Come funzionano i sistemi di accumulo di energia della batteria?

Un sistema di accumulo di energia della batteria, comunemente noto come BESS, utilizza banche di batterie ricaricabili per conservare l'elettricità in eccesso dalla rete o fonti rinnovabili per un uso successivo. Con l'avanzare delle energie rinnovabili e delle tecnologie della rete intelligente, i sistemi BESS stanno svolgendo un ruolo sempre più vitale nella stabilizzazione degli alimentatori e nella massimizzazione del valore dell'energia verde. Allora come funzionano esattamente questi sistemi?
Passaggio 1: Battery Bank
La fondazione di qualsiasi Bess è il mezzo di accumulo di energia - Batterie. Più moduli di batteria o "celle" sono collegati insieme per formare un "banco della batteria" che fornisce la capacità di conservazione richiesta. Le cellule più comunemente usate sono ioni di litio a causa della loro alta densità di potenza, di una lunga durata e capacità di ricarica rapida. In alcune applicazioni vengono utilizzate anche altri chimici come le batterie a acido di piombo e flusso.
Passaggio 2: sistema di conversione di potenza
Il banco della batteria si collega alla rete elettrica tramite un sistema di conversione di potenza o PC. I PC sono costituiti da componenti di elettronica di alimentazione come un inverter, un convertitore e filtri che consentono all'energia di fluire in entrambe le direzioni tra la batteria e la griglia. L'inverter converte la corrente continua (DC) dalla batteria alla corrente alternata (AC) utilizzata dalla griglia e il convertitore esegue il contrario per caricare la batteria.
Passaggio 3: sistema di gestione della batteria
Un sistema di gestione della batteria, o BMS, monitora e controlla ogni singola cella della batteria all'interno del banco della batteria. Il BMS bilancia le cellule, regola la tensione e la corrente durante la carica e lo scarico e protegge dai danni da sovraccarico, sovraccariche o scariche profonde. Monitora i parametri chiave come tensione, corrente e temperatura per ottimizzare le prestazioni della batteria e la durata della vita.
Passaggio 4: sistema di raffreddamento
Un sistema di raffreddamento rimuove il calore in eccesso dalle batterie durante il funzionamento. Questo è fondamentale per mantenere le cellule all'interno del loro intervallo di temperatura ottimale e massimizzare la durata del ciclo. I tipi più comuni di raffreddamento utilizzati sono il raffreddamento liquido (circolando il liquido di raffreddamento attraverso le piastre a contatto con le batterie) e il raffreddamento dell'aria (usando le ventole per forzare l'aria attraverso i contenitori della batteria).
Passaggio 5: operazione
Durante i periodi di bassa domanda di elettricità o un'elevata produzione di energia rinnovabile, il BESS assorbe l'eccesso di energia attraverso il sistema di conversione di potenza e lo memorizza nel banco della batteria. Quando la domanda è elevata o non sono disponibili, l'energia immagazzinata viene scaricata nella rete attraverso l'inverter. Ciò consente al BESS di "spostarsi nel tempo" energia rinnovabile, stabilizzare la frequenza e la tensione della rete e fornire energia di backup durante le interruzioni.
Il sistema di gestione della batteria monitora lo stato di carica di ciascuna cella e controlla la velocità di carica e scarica per evitare sovraccarico, surriscaldamento e scarico profondo delle batterie, estendendo la loro vita utilizzabile. E il sistema di raffreddamento funziona per mantenere la temperatura complessiva della batteria all'interno di un intervallo operativo sicuro.
In sintesi, un sistema di accumulo di energia della batteria sfrutta le batterie, i componenti dell'elettronica di alimentazione, i controlli intelligenti e la gestione termica insieme in modo integrato per conservare l'elettricità in eccesso e la scarica di energia su richiesta. Ciò consente alla tecnologia BESS di massimizzare il valore delle fonti di energia rinnovabile, rendere le reti elettriche più efficienti e sostenibili e supportare la transizione verso un futuro di energia a basse emissioni di carbonio.

Con l'ascesa di fonti di energia rinnovabile come l'energia solare e eolica, i sistemi di accumulo di energia della batteria su larga scala (BES) svolgono un ruolo sempre più importante nella stabilizzazione delle reti elettriche. Un sistema di accumulo di energia della batteria utilizza batterie ricaricabili per archiviare l'elettricità in eccesso dalla rete o dalle energie rinnovabili e consegnare tale alimentazione quando necessario. La tecnologia BESS aiuta a massimizzare l'utilizzo di energia rinnovabile intermittente e migliora l'affidabilità complessiva della rete, l'efficienza e la sostenibilità.
Un Bess in genere è costituito da più componenti:
1) Banche della batteria realizzate su più moduli o celle della batteria per fornire la capacità di accumulo di energia richiesta. Le batterie agli ioni di litio sono più comunemente utilizzate a causa della loro alta densità di potenza, della durata lunga e delle capacità di ricarica rapida. Vengono inoltre utilizzate altre sostanze chimiche come le batterie al piombo e al flusso.
2) Sistema di conversione di alimentazione (PCS) che collega il banco della batteria alla rete elettrica. I PC sono costituiti da un inverter, un convertitore e altre apparecchiature di controllo che consentono all'energia di fluire in entrambe le direzioni tra la batteria e la griglia.
3) Sistema di gestione delle batterie (BMS) che monitora e controlla lo stato e le prestazioni delle singole celle della batteria. Il BMS bilancia le cellule, protegge dai danni da sovraccarico o scarica profonda e monitorano parametri come tensione, corrente e temperatura.