenamiento de energía utilizada. Diseño estandarizado, densidad energética moderada
Eficiencia Alto, reduciendo la pérdida de potencia del lado de CC Puede tener mayores pérdidas al manejar corrientes altas Responder rápidamente a los cambios de demanda local y mejorar la flexibilidad de la red La eficiencia de un solo módulo es relativamente alta y la eficiencia general del sistema depende de la integración.
Escalabilidad Fácil de agregar nuevos componentes o paquetes de baterías, adecuado para construcción por fases La expansión es relativamente compleja y hay que tener en cuenta la limitación de capacidad del inversor central. Flexible, puede trabajar de forma independiente o en colaboración. Muy fácil de ampliar, sólo agregue módulos adicionales
Costo La inversión inicial es alta, pero el costo operativo a largo plazo es bajo. Bajo costo unitario, adecuado para proyectos de gran escala. Diversificación de la estructura de costos, en función de la amplitud y profundidad de la distribución Los costos del módulo disminuyen con las economías de escala y la implementación inicial es flexible
Mantenimiento Fácil mantenimiento, una sola falla no afectará a todo el sistema. La gestión centralizada simplifica algunos trabajos de mantenimiento, pero los componentes clave son importantes La amplia distribución aumenta la carga de trabajo del mantenimiento in situ El diseño modular facilita el reemplazo y la reparación, reduciendo el tiempo de inactividad.
Fiabilidad Alto, incluso si un componente falla, los demás pueden seguir funcionando normalmente Depende de la estabilidad del inversor central. Se mejoró la estabilidad y la independencia de los sistemas locales El diseño alto y redundante entre módulos mejora la confiabilidad del sistema

Hora de publicación: 18 de diciembre de 2024