ระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ทำงานอย่างไร?

ระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ที่รู้จักกันทั่วไปว่าเป็น BESS ใช้ธนาคารที่มีแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้เพื่อเก็บกระแสไฟฟ้าส่วนเกินจากกริดหรือแหล่งพลังงานหมุนเวียนเพื่อใช้ในภายหลัง ในฐานะที่เป็นพลังงานหมุนเวียนและเทคโนโลยีสมาร์ทกริดล่วงหน้าระบบ BESS กำลังมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในการสร้างเสถียรภาพของแหล่งจ่ายไฟและเพิ่มมูลค่าของพลังงานสีเขียวให้สูงสุด ดังนั้นระบบเหล่านี้ทำงานอย่างไร?
ขั้นตอนที่ 1: แบตเตอรี่ธนาคาร
รากฐานของ BESS ใด ๆ คือสื่อการจัดเก็บพลังงาน - แบตเตอรี่ โมดูลแบตเตอรี่หลายโมดูลหรือ "เซลล์" ถูกเชื่อมต่อกันเพื่อสร้าง "ธนาคารแบตเตอรี่" ที่ให้ความสามารถในการจัดเก็บข้อมูลที่จำเป็น เซลล์ที่ใช้กันมากที่สุดคือลิเธียมไอออนเนื่องจากความหนาแน่นพลังงานสูงอายุการใช้งานที่ยาวนานและความสามารถในการชาร์จที่รวดเร็ว เคมีอื่น ๆ เช่นแบตเตอรี่ตะกั่วกรดและการไหลยังใช้ในบางแอปพลิเคชัน
ขั้นตอนที่ 2: ระบบการแปลงพลังงาน
ธนาคารแบตเตอรี่เชื่อมต่อกับกริดไฟฟ้าผ่านระบบแปลงพลังงานหรือพีซี พีซีประกอบด้วยส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์พลังงานเช่นอินเวอร์เตอร์ตัวแปลงและตัวกรองที่อนุญาตให้พลังงานไหลในทั้งสองทิศทางระหว่างแบตเตอรี่และกริด อินเวอร์เตอร์แปลงกระแสไฟฟ้าโดยตรง (DC) จากแบตเตอรี่เป็นกระแสสลับ (AC) ที่กริดใช้และตัวแปลงจะย้อนกลับเพื่อชาร์จแบตเตอรี่
ขั้นตอนที่ 3: ระบบการจัดการแบตเตอรี่
ระบบการจัดการแบตเตอรี่หรือ BMS ตรวจสอบและควบคุมเซลล์แบตเตอรี่แต่ละเซลล์ภายในธนาคารแบตเตอรี่ BMS สมดุลเซลล์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าในระหว่างการชาร์จและการปล่อยและป้องกันความเสียหายจากการชาร์จไฟมากเกินไปหรือการปล่อยลึก มันตรวจสอบพารามิเตอร์หลักเช่นแรงดันไฟฟ้ากระแสและอุณหภูมิเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของแบตเตอรี่และอายุการใช้งาน
ขั้นตอนที่ 4: ระบบระบายความร้อน
ระบบทำความเย็นจะช่วยขจัดความร้อนส่วนเกินออกจากแบตเตอรี่ในระหว่างการทำงาน สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรักษาเซลล์ไว้ในช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสมและเพิ่มอายุการใช้งานรอบ ประเภทของการระบายความร้อนที่พบมากที่สุดคือการระบายความร้อนของเหลว (โดยการหมุนเวียนสารหล่อเย็นผ่านแผ่นสัมผัสกับแบตเตอรี่) และการระบายความร้อนของอากาศ (โดยใช้พัดลมเพื่อบังคับอากาศผ่านเปลือกแบตเตอรี่)
ขั้นตอนที่ 5: การดำเนินการ
