Spinti dagli obiettivi del "doppio carbonio" e dal profondo aggiustamento della struttura energetica, i sistemi di stoccaggio dell'energia si sono evoluti da semplici dispositivi di stoccaggio dell'energia in soluzioni complete che supportano il funzionamento sicuro, efficiente e flessibile di nuovi sistemi energetici. Il loro valore fondamentale risiede nel risolvere le contraddizioni tra l'intermittenza dell'energia rinnovabile, le fluttuazioni del carico e la struttura rigida della rete elettrica attraverso l'integrazione multi-tecnologica, l'adattamento multi-scenario e la collaborazione multi-link, fornendo così supporto sistemico per il trasformazione di alta-qualità del sistema energetico.
La progettazione di soluzioni di sistemi di accumulo dell'energia deve rispettare i principi di "orientamento-alla domanda, tecnologia-adattabile ed economicamente fattibile". Le soluzioni sono progettate con focus diversi per soddisfare le esigenze principali di diversi scenari applicativi: nelle basi centralizzate di energia rinnovabile, l'attenzione è rivolta alla risoluzione delle sfide di assorbimento e alla riduzione dei picchi di pressione sulla rete causata dalla connessione alla rete su larga scala. Ciò comporta in genere un accumulo di energia fisica di grande-capacità (come l'accumulo con pompaggio) combinato con un accumulo di energia elettrochimica per ottenere una rapida risposta di potenza, formando una modalità combinata "regolazione a lungo-termine + supporto a breve-termine" per appianare le fluttuazioni casuali nella produzione di energia eolica e solare e migliorare l'utilizzo del canale di trasmissione. Negli scenari di energia distribuita e microreti (come isole e parchi industriali), l'enfasi è sulle capacità di funzionamento autonomo in condizioni off-grid/semi-off-grid. Ciò si ottiene attraverso l'integrazione di sistemi di accumulo di energia elettrochimica modulare e sistemi di controllo intelligenti per realizzare l'ottimizzazione della complementarità multi-energia e la stabilità di tensione e frequenza, riducendo la dipendenza dalla rete elettrica tradizionale. Dal lato utente (come edifici commerciali e data center), le soluzioni si concentrano sul miglioramento dell'efficienza energetica e sulla garanzia dell'affidabilità, utilizzando sistemi di stoccaggio energetico miniaturizzati e ad alta-densità insieme a strategie di risposta alla domanda per ottenere una sinergia tra l'arbitraggio dei picchi-valle e le funzioni di alimentazione di backup, alleviando la pressione dell'espansione della rete di distribuzione.
La selezione e l'integrazione dei percorsi tecnici sono supporti chiave per il successo dell'implementazione di queste soluzioni. Le attuali tecnologie di stoccaggio dell'energia stanno mostrando un trend di sviluppo diversificato: lo stoccaggio idroelettrico con pompaggio, con la sua maturità e i vantaggi in termini di costi, rimane il pilastro dello stoccaggio di energia a lungo termine-su scala di rete; le batterie agli ioni di litio, grazie alla loro densità energetica e ai vantaggi in termini di velocità di risposta, dominano gli scenari ad alta frequenza a medio e breve termine-e ad alta{6}}; le tecnologie emergenti come le batterie agli ioni di sodio-e le batterie a flusso stanno facendo progressi continui in termini di sicurezza, durata del ciclo e prestazioni a bassa-temperatura, espandendosi gradualmente in applicazioni ad alta-sicurezza o in ambienti speciali; l'accumulo di energia meccanica (aria compressa, volano) e l'accumulo di energia elettromagnetica (supercondensatori) integrano esigenze specifiche come la regolazione della frequenza e il supporto dell'inerzia con la loro adattabilità a scenari specifici. Le soluzioni devono combinare in modo flessibile i percorsi tecnici in base ai requisiti differenziati di capacità, durata, velocità di risposta e costi per diversi scenari per raggiungere un equilibrio tra prestazioni ed economia.
L’intelligenizzazione e la digitalizzazione sono le forze trainanti principali per gli aggiornamenti delle soluzioni. Integrando un sistema di gestione della batteria (BMS), un sistema di gestione dell'energia (EMS) e una piattaforma di monitoraggio IoT, è possibile ottenere una percezione panoramica dello stato, una valutazione accurata della salute e un'ottimizzazione della strategia intelligente dei sistemi di accumulo dell'energia. Ad esempio, i modelli di previsione della durata della vita basati sull’analisi dei big data possono identificare in anticipo i rischi di degrado delle celle e adattare dinamicamente le strategie di carica e scarica per rallentare il degrado; Le strategie di pianificazione basate su algoritmi AI- possono far corrispondere la domanda della rete e la produzione di energia rinnovabile in tempo reale, massimizzando l'efficienza di assorbimento e i rendimenti. Inoltre, l’applicazione della tecnologia del gemello digitale può simulare le risposte del sistema in condizioni estreme nello spazio virtuale, fornendo una base scientifica per l’ottimizzazione delle soluzioni e le esercitazioni di emergenza.
La sostenibilità economica è un prerequisito cruciale per la promozione sostenibile di soluzioni. La riduzione dei costi attraverso l’innovazione tecnologica (come l’innovazione dei materiali e l’ottimizzazione dei processi), il sostegno politico (come la compensazione della capacità e l’apertura del mercato dei servizi ausiliari) e l’innovazione del modello di business (come lo stoccaggio condiviso dell’energia e i contratti di prestazione energetica) possono migliorare significativamente il ritorno sugli investimenti dei progetti di stoccaggio dell’energia. Ad esempio, il modello di stoccaggio condiviso dell’energia abbassa la barriera d’ingresso per una singola entità condividendo i costi tra più utenti; la partecipazione ai mercati dei servizi ausiliari come la regolazione della frequenza e il backup fornisce canali di reddito diversificati per lo stoccaggio dell’energia, guidandone la trasformazione da “centro di costo” a “centro di creazione di valore”.
In sintesi, le soluzioni dei sistemi di accumulo dell’energia non sono semplicemente un insieme di singole tecnologie, ma una profonda integrazione di analisi della domanda, adattamento tecnologico, gestione intelligente e modelli economici. Con l'iterazione tecnologica e il miglioramento dell'ecosistema, svolgerà un ruolo fondamentale in scenari più ampi come la generazione integrata, la rete, il carico e lo stoccaggio e la complementarità multi-energetica, dando un forte slancio alla transizione energetica globale.