การทำงานร่วมกันระหว่างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลและระบบจัดเก็บพลังงานเป็นแนวทางสำคัญในการปรับปรุงความน่าเชื่อถือ ความประหยัด และการรักษาสิ่งแวดล้อมในระบบไฟฟ้าสมัยใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ต่างๆ เช่น ไมโครกริด แหล่งพลังงานสำรอง และการบูรณาการพลังงานหมุนเวียน หลักการทำงานร่วมกัน ข้อดี และสถานการณ์การใช้งานทั่วไปของทั้งสองระบบมีดังต่อไปนี้:
1. วิธีการความร่วมมือหลัก
การโกนหนวดแบบพีค
หลักการ: ระบบกักเก็บพลังงานจะชาร์จพลังงานในช่วงที่การใช้ไฟฟ้าต่ำ (โดยใช้ไฟฟ้าต้นทุนต่ำหรือพลังงานส่วนเกินจากเครื่องยนต์ดีเซล) และปล่อยพลังงานในช่วงที่การใช้ไฟฟ้าสูง เพื่อลดระยะเวลาการทำงานที่โหลดสูงของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล
ข้อดี: ลดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง (ประมาณ 20-30%) ลดการสึกหรอของตัวเครื่อง และยืดอายุการใช้งานให้ยาวนานขึ้น
เอาต์พุตที่ราบรื่น (การควบคุมอัตราการเพิ่มขึ้น)
หลักการ: ระบบกักเก็บพลังงานตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของโหลดได้อย่างรวดเร็ว ชดเชยข้อเสียของความล่าช้าในการสตาร์ทเครื่องยนต์ดีเซล (โดยปกติ 10-30 วินาที) และความล่าช้าในการควบคุม
ข้อดี: หลีกเลี่ยงการสตาร์ทและดับเครื่องยนต์ดีเซลบ่อยครั้ง รักษาความถี่/แรงดันไฟฟ้าให้คงที่ เหมาะสำหรับการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำสูง
แบล็ค สตาร์ท
หลักการ: ระบบกักเก็บพลังงานทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานเริ่มต้นเพื่อสตาร์ทเครื่องยนต์ดีเซลได้อย่างรวดเร็ว แก้ปัญหาของเครื่องยนต์ดีเซลแบบดั้งเดิมที่ต้องใช้พลังงานภายนอกในการสตาร์ท
ข้อดี: ช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของระบบจ่ายไฟฉุกเฉิน เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่ไฟฟ้าดับ (เช่น โรงพยาบาลและศูนย์ข้อมูล)
การบูรณาการพลังงานหมุนเวียนแบบไฮบริด
หลักการ: เครื่องยนต์ดีเซลทำงานร่วมกับพลังงานแสงอาทิตย์/พลังงานลม และระบบกักเก็บพลังงาน เพื่อรักษาเสถียรภาพของพลังงานหมุนเวียนที่ผันผวน โดยมีเครื่องยนต์ดีเซลทำหน้าที่เป็นระบบสำรอง
ข้อดี: ประหยัดเชื้อเพลิงได้มากกว่า 50% ช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
2. ประเด็นสำคัญของการกำหนดค่าทางเทคนิค
ข้อกำหนดด้านฟังก์ชันการทำงานของส่วนประกอบ
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลต้องรองรับโหมดการทำงานแบบความถี่แปรผันและปรับให้เข้ากับตารางการชาร์จและการคายประจุของระบบเก็บพลังงาน (เช่น การทำงานแทนโดยระบบเก็บพลังงานเมื่อการลดโหลดอัตโนมัติต่ำกว่า 30%)
ระบบกักเก็บพลังงาน (BESS) ให้ความสำคัญกับการใช้แบตเตอรี่ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (ที่มีอายุการใช้งานยาวนานและความปลอดภัยสูง) และประเภทกำลังไฟ (เช่น 1C-2C) เพื่อรับมือกับภาระโหลดที่มีผลกระทบในระยะสั้น
