Como funcionam os sistemas de armazenamento de energia de baterias?

Um sistema de armazenamento de energia em bateria, comumente conhecido como BESS, utiliza bancos de baterias recarregáveis ​​para armazenar o excesso de eletricidade da rede ou de fontes renováveis ​​para uso posterior. À medida que as tecnologias de energia renovável e redes inteligentes avançam, os sistemas BESS desempenham um papel cada vez mais vital na estabilização do fornecimento de energia e na maximização do valor da energia verde. Então, como exatamente esses sistemas funcionam?
Etapa 1: Banco de baterias
A base de qualquer BESS é o meio de armazenamento de energia: baterias. Vários módulos de bateria, ou "células", são interligados para formar um "banco de baterias" que fornece a capacidade de armazenamento necessária. As células mais comumente utilizadas são as de íons de lítio devido à sua alta densidade de potência, longa vida útil e capacidade de carregamento rápido. Outros produtos químicos, como baterias de chumbo-ácido e de fluxo, também são utilizados em algumas aplicações.
Etapa 2: Sistema de conversão de energia
O banco de baterias se conecta à rede elétrica por meio de um sistema de conversão de energia, ou PCS. O PCS consiste em componentes eletrônicos de potência, como um inversor, um conversor e filtros, que permitem o fluxo de energia em ambas as direções entre a bateria e a rede. O inversor converte a corrente contínua (CC) da bateria em corrente alternada (CA) utilizada pela rede, e o conversor faz o inverso para carregar a bateria.
Etapa 3: Sistema de gerenciamento de bateria
Um sistema de gerenciamento de bateria, ou BMS, monitora e controla cada célula individual dentro do banco de baterias. O BMS equilibra as células, regula a tensão e a corrente durante a carga e a descarga e protege contra danos causados ​​por sobrecarga, sobrecorrente ou descarga profunda. Ele monitora parâmetros-chave como tensão, corrente e temperatura para otimizar o desempenho e a vida útil da bateria.
Etapa 4: Sistema de resfriamento
Um sistema de resfriamento remove o excesso de calor das baterias durante a operação. Isso é fundamental para manter as células dentro de sua faixa ideal de temperatura e maximizar o ciclo de vida. Os tipos mais comuns de resfriamento utilizados são o resfriamento a líquido (pela circulação do líquido refrigerante através das placas em contato com as baterias) e o resfriamento a ar (usando ventiladores para forçar o ar através dos compartimentos das baterias).
Etapa 5: Operação
Durante períodos de baixa demanda de eletricidade ou alta produção de energia renovável, o BESS absorve o excesso de energia por meio do sistema de conversão de energia e o armazena no banco de baterias. Quando a demanda é alta ou as energias renováveis ​​não estão disponíveis, a energia armazenada é descarregada de volta para a rede através do inversor. Isso permite que o BESS "desloque" a energia renovável intermitente, estabilize a frequência e a tensão da rede e forneça energia de reserva durante interrupções.
O sistema de gerenciamento de bateria monitora o estado de carga de cada célula e controla a taxa de carga e descarga para evitar sobrecarga, superaquecimento e descarga profunda das baterias, prolongando sua vida útil. E o sistema de resfriamento trabalha para manter a temperatura geral da bateria dentro de uma faixa operacional segura.
Em resumo, um sistema de armazenamento de energia em bateria utiliza baterias, componentes eletrônicos de potência, controles inteligentes e gerenciamento térmico de forma integrada para armazenar o excesso de eletricidade e descarregar energia sob demanda. Isso permite que a tecnologia BESS maximize o valor das fontes de energia renováveis, torne as redes elétricas mais eficientes e sustentáveis ​​e apoie a transição para um futuro energético de baixo carbono.

Com o surgimento de fontes de energia renováveis, como a solar e a eólica, os sistemas de armazenamento de energia em baterias de larga escala (BESS) desempenham um papel cada vez mais importante na estabilização das redes elétricas. Um sistema de armazenamento de energia em baterias utiliza baterias recarregáveis ​​para armazenar o excesso de eletricidade da rede ou de fontes renováveis ​​e devolvê-la quando necessário. A tecnologia BESS ajuda a maximizar a utilização de energia renovável intermitente e melhora a confiabilidade, a eficiência e a sustentabilidade geral da rede.
Um BESS normalmente consiste em vários componentes:
1) Bancos de baterias compostos por múltiplos módulos ou células para fornecer a capacidade de armazenamento de energia necessária. As baterias de íons de lítio são as mais comumente utilizadas devido à sua alta densidade de potência, longa vida útil e capacidade de carregamento rápido. Outros produtos químicos, como baterias de chumbo-ácido e de fluxo, também são utilizados.
2) Sistema de conversão de energia (PCS) que conecta o banco de baterias à rede elétrica. O PCS consiste em um inversor, um conversor e outros equipamentos de controle que permitem que a energia flua em ambas as direções entre a bateria e a rede.
3) Sistema de gerenciamento de bateria (BMS) que monitora e controla o estado e o desempenho de cada célula da bateria. O BMS equilibra as células, protege contra danos por sobrecarga ou descarga profunda e monitora parâmetros como tensão, corrente e temperatura.