ในช่วงระยะเวลาของความต้องการไฟฟ้าต่ำหรือการผลิตพลังงานหมุนเวียนสูง BESS จะดูดซับพลังงานส่วนเกินผ่านระบบการแปลงพลังงานและเก็บไว้ในธนาคารแบตเตอรี่ เมื่อความต้องการสูงหรือไม่สามารถใช้งานได้พลังงานที่เก็บไว้จะถูกปล่อยกลับไปยังกริดผ่านอินเวอร์เตอร์ สิ่งนี้ช่วยให้ BESS สามารถ "เปลี่ยนเวลา" พลังงานหมุนเวียนไม่ต่อเนื่องได้ทำให้ความถี่และแรงดันไฟฟ้าคงที่และให้พลังงานสำรองในระหว่างการหยุดทำงาน
ระบบการจัดการแบตเตอรี่จะตรวจสอบสถานะของการชาร์จของแต่ละเซลล์และควบคุมอัตราการชาร์จและการปล่อยเพื่อป้องกันการชาร์จไฟมากเกินไปความร้อนสูงเกินไปและการปล่อยแบตเตอรี่อย่างลึกซึ้ง - ยืดอายุการใช้งานที่ใช้งานได้ และระบบทำความเย็นทำงานเพื่อให้อุณหภูมิของแบตเตอรี่โดยรวมอยู่ในช่วงการทำงานที่ปลอดภัย
โดยสรุประบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ใช้ประโยชน์จากแบตเตอรี่ส่วนประกอบพลังงานอิเล็กทรอนิกส์การควบคุมอัจฉริยะและการจัดการความร้อนเข้าด้วยกันในแบบบูรณาการเพื่อเก็บกระแสไฟฟ้าส่วนเกินและกำลังขับเคลื่อนตามความต้องการ สิ่งนี้ช่วยให้เทคโนโลยี BESS สามารถเพิ่มมูลค่าของแหล่งพลังงานหมุนเวียนทำให้กริดพลังงานมีประสิทธิภาพและยั่งยืนมากขึ้นและสนับสนุนการเปลี่ยนไปสู่อนาคตพลังงานคาร์บอนต่ำ

ด้วยการเพิ่มขึ้นของแหล่งพลังงานหมุนเวียนเช่นพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลมระบบการจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ (BESS) กำลังมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในการทำให้กริดพลังงานคงที่ ระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ใช้แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้เพื่อเก็บกระแสไฟฟ้าส่วนเกินจากกริดหรือจากพลังงานหมุนเวียนและส่งพลังงานนั้นกลับมาเมื่อจำเป็น เทคโนโลยี BESS ช่วยเพิ่มการใช้พลังงานทดแทนเป็นระยะและปรับปรุงความน่าเชื่อถือของกริดโดยรวมประสิทธิภาพและความยั่งยืน
โดยทั่วไปแล้ว Bess จะประกอบด้วยส่วนประกอบหลายอย่าง:
1) ธนาคารแบตเตอรี่ที่ทำจากโมดูลแบตเตอรี่หลายโมดูลหรือเซลล์เพื่อให้ความจุพลังงานที่จำเป็น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมักใช้มากที่สุดเนื่องจากความหนาแน่นพลังงานสูงอายุการใช้งานที่ยาวนานและความสามารถในการชาร์จที่รวดเร็ว นอกจากนี้ยังใช้เคมีอื่น ๆ เช่นตะกั่วกรดและแบตเตอรี่ไหล
2) ระบบการแปลงพลังงาน (PCS) ที่เชื่อมต่อธนาคารแบตเตอรี่เข้ากับกริดไฟฟ้า พีซีประกอบด้วยอินเวอร์เตอร์ตัวแปลงและอุปกรณ์ควบคุมอื่น ๆ ที่ช่วยให้พลังงานไหลในทั้งสองทิศทางระหว่างแบตเตอรี่และกริด
3) ระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS) ที่ตรวจสอบและควบคุมสถานะและประสิทธิภาพของเซลล์แบตเตอรี่แต่ละเซลล์ BMS สมดุลเซลล์ป้องกันความเสียหายจากการชาร์จมากเกินไปหรือการปล่อยลึกและตรวจสอบพารามิเตอร์เช่นแรงดันไฟฟ้ากระแสและอุณหภูมิ