כיצד אחסון סוללות יכול לתמוך בהתרחבות של תחבורה ציבורית חשמלית

מעבר ציבורי חשמלי הופך במהירות נופים עירוניים ברחבי העולם, מציע נקי, שקט יותר, ונובילה יעילה יותר. ערים מנאסד עד לונדון, פריסת אלפי אוטובוסים חשמליים ושילוב רכבות חשמליות סוללות לתוך רשתות שלהם.אבל השינוי הזה מציג אתגר בסיסי: כיצד להיות בעל עוצמה גבוהה של צי גדול של כלי רכב חשמליים ללא פיקוח על רשת החשמל או תיקון עלויות אחסון אנרגיה סוללה (SS) כבר אפשרו לזרז מהיר יותר, כמו גם לחץ חשמלי קבוע, כמו גם לטווח ארוך יותר, ללא הגבלת זמן קצר יותר, כמו גם, כמו גם לחץ יעיל יותר, כמו גם על ידי מערכת אחסון יעיל יותר, כמו גם על פני השטח, כמו גם לחץ אווירי, כמו גם על פני השטח של סוכנויות תחבורה מתקדמת, ללא עומס מהיר, ללא יותר, כמו גם על פני השטח, ללא עומס מהיר, ללא עומס תחבורה יעילה יותר, ללא עומס מהיר, כמו גם לחץ אווירי, ללא עומס מוקדם יותר, ללא עומס תחבורה יעילה יותר, 000, 000, ללא עומס מהיר, 000, ללא עומס תחבורה יעילה יותר, ללא עומס תחבורה יעילה יותר, 000, 000, 000, ללא עומס תחבורה יעילה יותר, ללא עומס תחבורה מהירה יותר, ללא עומס תחבורה יעילה יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 תחבורה מהירה יותר, 000, 000, 000

התפקיד הגדל של אחסון סוללות במערכות תחבורה ציבוריות

אחסון סוללות פועל כמו buffer בין הרשת לתשתיות המעבר, סופג אנרגיה במהלך תקופות של ביקוש נמוך או דור מתחדש גבוה ושחרורו כאשר הביקוש ספייקטים. עבור תחנת אוטובוס טיפוסית, זה אומר טעינה בין לילה כאשר שיעורי חשמל נמוכים יותר, ולאחר מכן ציור על אנרגיה מאוחסן עד בינונית של מהירות של שירותי אחסון או תמיכה מהירה של שינויים מהירים אשר עלולים לגרום לעלויות יקרות של עשרות אלפי דולרים בחודש.

מינוף עומס עם דור חדש

אחת האפליקציות החזקות ביותר של BESS במעבר הציבורי היא המאפשרת חדירה גבוהה של כוח השמש והרוח.ללא אחסון, דור השמש שיא באמצע היום - לעתים קרובות כאשר אוטובוסים נמצאים על הכביש - בעוד הביקוש הטרנספורטי עשוי להיות הגבוה ביותר בשעות הבוקר המוקדמות ואחר הצהריים המאוחרות. סוללות הרדאריות ללכוד אנרגיה סולארית באמצע היום לשחרר אותה עבור טעינה או תמיכה מהירה לאחר השקיעה.

יתרונות מרכזיים של אחסון סוללות עבור תחבורה ציבורית חשמלית

בעוד היתרונות המושגיים של BESS ידועים היטב - ייצוב דגנים, אינטגרציה מתחדשת, חיסכון בעלויות וגמישות תפעולית - כל אחד מהיתרונות הללו ראוי מבט עמוק יותר, במיוחד בהקשר של סוכנויות מעבר שעומדות בפני מגבלות תפעוליות ייחודיות ולחצים בהכנסות.

Grid Stabilization ו- Peak Demand Management

לעתים קרובות, יציאות מעבר ניסיון דרמטי כוח: מביקוש כמעט אפס באמצע הלילה לעלייה מסיבית כאשר עשרות אוטובוסים מתקעים בו זמנית לפני העומס בבוקר, ללא buffer, זה "טעינה שעות ביממה" יכול לעלות על היכולת של משתנים קיימים ו substations, הדורשות שדרוגים יקרי תשתיות.

ניהול תשתיות High Power Charging

תחנות סידור מהיר לאוטובוסים חשמליים יכולות לצייר 350 קילוואט ל-1 מגה-וואט או יותר מטען. התקנת מספר רב של מטען כזה בקופה אחת יכול ליצור עומס מיידי המננס את המתקן המסחרי הטיפוסי.מאגר אחסון סוללות דרישות הכוח הללו: יחידת אחסון בגודל בינוני (למשל, 500 קילוואט / 1.5MWh) יכולה לספק את הכוח שיא הדרוש ל-10 דקות טעינה מהירה, ולאחר מכן לטעון מחדש של שירות בטווח הקצר (למשל, למשל, לא ניתן להוריד רק 10 שעות אחסון) של ציוד אחסון גבוה יותר מ-F) אך לא ניתן להשתמש בביקוש ל- 10 שעות נוספות, אך ורק ל-F.

