מערכת אחסון אנרגיה בסוללות, הידועה בכינויה BESS, משתמשת בבנקים של סוללות נטענות כדי לאגור עודפי חשמל מהרשת או ממקורות מתחדשים לשימוש מאוחר יותר. ככל שטכנולוגיות האנרגיה המתחדשת והרשת החכמה מתקדמות, מערכות BESS ממלאות תפקיד חיוני יותר ויותר בייצוב אספקת החשמל ובמיקסום הערך של אנרגיה ירוקה. אז איך בדיוק מערכות אלו פועלות?
שלב 1: סוללת גיבוי
הבסיס של כל מערכת BESS היא אמצעי אחסון אנרגיה - סוללות. מודולי סוללה מרובים או "תאים" מחוברים יחד ליצירת "סוללה" המספקת את קיבולת האחסון הנדרשת. התאים הנפוצים ביותר הם ליתיום-יון בשל צפיפות ההספק הגבוהה שלהם, תוחלת החיים הארוכה ויכולת הטעינה המהירה שלהם. כימיקלים אחרים כמו סוללות עופרת-חומצה וסוללות זרימה משמשים גם הם ביישומים מסוימים.
שלב 2: מערכת המרת חשמל
סוללת החשמל מתחברת לרשת החשמל באמצעות מערכת המרת חשמל או PCS. ה-PCS מורכבת מרכיבי אלקטרוניקה כמו ממיר חשמל, ממיר ומסננים המאפשרים לזרימת חשמל בשני הכיוונים בין הסוללה לרשת. הממיר ממיר זרם ישר (DC) מהסוללה לזרם חילופין (AC) בו משתמשת הרשת, והממיר עושה את ההפך כדי לטעון את הסוללה.
שלב 3: מערכת ניהול סוללות
מערכת ניהול סוללות, או BMS, מנטרת ושולטת בכל תא סוללה בנפרד בתוך קבוצת הסוללות. מערכת ה-BMS מאזנת את התאים, מווסתת את המתח והזרם במהלך הטעינה והפריקה, ומגנה מפני נזק כתוצאה מטעינת יתר, זרמי יתר או פריקה עמוקה. היא מנטרת פרמטרים מרכזיים כמו מתח, זרם וטמפרטורה כדי לייעל את ביצועי הסוללה ואת תוחלת החיים שלה.
שלב 4: מערכת קירור
מערכת קירור מסירה עודפי חום מהסוללות במהלך הפעולה. זה קריטי לשמירה על טווח הטמפרטורות האופטימלי של התאים ולמקסום חיי המחזור. סוגי הקירור הנפוצים ביותר הם קירור נוזלי (על ידי זרימת נוזל קירור דרך לוחות במגע עם הסוללות) וקירור אוויר (באמצעות מאווררים כדי לדחוף אוויר דרך מארז הסוללות).
שלב 5: הפעלה
בתקופות של ביקוש נמוך לחשמל או ייצור גבוה של אנרגיה מתחדשת, ה-BESS סופג עודפי חשמל דרך מערכת המרת חשמל ומאחסן אותם בסוללת הסוללה. כאשר הביקוש גבוה או שאנרגיות מתחדשות אינן זמינות, האנרגיה המאוחסנת משוחררת חזרה לרשת דרך הממיר. זה מאפשר ל-BESS "להזיז את הזמן" של אנרגיה מתחדשת לסירוגין, לייצב את תדר הרשת והמתח, ולספק גיבוי חשמל במהלך הפסקות חשמל.
מערכת ניהול הסוללות מנטרת את מצב הטעינה של כל תא ושולטת בקצב הטעינה והפריקה כדי למנוע טעינת יתר, התחממות יתר ופריקה עמוקה של הסוללות - מה שמאריך את חיי השימוש שלהן. ומערכת הקירור פועלת לשמירה על טמפרטורת הסוללה הכוללת בטווח פעולה בטוח.
לסיכום, מערכת אחסון אנרגיה בסוללות ממנפת סוללות, רכיבי אלקטרוניקה להספק, בקרות חכמות וניהול תרמי יחד בצורה משולבת כדי לאגור עודפי חשמל ולפרוק חשמל לפי דרישה. זה מאפשר לטכנולוגיית BESS למקסם את הערך של מקורות אנרגיה מתחדשים, להפוך את רשתות החשמל ליעילות ובנות קיימא יותר, ולתמוך במעבר לעתיד אנרגיה דל פחמן.