ระบบจัดการพลังงาน (EMS) จำเป็นต้องมีตรรกะการสลับโหมดหลายโหมด (เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า/ไม่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า/ไฮบริด) และอัลกอริธึมการกระจายโหลดแบบไดนามิก
เวลาตอบสนองของตัวแปลงแบบสองทิศทาง (PCS) น้อยกว่า 20 มิลลิวินาที รองรับการสลับอย่างราบรื่นเพื่อป้องกันการจ่ายไฟย้อนกลับของเครื่องยนต์ดีเซล
3. ตัวอย่างสถานการณ์การใช้งานทั่วไป
ไมโครกริดของเกาะ
ระบบผลิตไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์ + เครื่องยนต์ดีเซล + ระบบจัดเก็บพลังงาน โดยเครื่องยนต์ดีเซลจะสตาร์ทเฉพาะเวลากลางคืนหรือวันที่ฟ้าครึ้ม ช่วยลดค่าใช้จ่ายด้านเชื้อเพลิงได้มากกว่า 60%
แหล่งจ่ายไฟสำรองสำหรับศูนย์ข้อมูล
ระบบกักเก็บพลังงานจะให้ความสำคัญกับการจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ที่สำคัญเป็นเวลา 5-15 นาที โดยจะมีการจ่ายไฟสำรองหลังจากเครื่องยนต์ดีเซลเริ่มทำงาน เพื่อหลีกเลี่ยงไฟฟ้าดับชั่วขณะ
แหล่งจ่ายไฟสำหรับเหมืองแร่
ระบบกักเก็บพลังงานสามารถรับมือกับแรงกระแทกจากเครื่องจักร เช่น รถขุด และเครื่องยนต์ดีเซลสามารถทำงานได้อย่างเสถียรในช่วงประสิทธิภาพสูง (อัตราการรับภาระ 70-80%)
4. การเปรียบเทียบทางเศรษฐกิจ (ยกตัวอย่างระบบ 1 เมกะวัตต์)
ค่าใช้จ่ายเริ่มต้นสำหรับแผนการกำหนดค่า (10,000 หยวน) ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานและบำรุงรักษาต่อปี (10,000 หยวน) อัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิง (ลิตร/ปี)
ชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลล้วน 80-100 25-35 150000
ดีเซล + ระบบเก็บพลังงาน (ลดการใช้พลังงานสูงสุด 30%) 150-180 15-20 100000
วงจรการรีไซเคิล: โดยทั่วไป 3-5 ปี (ยิ่งราคาค่าไฟฟ้าสูง การรีไซเคิลก็จะยิ่งเร็วขึ้น)
5. ข้อควรระวัง
ความเข้ากันได้ของระบบ: ตัวควบคุมความเร็วเครื่องยนต์ดีเซลต้องรองรับการปรับกำลังอย่างรวดเร็วในระหว่างการแทรกแซงการจัดเก็บพลังงาน (เช่น การเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์ PID)
ระบบป้องกันความปลอดภัย: เพื่อป้องกันไม่ให้เครื่องยนต์ดีเซลทำงานหนักเกินไปอันเนื่องมาจากการสะสมพลังงานมากเกินไป จำเป็นต้องกำหนดจุดตัดการทำงานที่แน่นอนสำหรับระดับประจุ (State of Charge หรือ SOC) (เช่น 20%)
การสนับสนุนด้านนโยบาย: บางภูมิภาคให้เงินอุดหนุนสำหรับระบบไฮบริด "เครื่องยนต์ดีเซล + ระบบกักเก็บพลังงาน" (เช่น นโยบายนำร่องระบบกักเก็บพลังงานใหม่ของจีนในปี 2023)
ด้วยการออกแบบที่เหมาะสม การผสมผสานระหว่างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซลและระบบจัดเก็บพลังงานสามารถยกระดับจาก “ระบบสำรองไฟอย่างเดียว” ไปสู่ “ไมโครกริดอัจฉริยะ” ซึ่งเป็นทางออกที่ใช้งานได้จริงสำหรับการเปลี่ยนผ่านจากพลังงานแบบดั้งเดิมไปสู่พลังงานคาร์บอนต่ำ การออกแบบเฉพาะเจาะจงจำเป็นต้องได้รับการประเมินอย่างรอบด้านโดยพิจารณาจากลักษณะของโหลด ราคาไฟฟ้าในท้องถิ่น และนโยบายต่างๆ
วันที่เผยแพร่: 22 เมษายน 2568