חיסכון בעלויות באמצעות אנרגיה Arbitrage וביקוש

סוכנויות תחבורה הן בין צרכני האנרגיה הגדולים ביותר בעיריות רבות, אך הן פועלות על תקציבים הדוקים.BeSS מאפשר להם לקבוע את קצב השימוש בזמן ה- 1.5 מעלות: תשלום מהרשת כאשר חשמל זול (לעתים קרובות בין לילה או בשיא השמש של ימי הביניים) ושחרור כאשר המחירים גבוהים יותר (בדרך כלל מאוחר יותר) מערכת אחסון בגודל של 500,000 דולר יכול להפחית את עלויות החשמל ב- 40% ל- 40% עבור מגבלות מעבר, בנוסף ל- 40%, עלייה של צריכת חשמל נמוכה יותר מ-4% עד 400,000 דולר עד בינוני, או יותר.

גמישות מוגברת וגמישות תפעולית

אחסון סוללות גם מספק שכבה בלתי-סבירה של גמישות מבצעית.כאשר אוטובוס צריך לטעון מחוץ ללוח הזמנים הרגיל שלו - עקב שינוי מסלול, תחזוקה בלתי מזוקקת, או detour - המחסן יכול לצייר על אנרגיה מאוחסנים ולא לשלם גבוה על שיעורי על peak.אחסון פועל גם כספקת כוח בלתי-מעצורים עבור מערכות בקרה קריטיות, ויכול לשמור על יכולת מבצעית במהלך רשת מחוץ לרי חירום, המאפשרת להיות קומץ של אוטובוסים מסוכנים כדי להפעיל רעידת אדמה או לתאונות דרכים כדי להפעיל רעידת אדמה או להפעלה.

צמצום הרשאות מעבר ל- Tailpipe

בעוד אוטובוסים חשמליים מייצרים אפס פליטות זנב, היתרון הסביבתי שלהם תלוי בעוצמת הפחמן של החשמל שהם צורכים. על ידי הצמדת אחסון מחסנית עם השמש באתר או על ידי טעינה מהרשת רק בשעות פחמן נמוכות (למשל, כאשר הרוח בשפע), סוכנויות יכולות להפחית את פליטת upstream המשויכים עם כל קילווואט-שעה.

סוללות טכנולוגיות Powering Transit Electrification

לא כל טכנולוגיות סוללות מתאימות באותה מידה למעגל גבוה, דרישות כוח גבוהות של תחבורה ציבורית.בעוד ליתיום-יון (Li-ion) שולטות כיום, כימאים חדשים וארכיטקטורה מערכתית מתעוררים כדי לטפל בנקודות כאב ספציפיות סביב עלות, בטיחות, תוחלת חיים.

ליתיום-יון: סוס העבודה

סוללות לי-יון מודרניות - במיוחד ליתיום ברזל פוספט (LFP) ו- ניקל Manganese cobalt (NMC) - מעבר לדחיסות האנרגיה הגבוהה ותגובה מהירה הנדרשת לאחסון כלי רכב על הסיפון סוללות. LFP הוא יותר ויותר מועדף עבור יישומים נייחים עקב מחזור החיים הארוך יותר שלה (מעל 6,000 מחזורים) ויציבות תרמית מעולה, אשר מפחיתה את הסיכון NMC מספקת אנרגיה גבוהה יותר, מה שמאפשרת לשימוש בסוללות אוויריות על פני שטח פנויות, תוך שימוש כיום על פני שטח סטנדרטי על פני שטח פנויה.

מדינה סולידריות ו- Next-Generation Chemistries

סוללות מוצקות-מדינה, אשר מחליפות את אלקטרוליט הנוזלי עם חומר מוצק, מבטיח אפילו צפיפות אנרגיה גבוהה יותר ובטיחות, יחד עם חיי מחזור ארוכים יותר. בעוד עדיין בשלב הפיילוט עבור יישומים לרכב ומשלוח, חברות כמו קוונטין ו-Toronto הן מכוונות 2025–2027 לייצור המוני.עבור, אחסון מוצק-מדינתי יכול בסופו של דבר לאפשר מערכות קטנות יותר, קלות יותר, אשר מתאימות בתוך טביעות רגל קיימות תוך אחסון אנרגיה, תוך כדי אחסון של יותר, אשר מקבצי חשמל, כלומר, אשר נדרשים בטווח של 6 שעות אספקה, כלומר, מחסנים של מחסנים של מחסנים של מחסנים של מחסנים של מחסנים של מחסנים של מחסנים של מחסנים של מחסנים חשמליים ומחסנים של מחסנים של 6 שעות ארוכות של אנרגיה, אשר נמצאים בטווח של מחסנים של מחסנים, אשר נמצאים בטווח של מחסנים, אשר נמצאים בטווח של מחסנים, אשר נמצאים בטווח של מחסנים, אשר נמצאים בטווח של מחסנים של מחסנים של אנרגיה, אשר נמצאים בטווח של אנרגיה, אשר נמצאים בטווח של מחסנים, אשר נמצאים בטווח זמן קצר יותר, אשר נמצאים בטווח של מחסנים, אשר נמצאים בטווח זמן קצר יותר

