Батарея энергиясын сақтау жүйесі, әдетте BESS деп аталады, электр желісінен немесе жаңартылатын көздерден артық электр энергиясын кейін пайдалану үшін сақтау үшін қайта зарядталатын батареялар банктерін пайдаланады. Жаңартылатын энергия көздері мен ақылды электр желісі технологиялары дамыған сайын, BESS жүйелері электр қуатын тұрақтандыруда және жасыл энергияның құндылығын барынша арттыруда маңызды рөл атқарып келеді. Сонымен, бұл жүйелер қалай жұмыс істейді?
1-қадам: Батарея банкі
Кез келген BESS-тің негізі энергия сақтау ортасы - батареялар болып табылады. Бірнеше батарея модульдері немесе "ұяшықтар" қажетті сақтау сыйымдылығын қамтамасыз ететін "батарея банкін" құру үшін бір-біріне жалғанған. Ең жиі қолданылатын ұяшықтар - жоғары қуат тығыздығы, ұзақ қызмет ету мерзімі және жылдам зарядтау қабілетіне байланысты литий-ионды ұяшықтар. Кейбір қолданбаларда қорғасын-қышқылды және ағынды батареялар сияқты басқа химиялық заттар да қолданылады.
2-қадам: Қуатты түрлендіру жүйесі
Батарея банкі электр желісіне қуатты түрлендіру жүйесі немесе PCS арқылы қосылады. PCS инвертор, түрлендіргіш және батарея мен желі арасында екі бағытта да қуат ағуына мүмкіндік беретін сүзгілер сияқты қуат электроникасының компоненттерінен тұрады. Инвертор батареядан шығатын тұрақты токты (ТТ) желі пайдаланатын айнымалы токқа (АТ) түрлендіреді, ал түрлендіргіш батареяны зарядтау үшін керісінше әрекет етеді.
3-қадам: Батареяны басқару жүйесі
Батареяны басқару жүйесі немесе BMS батарея банкіндегі әрбір жеке батарея ұяшығын бақылайды және басқарады. BMS ұяшықтарды теңестіреді, зарядтау және разрядтау кезінде кернеу мен токты реттейді және шамадан тыс зарядтаудан, шамадан тыс токтардан немесе терең разрядтан болатын зақымданудан қорғайды. Ол батареяның жұмысын және қызмет ету мерзімін оңтайландыру үшін кернеу, ток және температура сияқты негізгі параметрлерді бақылайды.
4-қадам: Салқындату жүйесі
Салқындату жүйесі жұмыс кезінде батареялардан артық жылуды кетіреді. Бұл батареяларды оңтайлы температура диапазонында ұстау және циклдің қызмет ету мерзімін барынша арттыру үшін өте маңызды. Қолданылатын ең көп таралған салқындату түрлері - сұйық салқындату (батареялармен жанасатын пластиналар арқылы салқындатқыш сұйықтықты айналдыру арқылы) және ауамен салқындату (батарея корпустары арқылы ауаны шығару үшін желдеткіштерді пайдалану).
5-қадам: Операция
Электр энергиясына деген сұраныс төмен немесе жаңартылатын энергия өндірісі жоғары кезеңдерінде BESS артық энергияны қуатты түрлендіру жүйесі арқылы сіңіріп, оны батарея банкінде сақтайды. Сұраныс жоғары болған кезде немесе жаңартылатын энергия көздері қолжетімді болмаған кезде, сақталған энергия инвертор арқылы желіге қайтарылады. Бұл BESS-ке үзілісті жаңартылатын энергияны «уақыт бойынша ауыстыруға», желі жиілігі мен кернеуін тұрақтандыруға және үзілістер кезінде резервтік қуатпен қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.
Батареяны басқару жүйесі әрбір ұяшықтың заряд күйін бақылайды және батареялардың шамадан тыс зарядталуын, қызып кетуін және терең разрядталуын болдырмау үшін зарядтау мен разрядтау жылдамдығын басқарады, бұл олардың пайдалану мерзімін ұзартады. Ал салқындату жүйесі батареяның жалпы температурасын қауіпсіз жұмыс диапазонында ұстап тұру үшін жұмыс істейді.
