Jak działają systemy magazynowania energii baterii?

System magazynowania energii baterii, powszechnie znany jako BESS, wykorzystuje banki akumulatorów do ładowania do przechowywania nadmiaru energii elektrycznej z sieci lub źródeł odnawialnych do późniejszego użytkowania. W miarę rozwoju technologii energii odnawialnej i inteligentnych sieci, systemy Bess odgrywają coraz ważniejszą rolę w stabilizacji zasilaczy i maksymalizacji wartości zielonej energii. Jak dokładnie działają te systemy?
Krok 1: Bank Battery Bank
Podstawą dowolnego BESS są medium do magazynowania energii - akumulatory. Wiele modułów akumulatorów lub „ogniwa” jest połączonych ze sobą, tworząc „bank baterii”, który zapewnia wymaganą pojemność przechowywania. Komórki najczęściej stosowane są litowo-jonowe ze względu na ich wysoką gęstość mocy, długą żywotność i zdolność szybkiego ładowania. W niektórych zastosowaniach stosowane są również inne chemię, takie jak akumulatory ołowiowe i przepływowe.
Krok 2: System konwersji zasilania
Bank akumulatora łączy się z siatką elektryczną za pomocą systemu konwersji zasilania lub komputerów PC. PCS składa się z komponentów elektroniki energetycznej, takich jak falownik, konwerter i filtry, które pozwalają przepływać zasilanie w obu kierunkach między akumulatorem a siatką. Falownik przekształca prąd stały (DC) z akumulatora w prąd naprzemienny (AC), którego używa siatka, a konwerter wykonuje odwrotność, aby naładować akumulator.
Krok 3: System zarządzania akumulatorami
System zarządzania akumulatorami lub BMS monitoruje i kontroluje każdy pojedynczy ogniwo baterii w banku baterii. BMS równoważy komórki, reguluje napięcie i prąd podczas ładunku i rozładowania oraz chroni przed uszkodzeniem przed przeładowaniem, nadmiernymi obrotami lub głębokim rozładowaniem. Monitoruje kluczowe parametry, takie jak napięcie, prąd i temperatura, aby optymalizować wydajność baterii i żywotność.
Krok 4: System chłodzenia
Układ chłodzenia usuwa nadmiar ciepła z akumulatorów podczas pracy. Ma to kluczowe znaczenie dla utrzymania komórek w ich optymalnym zakresie temperatur i maksymalizacji żywotności cyklu. Najczęstszymi rodzajami zastosowanego chłodzenia są chłodzenie cieczy (poprzez krążenie chłodziwa przez płytki w kontakcie z akumulatorami) i chłodzenie powietrza (za pomocą wentylatorów do wymuszenia powietrza przez obudowy akumulatora).
Krok 5: Operacja
W okresach niskiego zapotrzebowania na energię elektryczną lub wysokiej produkcji energii odnawialnej BESS pochłania nadmiar energii za pomocą systemu konwersji energii i przechowuje ją w banku baterii. Gdy popyt jest wysoki lub odnawialne źródła energii są niedostępne, zapisana energia jest rozładowywana z powrotem do siatki przez falownik. Umożliwia to BESS „przesunięcie czasowe” przerywaną energię odnawialną, stabilizację częstotliwości i napięcia siatki oraz zapewnienie mocy zapasowej podczas awarii.
System zarządzania akumulatorami monitoruje stan ładowania każdego ogniwa i kontroluje szybkość ładowania i rozładowania, aby zapobiec przeładowaniu, przegrzaniu i głębokim rozładowaniu baterii - przedłużenia ich użytecznej żywotności. System chłodzenia działa, aby utrzymać ogólną temperaturę akumulatora w bezpiecznym zakresie roboczym.
Podsumowując, system magazynowania energii baterii wykorzystuje akumulatory, komponenty elektroniki zasilania, inteligentne elementy sterujące i zarządzanie termicznie w sposób zintegrowany w celu przechowywania nadmiaru energii elektrycznej i zasilania na żądanie. Umożliwia to technologię BESS zmaksymalizowanie wartości odnawialnych źródeł energii, zwiększenie wydajności i zrównoważonego sieci energetycznej oraz wspieranie przejścia na przyszłość energetyki o niskiej zawartości węgla.

Wraz ze wzrostem odnawialnych źródeł energii, takich jak energia słoneczna i wiatrowa, duże systemy magazynowania energii baterii (BESS) odgrywają coraz ważniejszą rolę w stabilizowaniu sieci zasilania. System magazynowania energii baterii wykorzystuje akumulatory do przechowywania nadmiaru energii elektrycznej z siatki lub odnawialnych źródeł energii i dostarczania tej zasilania w razie potrzeby. Technologia BESS pomaga zmaksymalizować wykorzystanie przerywanej energii odnawialnej i poprawia ogólną niezawodność, wydajność i zrównoważony rozwój sieci.
Bess zazwyczaj składa się z wielu komponentów:
1) Banki baterii wykonane z wielu modułów lub ogniw akumulatorów w celu zapewnienia wymaganej pojemności energii. Akumulatory litowo-jonowe są najczęściej stosowane ze względu na ich dużą gęstość mocy, długą żywotność i szybkie ładowanie. Zastosowane są również inne chemię, takie jak akumulatory ołowiowe i przepływowe.
2) System konwersji zasilania (PCS), który łączy bank akumulatora z siecią elektryczną. PCS składa się z falownika, konwertera i innego sprzętu sterującego, który umożliwia przepływ zasilania w obu kierunkach między akumulatorem a siatką.
3) System zarządzania akumulatorami (BMS), który monitoruje i kontroluje stan i wydajność poszczególnych ogniw akumulatorowych. BMS równoważy komórki, chroni przed uszkodzeniem przed przeładowaniem lub głębokim rozładowywaniem i monitoruje parametry, takie jak napięcie, prąd i temperatura.