Kuidas aku energiasalvestussüsteemid töötavad?

Aku energiasalvestussüsteem, mida tuntakse ka kui BESS-i, kasutab laetavate akude panku, et salvestada elektrivõrgust või taastuvatest allikatest saadavat liigset elektrit hilisemaks kasutamiseks. Taastuvenergia ja nutivõrkude tehnoloogiate arenedes mängivad BESS-süsteemid üha olulisemat rolli energiavarustuse stabiliseerimisel ja rohelise energia väärtuse maksimeerimisel. Kuidas need süsteemid siis täpselt töötavad?
1. samm: akupank
Iga BESS-i aluseks on energia salvestamise keskkond – akud. Mitmed akumoodulid ehk "elemendid" on omavahel ühendatud, moodustades "akupanga", mis tagab vajaliku salvestusmahu. Kõige sagedamini kasutatavad elemendid on liitiumioonakud tänu nende suurele võimsustihedusele, pikale elueale ja kiirele laadimisvõimele. Mõnes rakenduses kasutatakse ka teisi keemilisi ühendeid, näiteks pliiakusid ja vooluakusid.
2. samm: võimsuse muundamise süsteem
Akupank ühendub elektrivõrguga energiamuundussüsteemi ehk PCS-i kaudu. PCS koosneb võimsuselektroonika komponentidest, nagu inverter, konverter ja filtrid, mis võimaldavad energial voolata aku ja võrgu vahel mõlemas suunas. Inverter muundab akust tuleva alalisvoolu (DC) vahelduvvooluks (AC), mida võrk kasutab, ja konverter teeb vastupidist, et akut laadida.
3. samm: aku haldussüsteem
Akuhaldussüsteem ehk BMS jälgib ja juhib iga üksikut akuelementi akupangas. BMS tasakaalustab elemente, reguleerib pinget ja voolutugevust laadimise ja tühjenemise ajal ning kaitseb ülelaadimise, ülevoolu või sügava tühjenemise tekitatud kahjustuste eest. See jälgib olulisi parameetreid, nagu pinge, voolutugevus ja temperatuur, et optimeerida aku jõudlust ja eluiga.
4. samm: jahutussüsteem
Jahutussüsteem eemaldab akudest töötamise ajal liigse soojuse. See on kriitilise tähtsusega, et hoida elementide temperatuuri optimaalses vahemikus ja maksimeerida tsükli eluiga. Kõige levinumad jahutusviisid on vedelikjahutus (jahutusvedeliku ringlus akudega kokkupuutuvate plaatide kaudu) ja õhkjahutus (ventilaatorite abil surutakse õhk läbi aku korpuste).
5. samm: toimimine
Madala elektrienergia nõudluse või suure taastuvenergia tootmise perioodidel neelab BESS üleliigse energia energiamuundamise süsteemi kaudu ja salvestab selle akupangas. Kui nõudlus on suur või taastuvenergia pole saadaval, suunatakse salvestatud energia inverteri kaudu tagasi võrku. See võimaldab BESS-il vahelduvat taastuvenergiat "ajas nihutada", stabiliseerida võrgu sagedust ja pinget ning pakkuda varutoidet katkestuste ajal.
Aku haldussüsteem jälgib iga elemendi laetuse olekut ning kontrollib laadimise ja tühjenemise kiirust, et vältida akude ülelaadimist, ülekuumenemist ja sügavat tühjenemist – pikendades seeläbi nende kasutusiga. Jahutussüsteem hoiab aku üldist temperatuuri ohutus töövahemikus.
Kokkuvõttes kasutab akuenergia salvestamise süsteem akusid, jõuelektroonika komponente, intelligentseid juhtseadmeid ja termohaldust integreeritud viisil, et salvestada liigset elektrit ja tühjendada seda vastavalt vajadusele. See võimaldab BESS-tehnoloogial maksimeerida taastuvate energiaallikate väärtust, muuta elektrivõrgud tõhusamaks ja jätkusuutlikumaks ning toetada üleminekut vähese süsinikuheitega energiatulevikule.

Taastuvate energiaallikate, näiteks päikese- ja tuuleenergia levikuga mängivad suuremahulised akutoitel töötavad energiasalvestussüsteemid (BESS) üha olulisemat rolli elektrivõrkude stabiliseerimisel. Akutoitel töötav energiasalvestussüsteem kasutab laetavaid akusid, et salvestada võrgust või taastuvatest energiaallikatest saadavat liigset elektrit ja tarnida see vajadusel tagasi. BESS-tehnoloogia aitab maksimeerida vahelduva taastuvenergia kasutamist ning parandab võrgu üldist töökindlust, tõhusust ja jätkusuutlikkust.
BESS koosneb tavaliselt mitmest komponendist:
1) Akupangad, mis koosnevad mitmest akumoodulist või -elemendist vajaliku energia salvestamise mahutavuse tagamiseks. Liitiumioonakusid kasutatakse kõige sagedamini nende suure võimsustiheduse, pika eluea ja kiire laadimise võime tõttu. Kasutatakse ka teisi keemilisi ühendeid, näiteks pliiakusid ja vooluakusid.
2) Energiamuundamise süsteem (PCS), mis ühendab akupanga elektrivõrguga. PCS koosneb inverterist, konverterist ja muudest juhtimisseadmetest, mis võimaldavad energial voolata mõlemas suunas aku ja võrgu vahel.
3) Aku haldussüsteem (BMS), mis jälgib ja juhib üksikute akuelementide olekut ja jõudlust. BMS tasakaalustab elemente, kaitseb ülelaadimise või sügava tühjenemise tekitatud kahjustuste eest ning jälgib parameetreid nagu pinge, voolutugevus ja temperatuur.