Baterijų energijos kaupimo sistema, paprastai vadinama BESS, naudoja įkraunamų baterijų blokus, kad kauptų perteklinę elektros energiją iš tinklo arba atsinaujinančių šaltinių, kurią būtų galima panaudoti vėliau. Tobulėjant atsinaujinančiosios energijos ir išmaniųjų tinklų technologijoms, BESS sistemos vaidina vis svarbesnį vaidmenį stabilizuojant energijos tiekimą ir maksimaliai didinant žaliosios energijos vertę. Taigi, kaip tiksliai veikia šios sistemos?
1 veiksmas: Baterijų bankas
Bet kurios BESS pagrindas yra energijos kaupimo terpė – akumuliatoriai. Keli akumuliatorių moduliai arba „elementai“ yra sujungti į „akumuliatorių banką“, kuris užtikrina reikiamą kaupimo talpą. Dažniausiai naudojami ličio jonų elementai dėl didelio galios tankio, ilgo tarnavimo laiko ir greito įkrovimo. Kai kuriais atvejais naudojamos ir kitų cheminių medžiagų, pavyzdžiui, švino-rūgšties ir srauto akumuliatoriai.
2 veiksmas: energijos konvertavimo sistema
Akumuliatorių blokas prie elektros tinklo jungiamas per energijos konversijos sistemą arba PCS. PCS sudaro galios elektronikos komponentai, tokie kaip keitiklis, konverteris ir filtrai, kurie leidžia energijai tekėti abiem kryptimis tarp akumuliatoriaus ir tinklo. Keitiklis konvertuoja nuolatinę srovę (DC) iš akumuliatoriaus į kintamąją srovę (AC), kurią naudoja tinklas, o keitiklis atlieka atvirkštinį veiksmą, kad įkrautų akumuliatorių.
3 veiksmas: Baterijų valdymo sistema
Akumuliatorių valdymo sistema (BMS) stebi ir valdo kiekvieną atskirą akumuliatoriaus elementą akumuliatorių bloke. BMS balansuoja elementus, reguliuoja įtampą ir srovę įkrovimo ir iškrovimo metu bei apsaugo nuo pažeidimų, kuriuos sukelia per didelis įkrovimas, per didelės srovės ar visiškas iškrovimas. Ji stebi pagrindinius parametrus, tokius kaip įtampa, srovė ir temperatūra, kad optimizuotų akumuliatoriaus veikimą ir tarnavimo laiką.
4 veiksmas: aušinimo sistema
Aušinimo sistema pašalina akumuliatorių šilumos perteklių veikimo metu. Tai labai svarbu norint palaikyti optimalią elementų temperatūrą ir pailginti ciklo tarnavimo laiką. Dažniausiai naudojami aušinimo būdai yra aušinimas skysčiu (aušinimo skystis cirkuliuoja per plokštes, kurios liečiasi su akumuliatoriais) ir aušinimas oru (naudojant ventiliatorius, kad oras stumtųsi per akumuliatorių korpusus).
5 veiksmas: veikimas
Esant mažam elektros energijos poreikiui arba dideliam atsinaujinančios energijos kiekiui, BESS absorbuoja perteklinę energiją per energijos konversijos sistemą ir kaupia ją akumuliatorių bloke. Kai paklausa didelė arba atsinaujinančios energijos nėra, sukaupta energija per keitiklį išleidžiama atgal į tinklą. Tai leidžia BESS „keisti laiką“ pertraukiamą atsinaujinančios energijos gamybą, stabilizuoti tinklo dažnį ir įtampą bei teikti atsarginę energiją nutrūkus tiekimui.
Baterijos valdymo sistema stebi kiekvieno elemento įkrovos būseną ir kontroliuoja įkrovimo bei iškrovimo greitį, kad būtų išvengta baterijų perkrovimo, perkaitimo ir visiško iškrovimo – taip pailginant jų naudojimo laiką. O aušinimo sistema veikia taip, kad bendra baterijos temperatūra būtų saugiame darbiniame diapazone.
Apibendrinant, akumuliatorinė energijos kaupimo sistema integruotai naudoja akumuliatorius, galios elektronikos komponentus, išmaniuosius valdiklius ir šilumos valdymą, kad kauptų perteklinę elektros energiją ir ją iškrautų pagal poreikį. Tai leidžia BESS technologijai maksimaliai padidinti atsinaujinančių energijos šaltinių vertę, padidinti elektros tinklų efektyvumą ir tvarumą bei paremti perėjimą prie mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančios energijos ateities.
