Hoe werken batterij-energieopslagsystemen?

Een batterij-energieopslagsysteem, beter bekend als een BESS, maakt gebruik van oplaadbare batterijen om overtollige elektriciteit uit het net of hernieuwbare bronnen op te slaan voor later gebruik. Naarmate technologieën voor hernieuwbare energie en slimme netwerken zich verder ontwikkelen, spelen BESS-systemen een steeds belangrijkere rol bij het stabiliseren van de stroomvoorziening en het maximaliseren van de waarde van groene energie. Maar hoe werken deze systemen precies?
Stap 1: Batterijbank
De basis van elke BESS is het energieopslagmedium: batterijen. Meerdere batterijmodules of "cellen" worden met elkaar verbonden om een ​​"batterijbank" te vormen die de benodigde opslagcapaciteit biedt. De meest gebruikte cellen zijn lithium-ionbatterijen vanwege hun hoge vermogensdichtheid, lange levensduur en snelle oplaadmogelijkheden. Andere chemische verbindingen, zoals loodzuuraccu's en flowaccu's, worden in sommige toepassingen ook gebruikt.
Stap 2: Vermogensomzettingssysteem
De accubank is via een stroomconversiesysteem (PCS) aangesloten op het elektriciteitsnet. Het PCS bestaat uit vermogenselektronica zoals een omvormer, converter en filters die ervoor zorgen dat de stroom in beide richtingen tussen de accu en het net kan stromen. De omvormer zet gelijkstroom (DC) van de accu om in wisselstroom (AC) die het net gebruikt, en de converter doet het omgekeerde om de accu op te laden.
Stap 3: Batterijbeheersysteem
Een batterijbeheersysteem (BMS) bewaakt en bestuurt elke afzonderlijke batterijcel binnen de batterijbank. Het BMS balanceert de cellen, reguleert de spanning en stroomsterkte tijdens het laden en ontladen en beschermt tegen schade door overladen, overstroom of diepontlading. Het bewaakt belangrijke parameters zoals spanning, stroomsterkte en temperatuur om de prestaties en levensduur van de batterij te optimaliseren.
Stap 4: Koelsysteem
Een koelsysteem voert overtollige warmte af van de accu's tijdens gebruik. Dit is cruciaal om de cellen binnen hun optimale temperatuurbereik te houden en de levensduur te maximaliseren. De meest gebruikte vormen van koeling zijn vloeistofkoeling (door koelmiddel te laten circuleren door platen die in contact staan ​​met de accu's) en luchtkoeling (met behulp van ventilatoren die lucht door de accubehuizingen persen).
Stap 5: Bediening
Tijdens periodes met een lage elektriciteitsvraag of een hoge productie van hernieuwbare energie absorbeert de BESS overtollige energie via het stroomconversiesysteem en slaat deze op in de accubank. Wanneer de vraag hoog is of hernieuwbare energiebronnen niet beschikbaar zijn, wordt de opgeslagen energie via de omvormer teruggevoerd naar het net. Dit stelt de BESS in staat om intermitterende hernieuwbare energie te "time-shiften", de netfrequentie en -spanning te stabiliseren en noodstroom te leveren tijdens stroomuitval.
Het batterijbeheersysteem bewaakt de laadtoestand van elke cel en regelt de laad- en ontlaadsnelheid om overladen, oververhitting en diepontlading van de batterijen te voorkomen en zo hun levensduur te verlengen. Het koelsysteem zorgt ervoor dat de algehele batterijtemperatuur binnen een veilig bereik blijft.
Kortom, een batterij-energieopslagsysteem combineert batterijen, vermogenselektronica, intelligente besturingen en thermisch beheer op een geïntegreerde manier om overtollige elektriciteit op te slaan en op aanvraag energie af te voeren. Dit stelt BESS-technologie in staat om de waarde van hernieuwbare energiebronnen te maximaliseren, elektriciteitsnetten efficiënter en duurzamer te maken en de transitie naar een koolstofarme energietoekomst te ondersteunen.

Met de opkomst van hernieuwbare energiebronnen zoals zonne- en windenergie spelen grootschalige batterij-energieopslagsystemen (BESS) een steeds belangrijkere rol bij het stabiliseren van elektriciteitsnetten. Een batterij-energieopslagsysteem gebruikt oplaadbare batterijen om overtollige elektriciteit uit het net of uit hernieuwbare bronnen op te slaan en terug te leveren wanneer dat nodig is. BESS-technologie helpt het gebruik van intermitterende hernieuwbare energie te maximaliseren en verbetert de algehele betrouwbaarheid, efficiëntie en duurzaamheid van het net.
Een BESS bestaat doorgaans uit meerdere componenten:
1) Accubanken bestaande uit meerdere batterijmodules of cellen om de benodigde energieopslagcapaciteit te bieden. Lithium-ionaccu's worden het meest gebruikt vanwege hun hoge vermogensdichtheid, lange levensduur en snelle oplaadmogelijkheden. Andere chemische verbindingen, zoals loodzuuraccu's en flowaccu's, worden ook gebruikt.
2) Power Conversion System (PCS) dat de accubank verbindt met het elektriciteitsnet. Het PCS bestaat uit een omvormer, converter en andere regelapparatuur die ervoor zorgt dat de stroom in beide richtingen tussen de accu en het net stroomt.
3) Batterijbeheersysteem (BMS) dat de status en prestaties van de afzonderlijke batterijcellen bewaakt en regelt. Het BMS balanceert de cellen, beschermt tegen schade door overladen of diep ontladen en bewaakt parameters zoals spanning, stroomsterkte en temperatuur.