Et batterilagringssystem, ofte kjent som et BESS, bruker banker med oppladbare batterier for å lagre overflødig strøm fra strømnettet eller fornybare kilder for senere bruk. Etter hvert som fornybar energi og smartnettteknologier utvikler seg, spiller BESS-systemer en stadig viktigere rolle i å stabilisere strømforsyningen og maksimere verdien av grønn energi. Så hvordan fungerer egentlig disse systemene?
Trinn 1: Batteribank
Grunnlaget for ethvert BESS-system er energilagringsmediet – batterier. Flere batterimoduler eller «celler» kobles sammen for å danne en «batteribank» som gir den nødvendige lagringskapasiteten. De mest brukte cellene er litiumionbatterier på grunn av deres høye effekttetthet, lange levetid og hurtigladeevne. Andre kjemiske stoffer som blybatterier og strømningsbatterier brukes også i noen applikasjoner.
Trinn 2: Kraftkonverteringssystem
Batteribanken kobles til strømnettet via et kraftomformingssystem, eller PCS. PCS-en består av kraftelektroniske komponenter som en inverter, omformer og filtre som lar strømmen flyte i begge retninger mellom batteriet og strømnettet. Inverteren konverterer likestrøm (DC) fra batteriet til vekselstrøm (AC) som strømnettet bruker, og omformeren gjør det motsatte for å lade batteriet.
Trinn 3: Batteristyringssystem
Et batteristyringssystem, eller BMS, overvåker og kontrollerer hver enkelt battericelle i batteribanken. BMS-et balanserer cellene, regulerer spenning og strøm under lading og utlading, og beskytter mot skade fra overlading, overstrøm eller dyputlading. Det overvåker viktige parametere som spenning, strøm og temperatur for å optimalisere batteriets ytelse og levetid.
Trinn 4: Kjølesystem
Et kjølesystem fjerner overflødig varme fra batteriene under drift. Dette er avgjørende for å holde cellene innenfor sitt optimale temperaturområde og maksimere sykluslevetiden. De vanligste typene kjøling som brukes er væskekjøling (ved å sirkulere kjølevæske gjennom plater i kontakt med batteriene) og luftkjøling (ved å bruke vifter til å presse luft gjennom batterikapslingene).
Trinn 5: Drift
I perioder med lav etterspørsel etter strøm eller høy produksjon av fornybar energi, absorberer BESS-systemet overskuddsstrøm via kraftomformingssystemet og lagrer det i batteribanken. Når etterspørselen er høy eller fornybar energi ikke er tilgjengelig, slippes den lagrede energien tilbake til nettet via omformeren. Dette lar BESS-systemet "tidsforskyve" intermitterende fornybar energi, stabilisere nettfrekvens og spenning, og gi backup-strøm under strømbrudd.
Batteristyringssystemet overvåker ladetilstanden til hver celle og kontrollerer lade- og utladingshastigheten for å forhindre overlading, overoppheting og dyputlading av batteriene – noe som forlenger levetiden. Kjølesystemet jobber for å holde den totale batteritemperaturen innenfor et trygt driftsområde.
Kort sagt, et batteribasert energilagringssystem utnytter batterier, kraftelektronikkkomponenter, intelligente kontroller og termisk styring på en integrert måte for å lagre overskuddselektrisitet og utlade strøm etter behov. Dette gjør at BESS-teknologi kan maksimere verdien av fornybare energikilder, gjøre strømnett mer effektive og bærekraftige, og støtte overgangen til en lavkarbonenergifremtid.
Med fremveksten av fornybare energikilder som sol- og vindkraft, spiller storskala batterilagringssystemer (BESS) en stadig viktigere rolle i å stabilisere strømnettet. Et batterilagringssystem bruker oppladbare batterier til å lagre overflødig strøm fra nettet eller fra fornybar energi og levere den strømmen tilbake når det er nødvendig. BESS-teknologi bidrar til å maksimere utnyttelsen av periodisk fornybar energi og forbedrer den generelle påliteligheten, effektiviteten og bærekraften i nettet.
Et BESS består vanligvis av flere komponenter:
1) Batteribanker laget av flere batterimoduler eller celler for å gi den nødvendige energilagringskapasiteten. Litiumionbatterier er mest brukte på grunn av høy effekttetthet, lang levetid og hurtiglademuligheter. Andre kjemiske stoffer som blysyre- og strømningsbatterier brukes også.
2) Kraftomformingssystem (PCS) som kobler batteribanken til strømnettet. PCS-en består av en inverter, omformer og annet kontrollutstyr som lar strømmen flyte i begge retninger mellom batteriet og strømnettet.
3) Batteristyringssystem (BMS) som overvåker og kontrollerer tilstanden og ytelsen til de enkelte battericellene. BMS-et balanserer cellene, beskytter mot skade fra overlading eller dyputlading, og overvåker parametere som spenning, strøm og temperatur.
4) Kjølesystem som fjerner overflødig varme fra batteriene. Væske- eller luftbasert kjøling brukes til å holde batteriene innenfor optimal driftstemperatur og maksimere levetiden.
5) Hus eller beholder som beskytter og sikrer hele batterisystemet. Utendørs batterikapslinger må være værbestandige og tåle ekstreme temperaturer.
Hovedfunksjonene til et BESS er å:
• Absorbere overskuddskraft fra nettet i perioder med lav etterspørsel og frigjøre den når etterspørselen er høy. Dette bidrar til å stabilisere spennings- og frekvenssvingninger.
• Lagre fornybar energi fra kilder som solceller og vindparker med variabel og periodisk effekt, og deretter levere den lagrede strømmen når solen ikke skinner eller vinden ikke blåser. Dette forskyver den fornybare energien til når den trengs mest.
• Sørg for reservestrøm ved nettfeil eller -avbrudd for å holde kritisk infrastruktur i drift, enten i øy- eller nettkoblet modus.
• Delta i etterspørselsrespons og tilleggstjenester ved å øke eller redusere effektuttaket etter behov, tilby frekvensregulering og andre nettjenester.
Avslutningsvis, ettersom fornybar energi fortsetter å vokse som andel av strømnett over hele verden, vil storskala batterilagringssystemer spille en uunnværlig rolle i å gjøre den rene energien pålitelig og tilgjengelig døgnet rundt. BESS-teknologi vil bidra til å maksimere verdien av fornybar energi, stabilisere strømnett og støtte overgangen til en mer bærekraftig, lavkarbon energifremtid.
Publisert: 07.07.2023