עם עלייתם של מקורות אנרגיה מתחדשים כמו אנרגיית שמש ואנרגיית רוח, מערכות אחסון אנרגיה בסוללות (BESS) בקנה מידה גדול ממלאות תפקיד חשוב יותר ויותר בייצוב רשתות החשמל. מערכת אחסון אנרגיה בסוללות משתמשת בסוללות נטענות כדי לאגור עודפי חשמל מהרשת או מאנרגיה מתחדשת ולספק חשמל זה בחזרה בעת הצורך. טכנולוגיית BESS מסייעת למקסם את ניצול האנרגיה המתחדשת לסירוגין ומשפרת את אמינות הרשת הכוללת, יעילותה וקיימותה.
BESS מורכב בדרך כלל ממספר רכיבים:
1) סוללות המורכבות ממודולי סוללה או תאים מרובים כדי לספק את קיבולת אחסון האנרגיה הנדרשת. סוללות ליתיום-יון הן הנפוצות ביותר בשל צפיפות ההספק הגבוהה שלהן, אורך החיים הארוך ויכולות הטעינה המהירות שלהן. גם סוללות כימיות אחרות כמו סוללות עופרת-חומצה וסוללות זרימה משמשות.
2) מערכת המרת חשמל (PCS) המחברת את סוללת החשמל לרשת החשמל. מערכת ה-PCS מורכבת מממיר, ממיר וציוד בקרה נוסף המאפשר לזרימת חשמל בשני הכיוונים בין הסוללה לרשת החשמל.
3) מערכת ניהול סוללות (BMS) המנטרת ושולטת במצב ובביצועים של תאי הסוללה השונים. מערכת ה-BMS מאזנת את התאים, מגנה מפני נזק מטעינת יתר או פריקה עמוקה, ומנטרת פרמטרים כמו מתח, זרם וטמפרטורה.
4) מערכת קירור המסירה עודפי חום מהסוללות. קירור נוזלי או מבוסס אוויר משמש לשמירה על הסוללות בטווח טמפרטורות ההפעלה האופטימלי שלהן ולמקסום תוחלת החיים.
5) מארז או מיכל המגן ומאבטח את כל מערכת הסוללות. מארזים חיצוניים של סוללות חייבים להיות עמידים בפני מזג אוויר ויכולים לעמוד בטמפרטורות קיצוניות.
התפקידים העיקריים של BESS הם:
• ספיגת עודפי חשמל מהרשת בתקופות של ביקוש נמוך ושחרורם כאשר הביקוש גבוה. זה עוזר לייצב את תנודות המתח והתדר.
• לאגור אנרגיה מתחדשת ממקורות כמו אנרגיה סולארית פוטו-וולטאית וחוות רוח בעלות תפוקה משתנה וסירוגין, ולאחר מכן לספק את החשמל המאוחסן כאשר השמש לא זורחת או הרוח לא נושבת. פעולה זו מזיזה את האנרגיה המתחדשת למועד בו היא נחוצה ביותר.
• לספק גיבוי חשמל במהלך תקלות או הפסקות חשמל ברשת כדי לשמור על פעילות תשתית קריטית, בין אם במצב אי או במצב מחובר לרשת.
• להשתתף בתוכניות תגובת ביקוש ושירותים נלווים על ידי העלאה או הורדה של תפוקת החשמל לפי דרישה, מתן ויסות תדרים ושירותי רשת אחרים.
לסיכום, ככל שאנרגיה מתחדשת ממשיכה לגדול כאחוז מרשתות החשמל ברחבי העולם, מערכות אחסון אנרגיה בסוללות בקנה מידה גדול ימלאו תפקיד חיוני בהפיכת אנרגיה נקייה זו לאמינה וזמינה מסביב לשעון. טכנולוגיית BESS תסייע למקסם את הערך של אנרגיה מתחדשת, לייצב את רשתות החשמל ולתמוך במעבר לעתיד אנרגיה בר-קיימא ודלת פחמן.
זמן פרסום: 07-07-2023
