Jak fungují systémy pro ukládání energie v bateriích?

Systém bateriového ukládání energie, běžně známý jako BESS, využívá dobíjecí baterie k ukládání přebytečné elektřiny ze sítě nebo obnovitelných zdrojů pro pozdější použití. S rozvojem technologií obnovitelných zdrojů energie a inteligentních sítí hrají systémy BESS stále důležitější roli ve stabilizaci dodávek energie a maximalizaci hodnoty zelené energie. Jak tedy tyto systémy fungují?
Krok 1: Bateriová banka
Základem každé BESS je médium pro ukládání energie – baterie. Více bateriových modulů neboli „článků“ je propojeno a tvoří „bateriovou banku“, která poskytuje požadovanou úložnou kapacitu. Nejčastěji používanými články jsou lithium-iontové baterie kvůli jejich vysoké hustotě výkonu, dlouhé životnosti a schopnosti rychlého nabíjení. V některých aplikacích se používají i jiné chemické složení, jako jsou olověné a průtokové baterie.
Krok 2: Systém pro přeměnu energie
Bateriová banka se připojuje k elektrické síti prostřednictvím systému pro převod energie neboli PCS. PCS se skládá z výkonových elektronických komponent, jako je střídač, měnič a filtry, které umožňují tok energie v obou směrech mezi baterií a sítí. Střídač přeměňuje stejnosměrný proud (DC) z baterie na střídavý proud (AC), který síť využívá, a měnič provádí opačný postup pro nabíjení baterie.
Krok 3: Systém správy baterií
Systém správy baterií neboli BMS monitoruje a řídí každý jednotlivý článek baterie v rámci bateriové banky. BMS vyvažuje články, reguluje napětí a proud během nabíjení a vybíjení a chrání před poškozením v důsledku přebíjení, nadproudu nebo hlubokého vybíjení. Monitoruje klíčové parametry, jako je napětí, proud a teplota, aby optimalizoval výkon a životnost baterie.
Krok 4: Chladicí systém
Chladicí systém odvádí během provozu přebytečné teplo z baterií. To je zásadní pro udržení článků v optimálním teplotním rozsahu a maximalizaci životnosti. Nejběžnějšími používanými typy chlazení jsou kapalinové chlazení (cirkulací chladicí kapaliny přes desky, které jsou v kontaktu s bateriemi) a vzduchové chlazení (pomocí ventilátorů k protlačování vzduchu skrz kryty baterií).
Krok 5: Provoz
Během období nízké poptávky po elektřině nebo vysoké produkce obnovitelné energie absorbuje BESS přebytečnou energii prostřednictvím systému přeměny energie a ukládá ji do bateriového bloku. Při vysoké poptávce nebo nedostupnosti obnovitelných zdrojů se uložená energie vybíjí zpět do sítě prostřednictvím střídače. To umožňuje BESS „časově posunout“ přerušovanou energii z obnovitelných zdrojů, stabilizovat frekvenci a napětí sítě a poskytovat záložní napájení během výpadků.
Systém správy baterií monitoruje stav nabití každého článku a řídí rychlost nabíjení a vybíjení, aby se zabránilo přebíjení, přehřátí a hlubokému vybití baterií – a tím se prodloužila jejich životnost. Chladicí systém pracuje na udržení celkové teploty baterie v bezpečném provozním rozsahu.
Stručně řečeno, systém pro ukládání energie v bateriích integrovaným způsobem využívá baterie, výkonové elektronické komponenty, inteligentní řídicí jednotky a tepelný management k ukládání přebytečné elektřiny a jejímu vybíjení dle potřeby. To umožňuje technologii BESS maximalizovat hodnotu obnovitelných zdrojů energie, zefektivnit a zefektivnit energetické sítě a podpořit přechod na nízkouhlíkovou energetickou budoucnost.

S nástupem obnovitelných zdrojů energie, jako je solární a větrná energie, hrají rozsáhlé bateriové systémy pro ukládání energie (BESS) stále důležitější roli ve stabilizaci energetických sítí. Systém pro ukládání bateriové energie využívá dobíjecí baterie k ukládání přebytečné elektřiny ze sítě nebo z obnovitelných zdrojů a k jejímu zpětnému dodání v případě potřeby. Technologie BESS pomáhá maximalizovat využití přerušované obnovitelné energie a zlepšuje celkovou spolehlivost, účinnost a udržitelnost sítě.
BESS se obvykle skládá z několika komponent:
1) Bateriové bloky složené z několika bateriových modulů nebo článků, které poskytují požadovanou kapacitu pro ukládání energie. Lithium-iontové baterie se nejčastěji používají kvůli své vysoké hustotě výkonu, dlouhé životnosti a rychlému nabíjení. Používají se i jiné chemické složení, jako jsou olověné a průtokové baterie.
2) Systém pro přeměnu energie (PCS), který připojuje bateriovou banku k elektrické síti. PCS se skládá z invertoru, měniče a dalšího řídicího zařízení, které umožňuje tok energie v obou směrech mezi baterií a sítí.
3) Systém správy baterií (BMS), který monitoruje a řídí stav a výkon jednotlivých článků baterie. BMS vyvažuje články, chrání před poškozením v důsledku přebíjení nebo hlubokého vybíjení a monitoruje parametry, jako je napětí, proud a teplota.