Un sistem de stocare a energiei prin baterii, cunoscut în mod obișnuit sub numele de BESS, utilizează seturi de baterii reîncărcabile pentru a stoca excesul de energie electrică din rețea sau din surse regenerabile pentru utilizare ulterioară. Pe măsură ce tehnologiile de energie regenerabilă și rețele inteligente avansează, sistemele BESS joacă un rol din ce în ce mai important în stabilizarea alimentării cu energie și maximizarea valorii energiei verzi. Așadar, cum funcționează exact aceste sisteme?
Pasul 1: Banca de baterii
Fundația oricărui BESS este mediul de stocare a energiei - bateriile. Mai multe module de baterii sau „celule” sunt conectate împreună pentru a forma o „bancă de baterii” care oferă capacitatea de stocare necesară. Celulele cel mai frecvent utilizate sunt litiu-ion datorită densității lor mari de putere, duratei lungi de viață și capacității de încărcare rapidă. Alte substanțe chimice, cum ar fi bateriile cu plumb și bateriile cu flux, sunt, de asemenea, utilizate în unele aplicații.
Pasul 2: Sistem de conversie a puterii
Banca de baterii se conectează la rețeaua electrică prin intermediul unui sistem de conversie a energiei sau PCS. PCS este alcătuit din componente electronice de putere, cum ar fi un invertor, un convertor și filtre care permit circulația energiei electrice în ambele direcții între baterie și rețea. Invertorul convertește curentul continuu (CC) din baterie în curent alternativ (CA) pe care îl utilizează rețeaua, iar convertorul face inversul pentru a încărca bateria.
Pasul 3: Sistem de gestionare a bateriei
Un sistem de gestionare a bateriei, sau BMS, monitorizează și controlează fiecare celulă individuală a bateriei din cadrul bancului de baterii. BMS-ul echilibrează celulele, reglează tensiunea și curentul în timpul încărcării și descărcării și protejează împotriva deteriorării cauzate de supraîncărcare, supracurenți sau descărcare profundă. Acesta monitorizează parametri cheie precum tensiunea, curentul și temperatura pentru a optimiza performanța și durata de viață a bateriei.
Pasul 4: Sistem de răcire
Un sistem de răcire elimină excesul de căldură din baterii în timpul funcționării. Acest lucru este esențial pentru menținerea celulelor în intervalul optim de temperatură și maximizarea duratei de viață a ciclului de viață. Cele mai comune tipuri de răcire utilizate sunt răcirea cu lichid (prin circularea agentului de răcire prin plăcile aflate în contact cu bateriile) și răcirea cu aer (folosind ventilatoare pentru a forța aerul prin carcasele bateriilor).
Pasul 5: Operațiune
În perioadele cu cerere redusă de energie electrică sau producție ridicată de energie regenerabilă, BESS absoarbe excesul de energie prin intermediul sistemului de conversie a energiei și îl stochează în banca de baterii. Când cererea este mare sau sursele regenerabile nu sunt disponibile, energia stocată este descărcată înapoi în rețea prin intermediul invertorului. Acest lucru permite BESS să „decaleze” energia regenerabilă intermitentă, să stabilizeze frecvența și tensiunea rețelei și să ofere energie de rezervă în timpul întreruperilor de curent.
Sistemul de gestionare a bateriei monitorizează starea de încărcare a fiecărei celule și controlează rata de încărcare și descărcare pentru a preveni supraîncărcarea, supraîncălzirea și descărcarea profundă a bateriilor - prelungind durata lor de viață utilă. Iar sistemul de răcire funcționează pentru a menține temperatura generală a bateriei într-un interval de funcționare sigur.
În concluzie, un sistem de stocare a energiei în baterii utilizează baterii, componente electronice de putere, controale inteligente și management termic într-un mod integrat pentru a stoca excesul de energie electrică și a descărca energia la cerere. Acest lucru permite tehnologiei BESS să maximizeze valoarea surselor regenerabile de energie, să facă rețelele electrice mai eficiente și mai sustenabile și să sprijine tranziția către un viitor energetic cu emisii reduse de carbon.
Odată cu creșterea surselor de energie regenerabilă, precum energia solară și eoliană, sistemele de stocare a energiei în baterii (BESS) la scară largă joacă un rol din ce în ce mai important în stabilizarea rețelelor electrice. Un sistem de stocare a energiei în baterii utilizează baterii reîncărcabile pentru a stoca excesul de energie electrică din rețea sau din surse regenerabile și a furniza acea energie înapoi atunci când este nevoie. Tehnologia BESS ajută la maximizarea utilizării energiei regenerabile intermitente și îmbunătățește fiabilitatea, eficiența și sustenabilitatea generală a rețelei.
Un BESS constă de obicei din mai multe componente:
1) Baterii formate din mai multe module sau celule de baterii pentru a asigura capacitatea necesară de stocare a energiei. Bateriile litiu-ion sunt cele mai frecvent utilizate datorită densității lor mari de putere, duratei lungi de viață și capacității de încărcare rapidă. Se utilizează și alte substanțe chimice, cum ar fi bateriile cu plumb și bateriile cu flux.
2) Sistem de conversie a energiei (PCS) care conectează bateria de baterii la rețeaua electrică. PCS constă dintr-un invertor, un convertor și alte echipamente de control care permit circulația energiei în ambele direcții între baterie și rețea.
3) Sistem de gestionare a bateriei (BMS) care monitorizează și controlează starea și performanța celulelor individuale ale bateriei. BMS-ul echilibrează celulele, protejează împotriva deteriorării cauzate de supraîncărcare sau descărcare profundă și monitorizează parametri precum tensiunea, curentul și temperatura.
4) Sistem de răcire care elimină excesul de căldură din baterii. Răcirea pe bază de lichid sau aer este utilizată pentru a menține bateriile în intervalul optim de temperatură de funcționare și a maximiza durata de viață.
5) Carcasă sau recipient care protejează și securizează întregul sistem de baterii. Carcasele exterioare pentru baterii trebuie să fie rezistente la intemperii și să poată rezista la temperaturi extreme.
Principalele funcții ale unui BESS sunt:
• Absorb excesul de energie din rețea în perioadele cu cerere scăzută și o eliberează atunci când cererea este mare. Acest lucru ajută la stabilizarea fluctuațiilor de tensiune și frecvență.
• Stocați energie regenerabilă din surse precum energia solară fotovoltaică și parcurile eoliene, care au o putere variabilă și intermitentă, apoi furnizați acea energie stocată atunci când soarele nu strălucește sau vântul nu bate. Acest lucru deplasează energia regenerabilă în timp atunci când este cea mai mare nevoie de ea.
• Asigurarea energiei de rezervă în timpul defecțiunilor sau întreruperilor rețelei pentru a menține infrastructura critică în funcțiune, fie în modul insulă, fie conectată la rețea.
• Participarea la programele de răspuns la cerere și la serviciile auxiliare prin creșterea sau reducerea producției de energie electrică la cerere, asigurarea reglării frecvenței și a altor servicii de rețea.
În concluzie, pe măsură ce energia regenerabilă continuă să crească ca procent din rețelele electrice la nivel mondial, sistemele de stocare a energiei prin baterii la scară largă vor juca un rol indispensabil în a face ca această energie curată să fie fiabilă și disponibilă non-stop. Tehnologia BESS va ajuta la maximizarea valorii surselor regenerabile, la stabilizarea rețelelor electrice și la sprijinirea tranziției către un viitor energetic mai sustenabil, cu emisii reduse de carbon.
Data publicării: 07 iulie 2023
