سیستم های ذخیره انرژی باتری چگونه کار می کنند؟

یک سیستم ذخیره انرژی باتری ، که معمولاً به عنوان BESS شناخته می شود ، از بانکهای باتری قابل شارژ برای ذخیره برق اضافی از شبکه یا منابع تجدید پذیر برای استفاده بعدی استفاده می کند. با پیشرفت انرژی تجدیدپذیر و فن آوری های شبکه هوشمند ، سیستم های BESS نقش فزاینده ای در تثبیت منبع تغذیه و به حداکثر رساندن ارزش انرژی سبز دارند. بنابراین این سیستم ها دقیقاً چگونه کار می کنند؟
مرحله 1: بانک باتری
پایه و اساس هر بیس ، باتری های ذخیره انرژی است. ماژول های باتری چندگانه یا "سلول" با هم سیمی شده اند تا یک "باتری بانک" تشکیل دهند که ظرفیت ذخیره سازی لازم را فراهم می کند. سلولهایی که بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند لیتیوم یون به دلیل چگالی قدرت بالا ، طول عمر طولانی و توانایی شارژ سریع هستند. سایر مواد شیمیایی مانند باتری های سرب اسید و جریان نیز در برخی از برنامه ها استفاده می شود.
مرحله 2: سیستم تبدیل برق
بانک باتری از طریق یک سیستم تبدیل برق یا رایانه های شخصی به شبکه الکتریکی متصل می شود. رایانه های شخصی شامل اجزای الکترونیکی قدرت مانند اینورتر ، مبدل و فیلترهایی هستند که به برق اجازه می دهد تا از هر دو جهت بین باتری و شبکه جریان یابد. اینورتر جریان مستقیم (DC) را از باتری به جریان متناوب (AC) که شبکه از آن استفاده می کند تبدیل می کند و مبدل برای شارژ باتری معکوس را انجام می دهد.
مرحله 3: سیستم مدیریت باتری
یک سیستم مدیریت باتری یا BMS ، هر سلول باتری جداگانه را در بانک باتری کنترل و کنترل می کند. BMS سلولها را متعادل می کند ، ولتاژ و جریان را در حین بار و تخلیه تنظیم می کند و در برابر آسیب در برابر شارژ بیش از حد ، بیش از حد یا تخلیه عمیق محافظت می کند. این پارامترهای کلیدی مانند ولتاژ ، جریان و دما را برای بهینه سازی عملکرد باتری و طول عمر نظارت می کند.
مرحله 4: سیستم خنک کننده
یک سیستم خنک کننده گرمای اضافی را در حین کار از باتری ها خارج می کند. این امر برای نگه داشتن سلول ها در محدوده دمای مطلوب آنها و به حداکثر رساندن عمر چرخه بسیار مهم است. رایج ترین انواع خنک کننده مورد استفاده ، خنک کننده مایع (با گردش خنک کننده از طریق صفحات در تماس با باتری ها) و خنک کننده هوا (استفاده از فن ها برای مجبور کردن هوا از طریق محفظه باتری) است.
مرحله 5: عملیات
در دوره های کم تقاضای برق یا تولید انرژی تجدید پذیر بالا ، BESS از طریق سیستم تبدیل برق قدرت اضافی را جذب می کند و آن را در باتری ذخیره می کند. هنگامی که تقاضا زیاد است یا تجدید پذیر در دسترس نیست ، انرژی ذخیره شده از طریق اینورتر به شبکه باز می گردد. این به BESS اجازه می دهد تا انرژی تجدید پذیر متناوب "تغییر زمان" را "تغییر زمان" ، تثبیت فرکانس و ولتاژ شبکه و تأمین انرژی پشتیبان در هنگام قطع.
سیستم مدیریت باتری بر وضعیت شارژ هر سلول نظارت می کند و میزان بار و تخلیه را کنترل می کند تا از شارژ بیش از حد ، گرمای بیش از حد و تخلیه عمیق باتری ها جلوگیری کند - عمر قابل استفاده آنها را افزایش می دهد. و سیستم خنک کننده کار می کند تا دمای کل باتری را در یک محدوده عملیاتی ایمن نگه دارد.
به طور خلاصه ، یک سیستم ذخیره انرژی باتری از باتری ها ، اجزای الکترونیکی برق ، کنترل های هوشمند و مدیریت حرارتی با هم به صورت یکپارچه استفاده می کند تا بتواند برق اضافی و انرژی تخلیه را در صورت تقاضا ذخیره کند. این امر به فناوری BESS اجازه می دهد تا ارزش منابع انرژی تجدید پذیر را به حداکثر برساند ، شبکه های برق را کارآمدتر و پایدار تر کند و از انتقال به آینده انرژی کم کربن پشتیبانی کند.

با افزایش منابع انرژی تجدید پذیر مانند انرژی خورشیدی و باد ، سیستم های ذخیره انرژی باتری در مقیاس بزرگ (BESS) نقش مهمی در تثبیت شبکه های برق دارند. یک سیستم ذخیره انرژی باتری از باتری های قابل شارژ برای ذخیره برق اضافی از شبکه یا از تجدید پذیر استفاده می کند و در صورت لزوم آن برق را پس می دهد. فناوری BESS به حداکثر رساندن استفاده از انرژی تجدید پذیر متناوب کمک می کند و قابلیت اطمینان کلی شبکه ، کارآیی و پایداری را بهبود می بخشد.
BESS به طور معمول از چندین مؤلفه تشکیل شده است:
1) بانک های باتری ساخته شده از ماژول های باتری متعدد یا سلول برای تأمین ظرفیت ذخیره انرژی مورد نیاز. باتری های لیتیوم یون بیشتر به دلیل چگالی قدرت بالا ، طول عمر طولانی و قابلیت شارژ سریع مورد استفاده قرار می گیرند. از سایر شیمیایی مانند باتری های سرب اسید و جریان نیز استفاده می شود.
2) سیستم تبدیل برق (PCS) که بانک باتری را به شبکه برق متصل می کند. رایانه های شخصی شامل اینورتر ، مبدل و سایر تجهیزات کنترل است که به برق اجازه می دهد تا از هر دو جهت بین باتری و شبکه جریان یابد.
3) سیستم مدیریت باتری (BMS) که وضعیت و عملکرد سلولهای باتری فردی را کنترل و کنترل می کند. BMS سلول ها را متعادل می کند ، در برابر آسیب در برابر شارژ بیش از حد یا تخلیه عمیق محافظت می کند و پارامترهایی مانند ولتاژ ، جریان و دما را کنترل می کند.