Қорытындылай келе, батарея энергиясын сақтау жүйесі артық электр энергиясын сақтау және сұраныс бойынша қуатты босату үшін батареяларды, қуат электроникасының компоненттерін, интеллектуалды басқару элементтерін және жылулық басқаруды біріктірілген түрде пайдаланады. Бұл BESS технологиясына жаңартылатын энергия көздерінің құндылығын барынша арттыруға, электр желілерін тиімдірек және тұрақты етуге және төмен көміртекті энергетикалық болашаққа көшуді қолдауға мүмкіндік береді.
Күн және жел энергиясы сияқты жаңартылатын энергия көздерінің көбеюімен, ірі көлемді батарея энергиясын сақтау жүйелері (BESS) электр желілерін тұрақтандыруда маңызды рөл атқарып келеді. Батарея энергиясын сақтау жүйесі электр желісінен немесе жаңартылатын энергия көздерінен артық электр энергиясын сақтау және қажет болған жағдайда сол қуатты қайтару үшін қайта зарядталатын батареяларды пайдаланады. BESS технологиясы үзік-үзік жаңартылатын энергияны пайдалануды барынша арттыруға көмектеседі және электр желісінің жалпы сенімділігін, тиімділігін және тұрақтылығын жақсартады.
BESS әдетте бірнеше компоненттерден тұрады:
1) Қажетті энергия сақтау сыйымдылығын қамтамасыз ету үшін бірнеше батарея модульдерінен немесе ұяшықтарынан жасалған батарея банктері. Литий-ионды батареялар жоғары қуат тығыздығына, ұзақ қызмет ету мерзіміне және жылдам зарядтау мүмкіндіктеріне байланысты жиі қолданылады. Қорғасын-қышқылды және ағынды батареялар сияқты басқа химиялық заттар да қолданылады.
2) Батарея банкін электр желісіне қосатын қуатты түрлендіру жүйесі (ҚТЖ). ҚТЖ инвертордан, түрлендіргіштен және батарея мен электр желісі арасында екі бағытта да қуат ағуына мүмкіндік беретін басқа басқару жабдығынан тұрады.
3) Жеке батарея элементтерінің күйі мен өнімділігін бақылайтын және басқаратын батареяны басқару жүйесі (ББЖ). ББЖ элементтерді теңестіреді, шамадан тыс зарядтаудан немесе терең разрядтан болатын зақымданудан қорғайды және кернеу, ток және температура сияқты параметрлерді бақылайды.
4) Батареялардан артық жылуды кетіретін салқындату жүйесі. Батареяларды оңтайлы жұмыс температурасы диапазонында ұстап тұру және қызмет ету мерзімін барынша арттыру үшін сұйық немесе ауа негізіндегі салқындату қолданылады.
5) Батарея жүйесін толығымен қорғайтын және бекітетін корпус немесе контейнер. Сыртқы батарея корпустары ауа райына төзімді және төтенше температураға төтеп бере алатын болуы керек.
BESS негізгі функциялары:
• Сұраныс аз кезеңдерде электр желісінен артық қуатты сіңіріп, сұраныс жоғары болған кезде оны босатыңыз. Бұл кернеу мен жиілік ауытқуларын тұрақтандыруға көмектеседі.
• Күн сәулесі түспеген немесе жел соқпаған кезде сақталған энергияны жел электр станциялары және күн энергиясы сияқты айнымалы және үзік-үзік қуат көздерінен жинаңыз, содан кейін сол жинақталған энергияны беріңіз. Бұл уақыт жаңартылатын энергияны ең қажет уақытқа ауыстырады.
• Электр желісіндегі ақаулар немесе үзілістер кезінде маңызды инфрақұрылымның жұмысын арал немесе электр желісіне қосылған режимде ұстап тұру үшін резервтік қуатпен қамтамасыз ету.
• Сұраныс бойынша қуат өндірісін арттыру немесе азайту, жиілікті реттеу және басқа да электр желісі қызметтерін ұсыну арқылы сұранысқа жауап беру және қосалқы қызмет көрсету бағдарламаларына қатысу.
Қорытындылай келе, жаңартылатын энергия көздерінің бүкіл әлемдегі электр желілеріндегі үлесі өсіп келе жатқандықтан, ірі көлемді батарея энергиясын сақтау жүйелері таза энергияны сенімді және тәулік бойы қолжетімді етуде маңызды рөл атқарады. BESS технологиясы жаңартылатын энергия көздерінің құндылығын барынша арттыруға, электр желілерін тұрақтандыруға және тұрақты, төмен көміртекті энергетикалық болашаққа көшуді қолдауға көмектеседі.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 7 шілде