אוטובוס דואט

התכנסות חדשנית היא השימוש בסוללות אוטובוס חשמליות בדימוס כמחסן נייח.לאחר 8-12 שנים של שירות על הכביש, סוללה באוטובוס עשויה לשמור 70–80% מהיכולת המקורית שלה - אפילו יותר ממספיקה ליישומים נייחים שבהם משקל וגודל הם פחות קריטיים. סוכנויות תחבורה כגון FLT:0Los Angeles MetroFLT:1) הן פיילוט של מערכות סוללות אחרות בחיים, אשר מטרתן מחדש של מחזור חיים של מחזור חיים מעגלי, תוך צמצום משמעותית של מחזור חיים מעגלי של מחזור חיים מעגלי של מחזור חיים מעגלי, תוך צמצום רמת אחסון.

מחסומים ושיעורים של ממש-עולם לומדים

כמה פרויקטים חלוצים ממחישים כיצד אחסון סוללות מאפשר היום חשמלורים מעבר, ואת השיעורים המעשיים שצצו.

הפלאש של ABB בז'נבה

בז'נבה, שווייץ, ABB, התקינה 13 תחנות טעינה פלאש לאורך מסלול אוטובוס, כל אחד מצויד סוללה נייח המספקת מטען של 600 קילוואט עבור 15 שניות בכל תחנה, ו-200 קילוואט במשך 3-5 דקות במסופים.האוטובוסים אין סוללות גג; במקום זאת, הם מסתמכים רק על אירועים קצרים וטעימים אינטנסיביים אלה עצמם הם נטענים לאט מהרשת, עומסים ונמנעים מפני שמערכת נקייה מסוללות ללא פגעו.

לוס אנג'לס Metro's Depot

LA מטרו פריסה של יותר מ -100 אוטובוסים חשמליים עד 2025, והשקיעה באחסון גדול של תחנת הרכב במחסנים שלה. A 2MW / 8 MWh סוללה מערכת בחטיבת האוטובוס 13 חנויות אנרגיה סולארית המיוצרת מפאנלים גג ומספקת גילוח שיא עבור טעינת ה- depot של טעינה מערכת גם משתתפת ב- 35% של מערכות ההפעלה העצמאיות (CAISO) של קליפורניה, ומייצרת הכנסות נוספות שאותן צפויות מ-35% מתוצאותיה.

שירות הסוללות של מחוז קינג מטרו - A-A-Service Pilot

המטרו של סיאטל קינג קאונטי נכנס להסכם 10 שנים עם ספק שירותי סוללה להתקין ולהפעיל מערכת אחסון 1MW / 5MWh בקמפוס הבסיס הדרומי שלה.תחת מודל "Battery-as-a-Service", הסוכנות משלמת לא עלות הון עלות גבוהה; במקום זאת, היא חולקת אחוז של חיסכון באנרגיה עם הספק זה מסיר את המחסום העיקרי לאימוץ גבוה - ועלות ראשונית -Fal כבר לשבח את המודל של סוכנויות תחבורה קטנה:0.

אתגרים ומכשולים לאימוץ

למרות היתרונות ברורים, פריסה נרחבת של אחסון סוללות במעבר הציבורי ניצבת בפני כמה מכשולים שיש לטפל בהם באמצעות מדיניות, שיפורי טכנולוגיה וחדשנות מודלים עסקיים.

עלויות ההון והפיננסים

למרות שעלויות האחסון נפלו ב-80% בעשור האחרון, מערכת סוללות רב-מאגוואט עדיין דורשת השקעה של כמה מיליון דולר. סוכנויות תחבורה רבות חסרות גמישות תקציבית או דירוג אשראי למימון פרויקטים כאלה באופן עצמאי.כפי שפרשת מחוז המלך מראה, בעלות של צד שלישי ומודלים בשירות הן פתרונות מתעוררים, אך הן נשארות נדירות.

