Sustav za pohranu energije u baterijama, obično poznat kao BESS, koristi punjive baterije za pohranu viška električne energije iz mreže ili obnovljivih izvora za kasniju upotrebu. Kako tehnologije obnovljivih izvora energije i pametnih mreža napreduju, BESS sustavi igraju sve važniju ulogu u stabilizaciji opskrbe energijom i maksimiziranju vrijednosti zelene energije. Kako točno ti sustavi funkcioniraju?
Korak 1: Baterija
Temelj svakog BESS-a je medij za pohranu energije - baterije. Višestruki baterijski moduli ili "ćelije" povezani su zajedno kako bi tvorili "baterijsku banku" koja osigurava potreban kapacitet pohrane. Najčešće korištene ćelije su litij-ionske zbog svoje visoke gustoće snage, dugog vijeka trajanja i mogućnosti brzog punjenja. U nekim primjenama koriste se i drugi kemijski sastavi poput olovno-kiselinskih i protočnih baterija.
Korak 2: Sustav za pretvorbu energije
Baterijska jedinica spaja se na električnu mrežu putem sustava za pretvorbu energije ili PCS-a. PCS se sastoji od elektronike za napajanje poput invertera, pretvarača i filtera koji omogućuju protok energije u oba smjera između baterije i mreže. Inverter pretvara istosmjernu struju (DC) iz baterije u izmjeničnu struju (AC) koju mreža koristi, a pretvarač radi obrnuto kako bi napunio bateriju.
Korak 3: Sustav upravljanja baterijom
Sustav za upravljanje baterijama, ili BMS, prati i kontrolira svaku pojedinačnu baterijsku ćeliju unutar baterijskog sklopa. BMS balansira ćelije, regulira napon i struju tijekom punjenja i pražnjenja te štiti od oštećenja od prekomjernog punjenja, prekomjerne struje ili dubokog pražnjenja. Prati ključne parametre poput napona, struje i temperature kako bi optimizirao performanse i vijek trajanja baterije.
Korak 4: Sustav hlađenja
Sustav hlađenja uklanja višak topline iz baterija tijekom rada. To je ključno za održavanje ćelija unutar optimalnog temperaturnog raspona i maksimiziranje životnog vijeka. Najčešće korištene vrste hlađenja su tekućinsko hlađenje (cirkulacijom rashladne tekućine kroz ploče u kontaktu s baterijama) i hlađenje zrakom (korištenje ventilatora za provođenje zraka kroz kućišta baterija).
Korak 5: Operacija
Tijekom razdoblja niske potražnje za električnom energijom ili visoke proizvodnje obnovljive energije, BESS apsorbira višak energije putem sustava za pretvorbu energije i pohranjuje ga u bateriju. Kada je potražnja velika ili obnovljivi izvori nisu dostupni, pohranjena energija se ispušta natrag u mrežu putem pretvarača. To omogućuje BESS-u da "vremenski pomakne" povremenu obnovljivu energiju, stabilizira frekvenciju i napon mreže te osigura rezervno napajanje tijekom prekida.
Sustav upravljanja baterijama prati stanje napunjenosti svake ćelije i kontrolira brzinu punjenja i pražnjenja kako bi spriječio prekomjerno punjenje, pregrijavanje i duboko pražnjenje baterija - produžujući njihov vijek trajanja. Sustav hlađenja radi na održavanju ukupne temperature baterije unutar sigurnog radnog raspona.
Ukratko, sustav za pohranu energije u baterijama koristi baterije, komponente energetske elektronike, inteligentne kontrole i upravljanje toplinom zajedno na integrirani način za pohranu viška električne energije i pražnjenje energije po potrebi. To omogućuje BESS tehnologiji da maksimizira vrijednost obnovljivih izvora energije, učini električne mreže učinkovitijima i održivijima te podrži prijelaz na budućnost energije s niskim udjelom ugljika.
S porastom obnovljivih izvora energije poput solarne i energije vjetra, veliki sustavi za pohranu energije u baterijama (BESS) igraju sve važniju ulogu u stabilizaciji elektroenergetskih mreža. Sustav za pohranu energije u baterijama koristi punjive baterije za pohranu viška električne energije iz mreže ili iz obnovljivih izvora i isporuku te energije kada je potrebna. BESS tehnologija pomaže maksimizirati korištenje povremene obnovljive energije i poboljšava ukupnu pouzdanost, učinkovitost i održivost mreže.
BESS se obično sastoji od više komponenti:
1) Baterijski sklopovi izrađeni od više baterijskih modula ili ćelija za osiguravanje potrebnog kapaciteta pohrane energije. Litij-ionske baterije najčešće se koriste zbog svoje visoke gustoće snage, dugog vijeka trajanja i mogućnosti brzog punjenja. Koriste se i drugi kemijski sastavi poput olovno-kiselinskih i protočnih baterija.
2) Sustav za pretvorbu energije (PCS) koji spaja baterijski sklop s električnom mrežom. PCS se sastoji od invertera, pretvarača i druge upravljačke opreme koja omogućuje protok energije u oba smjera između baterije i mreže.
3) Sustav za upravljanje baterijama (BMS) koji prati i kontrolira stanje i performanse pojedinačnih baterijskih ćelija. BMS balansira ćelije, štiti od oštećenja od prekomjernog punjenja ili dubokog pražnjenja te prati parametre poput napona, struje i temperature.
4) Sustav hlađenja koji uklanja višak topline iz baterija. Hlađenje tekućinom ili zrakom koristi se za održavanje baterija unutar optimalnog raspona radne temperature i maksimiziranje vijeka trajanja.
5) Kućište ili spremnik koji štiti i osigurava cijeli sustav baterija. Vanjska kućišta baterija moraju biti otporna na vremenske uvjete i sposobna izdržati ekstremne temperature.
Glavne funkcije BESS-a su:
• Apsorbirajte višak energije iz mreže tijekom razdoblja niske potražnje i oslobađajte ga kada je potražnja visoka. To pomaže u stabilizaciji fluktuacija napona i frekvencije.
• Pohranite obnovljivu energiju iz izvora poput solarnih fotonaponskih panela i vjetroelektrana koje imaju promjenjivu i povremenu proizvodnju, a zatim isporučite tu pohranjenu energiju kada sunce ne sja ili vjetar ne puše. To vremenski pomiče obnovljivu energiju na vrijeme kada je najpotrebnija.
• Osigurati rezervno napajanje tijekom kvarova ili prekida u mreži kako bi kritična infrastruktura ostala u radu, bilo u otočnom ili mrežno vezanom načinu rada.
• Sudjelovati u programima odgovora na potražnju i pomoćnih usluga povećanjem ili smanjenjem proizvodnje snage prema potražnji, pružanjem regulacije frekvencije i drugih mrežnih usluga.
Zaključno, kako obnovljivi izvori energije nastavljaju rasti kao postotak elektroenergetskih mreža diljem svijeta, veliki sustavi za pohranu energije u baterijama igrat će neizostavnu ulogu u tome da ta čista energija bude pouzdana i dostupna 24 sata dnevno. BESS tehnologija pomoći će u maksimiziranju vrijednosti obnovljivih izvora energije, stabilizaciji elektroenergetskih mreža i podršci prijelazu na održiviju energetsku budućnost s niskim udjelom ugljika.
Vrijeme objave: 07.07.2023.