Augant atsinaujinančiųjų energijos šaltinių, tokių kaip saulės ir vėjo energija, populiarumui, didelio masto akumuliatorinės energijos kaupimo sistemos (BESS) vaidina vis svarbesnį vaidmenį stabilizuojant elektros tinklus. Baterijų energijos kaupimo sistema naudoja įkraunamas baterijas, kad kauptų perteklinę elektros energiją iš tinklo arba iš atsinaujinančių šaltinių ir ją grąžintų, kai to reikia. BESS technologija padeda maksimaliai išnaudoti pertraukiamą atsinaujinančiąją energiją ir pagerina bendrą tinklo patikimumą, efektyvumą ir tvarumą.
BESS paprastai sudaro keli komponentai:
1) Akumuliatorių blokai, sudaryti iš kelių akumuliatorių modulių arba elementų, siekiant užtikrinti reikiamą energijos kaupimo talpą. Ličio jonų akumuliatoriai dažniausiai naudojami dėl didelio galios tankio, ilgo tarnavimo laiko ir greito įkrovimo galimybių. Taip pat naudojami kitų cheminių medžiagų akumuliatoriai, pavyzdžiui, švino-rūgšties ir srauto akumuliatoriai.
2) Energijos konversijos sistema (PCS), jungianti akumuliatorių banką su elektros tinklu. PCS sudaro keitiklis, konverteris ir kita valdymo įranga, leidžianti energijai tekėti abiem kryptimis tarp akumuliatoriaus ir tinklo.
3) Akumuliatorių valdymo sistema (BMS), kuri stebi ir kontroliuoja atskirų akumuliatoriaus elementų būseną ir veikimą. BMS balansuoja elementus, apsaugo nuo pažeidimų dėl perkrovimo ar visiško iškrovimo ir stebi tokius parametrus kaip įtampa, srovė ir temperatūra.
4) Aušinimo sistema, kuri pašalina akumuliatorių perteklinę šilumą. Skysčio arba oro pagrindu veikiantis aušinimas naudojamas siekiant palaikyti optimalią akumuliatorių darbinę temperatūrą ir pailginti jų tarnavimo laiką.
5) Korpusas arba konteineris, apsaugantis ir pritvirtinantis visą akumuliatorių sistemą. Lauko akumuliatorių korpusai turi būti atsparūs oro sąlygoms ir ekstremalioms temperatūroms.
Pagrindinės BESS funkcijos yra šios:
• Sugerti perteklinę energiją iš tinklo esant mažam poreikiui ir išleisti ją, kai poreikis didelis. Tai padeda stabilizuoti įtampos ir dažnio svyravimus.
• Kaupkite atsinaujinančiąją energiją iš tokių šaltinių kaip saulės fotovoltinės baterijos ir vėjo jėgainės, kurių galia kintama ir pertraukiama, o tada tiekite tą sukauptą energiją, kai nešviečia saulė arba nepučia vėjas. Taip atsinaujinanti energija perkeliama į laiką, kai jos labiausiai reikia.
• Užtikrinti atsarginį energijos tiekimą tinklo gedimų ar nutrūkimų metu, kad kritinė infrastruktūra veiktų – tiek izoliuotu, tiek prie tinklo prijungtu režimu.
• Dalyvauti paklausos valdymo ir pagalbinių paslaugų programose, didinant arba mažinant galią pagal poreikį, teikiant dažnio reguliavimą ir kitas tinklo paslaugas.
Apibendrinant galima teigti, kad atsinaujinančiosios energijos dalis elektros tinkluose visame pasaulyje toliau auga, todėl didelio masto akumuliatorinės energijos kaupimo sistemos atliks nepakeičiamą vaidmenį užtikrinant, kad švari energija būtų patikima ir prieinama visą parą. BESS technologija padės maksimaliai padidinti atsinaujinančiosios energijos vertę, stabilizuoti elektros tinklus ir paremti perėjimą prie tvaresnės, mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančios energijos ateities.
Įrašo laikas: 2023 m. liepos 7 d.