סוללה Lifespan ו-Degradation

סוללות חוצות לאורך זמן עקב טמפרטורה, תדירות רכיבה על אופניים, ועומק של פריקה.מערכת כי הוא בגודל או נתון על אופניים עתירי כוח גבוהה לעתים קרובות עשוי להיות צורך להחליף לאחר 7-10 שנים, תוך הקטנת המקרה הכלכלי. ניהול מתאים תרמי (למשל, קירור נוזלי או מיקום תת-קרקעי באקלים ממוזג) יכול להאריך את החיים ל-15 שנים או יותר סוכנויות טרנזיר חייב לעבוד עם מערכת מנוסה במחסנים כדי להבטיח את הביצועים התפעוליים הצפויים.

בטיחות וסיכון אש

מערכות ליתיום גדולות נושאות סיכון של בריחה תרמית, במיוחד אם תאים פגומים או מותקנים כראוי. בעוד שכימיה LFP היא בטוחה מטבעה יותר מ-NMC, שום מערכת אינה מסוכנת. סוכנויות מעבר חייבות להתקין זיהוי אש, דיכוי ומערכות אוורור הנותנותנות בקודי אש מקומיים - תוספות שיכולות להוסיף 15% עד 20% לעלויות הפרויקט.

המונחים: Grid Interconnection Delays

גם כאשר סוכנות מעבר מוכנה להתקין אחסון, תהליך הקישוריות של השירות יכול לקחת 6 עד 18 חודשים. צוואר הבקבוק הזה הוא מאוד חריף באזורים עם חדירה מתחדשת גבוהה, שבו הכלים מוצפת בבקשות של חיבור בין-קשרים.

מדיניות, אינטגרטיביות ותמיכה בשיקום

מדיניות ציבורית ממלאת תפקיד מכריע באחסון סוללות מצטבר עבור מנגנוני תחבורה.

• (FLT:0)In Investment Tax Credits (ITC): ההרחבה 1 (ITC): חוק ניכוי האינפלציה הרחיב את ITC לעמוד באחסון אנרגיה, המכסה עד 30% מהעלויות ההון.זה שיפר באופן דרמטי את ההחזר על ההשקעה עבור פרויקטים לאחסון תחבורה.
• (FLT:0) המנדטים של המדינה: FLT:1) חוק הצי הנקי המתקדם של קליפורניה דורש שכל אוטובוסים תחבורה ציבורית יהיו אפס אישורים עד 2040, יצירת דרישה מסיבית לתשתיות טעינה - והאחסון הדרוש לתמיכה בה.
• (FLT:0)Low-Carbon דלק סטנדרטי (LCFS) זיכויים:Fillo:1 בקליפורניה, אורגון ומדינות אחרות, סוכנויות תחבורה יכולות לייצר זיכויים של LCFS על ידי טעינה אוטובוסים עם אנרגיה מתחדשת, עם אחסון המאפשר להם זמן טעינה עבור דור אשראי מקסימלי.
• (FLT:0)Federal Transit Administration (FTA) גרנטס:03FLT) 1:1 תוכנית הרכב נמוך או ללא אישור של FTA מספקת מענקים תחרותיים עבור כלי רכב ותשתית טעינה / חיוב, עם פרסים רבים האחרונים הולך פרויקטים הכוללים BESS.

תחזית לעתיד: Smarter, more Integrated Systems

ככל שהמעבר החשמלי בוגר, אחסון סוללות יתפתח מרכיב עומד לחלק בלתי נפרד של מערכת אקולוגית של אנרגיה חכמה רחבה יותר.אנחנו כבר רואים את הפריסה הראשונה של מערכות הרכב-ל-דריד (V2G), שבו סוללות אוטובוס משמשות לאחסון סלולרי, מתפוררות חזרה למחסן בשעות השיא.אינטגרציה עם מערכות ניהול בנייה במרכזי תחבורה יכולות להתאים, HAC, ו- מטענים ב-Acrosualationtime, להורדת עלויות אבטחה, לבדיקות חשמל.

לטווח ארוך יותר, תאי דלק מימן ממוקמים לעתים כחלופה לריצה בלבד, אבל אחסון יישאר מרכזי אפילו בתרחישים של מימן-מוח: אלקטרוליצרים (אשר מייצרים מימן) יכולים להיות מופעלים ביעילות רבה יותר כאשר הם מחוברים סוללות נייחים כדי לטבול כוח מתחדש בכל עתיד, אחסון סוללות מספק את הגמישות והגמישות המגבת כי דרישות תחבורה ציבוריות חשמליות.

הראיות ברורות: אחסון סוללות אינו רק כלי תמיכה - הוא חיזוק מבני שיאפשר מעבר ציבורי חשמלי בקנה מידה מפרויקטים של פיילוט עבור מערכות ברחבי העיר. על ידי ייצוב הרשת, צמצום עלויות, שילוב אנרגיה מתחדשת, ולספק חוסן תפעולי, אחסון מאפשר סוכנויות תחבורה לפגוש את האקלים השאפתני שלהם מטרות שירות.