Системата за съхранение на енергия с батерии, известна като BESS, използва банки от презареждащи се батерии, за да съхранява излишната електроенергия от мрежата или възобновяеми източници за по-късна употреба. С напредването на технологиите за възобновяема енергия и интелигентни мрежи, BESS системите играят все по-важна роля в стабилизирането на електрозахранването и максимизирането на стойността на зелената енергия. И така, как точно работят тези системи?
Стъпка 1: Батерийна банка
Основата на всяка BESS (батерия с по-ниска енергийна ефективност) е средата за съхранение на енергия - батериите. Няколко батерийни модула или „клетки“ са свързани заедно, за да образуват „батерийна банка“, която осигурява необходимия капацитет за съхранение. Най-често използваните клетки са литиево-йонните поради високата им плътност на мощност, дългия живот и способността за бързо зареждане. В някои приложения се използват и други химични съставки, като оловно-киселинни и проточни батерии.
Стъпка 2: Система за преобразуване на мощност
Батерийният блок се свързва към електрическата мрежа чрез система за преобразуване на енергия или PCS. PCS се състои от компоненти на силова електроника, като инвертор, конвертор и филтри, които позволяват на енергията да протича в двете посоки между батерията и мрежата. Инверторът преобразува постоянния ток (DC) от батерията в променлив ток (AC), който мрежата използва, а конверторът прави обратното, за да зареди батерията.
Стъпка 3: Система за управление на батериите
Система за управление на батериите, или BMS, наблюдава и контролира всяка отделна батерия в рамките на батерията. BMS балансира клетките, регулира напрежението и тока по време на зареждане и разреждане и предпазва от повреди от презареждане, свръхток или дълбоко разреждане. Тя следи ключови параметри като напрежение, ток и температура, за да оптимизира производителността и живота на батерията.
Стъпка 4: Охладителна система
Охлаждащата система отвежда излишната топлина от батериите по време на работа. Това е от решаващо значение за поддържане на клетките в оптималния им температурен диапазон и за максимално удължаване на живота на циклите. Най-често използваните видове охлаждане са течно охлаждане (чрез циркулация на охлаждаща течност през плочи, които са в контакт с батериите) и въздушно охлаждане (с помощта на вентилатори, които нагнетяват въздух през корпусите на батериите).
Стъпка 5: Операция
По време на периоди на ниско търсене на електроенергия или високо производство на възобновяема енергия, BESS абсорбира излишната енергия чрез системата за преобразуване на енергия и я съхранява в батерийния блок. Когато търсенето е високо или възобновяемите източници не са налични, съхранената енергия се връща обратно в мрежата чрез инвертора. Това позволява на BESS да „измества времето“ прекъсващата възобновяема енергия, да стабилизира честотата и напрежението на мрежата и да осигурява резервно захранване по време на прекъсвания.
Системата за управление на батериите следи състоянието на зареждане на всяка клетка и контролира скоростта на зареждане и разреждане, за да предотврати презареждане, прегряване и дълбоко разреждане на батериите - удължавайки техния експлоатационен живот. А охладителната система работи, за да поддържа общата температура на батерията в безопасен работен диапазон.
В обобщение, системата за съхранение на енергия от батерии използва батерии, компоненти на силовата електроника, интелигентно управление и управление на температурата заедно по интегриран начин, за да съхранява излишната електроенергия и да я разрежда при поискване. Това позволява на технологията BESS да увеличи максимално стойността на възобновяемите енергийни източници, да направи електрическите мрежи по-ефективни и устойчиви и да подпомогне прехода към нисковъглеродно енергийно бъдеще.
С нарастването на възобновяемите енергийни източници като слънчевата и вятърната енергия, системите за съхранение на енергия с големи батерии (BESS) играят все по-важна роля в стабилизирането на енергийните мрежи. Системата за съхранение на енергия с батерии използва презареждащи се батерии, за да съхранява излишната електроенергия от мрежата или от възобновяеми източници и да я доставя обратно, когато е необходимо. Технологията BESS помага за максимално използване на периодично генерираната възобновяема енергия и подобрява цялостната надеждност, ефективност и устойчивост на мрежата.
BESS обикновено се състои от няколко компонента:
1) Батерийни банки, съставени от множество батерийни модули или клетки, осигуряващи необходимия капацитет за съхранение на енергия. Литиево-йонните батерии се използват най-често поради високата им плътност на мощност, дългия живот и възможностите за бързо зареждане. Използват се и други химични съставки, като оловно-киселинни и проточни батерии.
2) Система за преобразуване на енергия (PCS), която свързва батерийния блок с електрическата мрежа. PCS се състои от инвертор, конвертор и друго управляващо оборудване, което позволява на енергията да протича в двете посоки между батерията и мрежата.
3) Система за управление на батериите (BMS), която следи и контролира състоянието и производителността на отделните клетки на батерията. BMS балансира клетките, предпазва от повреди от презареждане или дълбоко разреждане и следи параметри като напрежение, ток и температура.
4) Охлаждаща система, която отвежда излишната топлина от батериите. Използва се течно или въздушно охлаждане, за да се поддържат батериите в оптималния им работен температурен диапазон и да се увеличи максимално експлоатационният им живот.
5) Корпус или контейнер, който защитава и обезопасява цялата батерийна система. Външните корпуси на батериите трябва да са устойчиви на атмосферни влияния и да могат да издържат на екстремни температури.
Основните функции на BESS са:
• Абсорбирайте излишната енергия от мрежата по време на периоди на ниско търсене и я освобождавайте, когато търсенето е високо. Това помага за стабилизиране на колебанията в напрежението и честотата.
• Съхранявайте възобновяема енергия от източници като слънчеви фотоволтаични панели и вятърни паркове с променлива и периодична мощност, след което доставяйте тази съхранена енергия, когато слънцето не грее или вятърът не духа. Това измества времето на възобновяема енергия към момента, в който е най-необходима.
• Осигуряване на резервно захранване по време на повреди или прекъсвания в мрежата, за да се поддържа работата на критичната инфраструктура, както в островен, така и в мрежово свързан режим.
• Участвайте в програми за реагиране при търсене и спомагателни услуги чрез увеличаване или намаляване на мощността при търсене, предоставяне на регулиране на честотата и други мрежови услуги.
В заключение, тъй като възобновяемата енергия продължава да нараства като процент от електрическите мрежи в световен мащаб, широкомащабните системи за съхранение на енергия от батерии ще играят незаменима роля за осигуряване на надеждност и достъпност на тази чиста енергия денонощно. Технологията BESS ще помогне за максимизиране на стойността на възобновяемите енергийни източници, стабилизиране на електрическите мрежи и подкрепа на прехода към по-устойчиво, нисковъглеродно енергийно бъдеще.
Време на публикуване: 07 юли 2023 г.
