Система хранения энергии на основе аккумуляторных батарей, обычно известная как BESS, использует банки перезаряжаемых батарей для хранения избыточного электричества из сети или возобновляемых источников для последующего использования. По мере развития технологий возобновляемой энергии и интеллектуальных сетей системы BESS играют все более важную роль в стабилизации электроснабжения и максимизации ценности зеленой энергии. Так как же именно работают эти системы?
Шаг 1: Аккумуляторная батарея
Основой любой BESS является носитель энергии — батареи. Несколько батарейных модулей или «ячеек» соединены вместе, образуя «батарейный банк», который обеспечивает необходимую емкость хранения. Чаще всего используются литий-ионные ячейки из-за их высокой плотности мощности, длительного срока службы и способности к быстрой зарядке. В некоторых приложениях также используются другие химические вещества, такие как свинцово-кислотные и проточные батареи.
Шаг 2: Система преобразования энергии
Аккумуляторная батарея подключается к электросети через систему преобразования энергии или PCS. PCS состоит из компонентов силовой электроники, таких как инвертор, преобразователь и фильтры, которые позволяют энергии течь в обоих направлениях между батареей и сетью. Инвертор преобразует постоянный ток (DC) от батареи в переменный ток (AC), который используется сетью, а преобразователь делает обратное, чтобы зарядить батарею.
Шаг 3: Система управления аккумулятором
Система управления аккумулятором, или BMS, контролирует и управляет каждым отдельным элементом аккумулятора в банке аккумуляторов. BMS балансирует элементы, регулирует напряжение и ток во время заряда и разряда и защищает от повреждений, вызванных перезарядом, сверхтоками или глубокой разрядкой. Она контролирует ключевые параметры, такие как напряжение, ток и температура, для оптимизации производительности и срока службы аккумулятора.
Шаг 4: Система охлаждения
Система охлаждения удаляет избыточное тепло из аккумуляторов во время работы. Это имеет решающее значение для поддержания оптимального температурного диапазона ячеек и максимального увеличения срока службы. Наиболее распространенными типами охлаждения являются жидкостное охлаждение (циркуляция охлаждающей жидкости через пластины, контактирующие с аккумуляторами) и воздушное охлаждение (использование вентиляторов для прокачки воздуха через корпуса аккумуляторов).
Шаг 5: Операция
В периоды низкого спроса на электроэнергию или высокого производства возобновляемой энергии BESS поглощает избыточную мощность через систему преобразования энергии и сохраняет ее в аккумуляторной батарее. Когда спрос высок или возобновляемые источники недоступны, накопленная энергия возвращается обратно в сеть через инвертор. Это позволяет BESS «сдвигать по времени» прерывистую возобновляемую энергию, стабилизировать частоту и напряжение сети и обеспечивать резервное питание во время отключений.
Система управления аккумулятором отслеживает состояние заряда каждой ячейки и контролирует скорость заряда и разряда, чтобы предотвратить перезаряд, перегрев и глубокую разрядку аккумуляторов, продлевая срок их службы. А система охлаждения работает над поддержанием общей температуры аккумулятора в безопасном рабочем диапазоне.
Подводя итог, можно сказать, что система хранения энергии на аккумуляторах использует аккумуляторы, компоненты силовой электроники, интеллектуальные элементы управления и терморегулирование в комплексе для хранения избыточного электричества и разрядки мощности по требованию. Это позволяет технологии BESS максимизировать ценность возобновляемых источников энергии, сделать электросети более эффективными и устойчивыми и поддержать переход к низкоуглеродному энергетическому будущему.
С ростом возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия, крупномасштабные системы хранения энергии на основе батарей (BESS) играют все более важную роль в стабилизации электросетей. Система хранения энергии на основе батарей использует перезаряжаемые батареи для хранения избыточной электроэнергии из сети или возобновляемых источников и возврата этой энергии обратно при необходимости. Технология BESS помогает максимально использовать прерывистую возобновляемую энергию и повышает общую надежность, эффективность и устойчивость сети.
BESS обычно состоит из нескольких компонентов:
1) Аккумуляторные батареи, состоящие из нескольких модулей или ячеек, для обеспечения необходимой емкости хранения энергии. Литий-ионные батареи используются чаще всего из-за их высокой плотности мощности, длительного срока службы и возможности быстрой зарядки. Также используются другие химические вещества, такие как свинцово-кислотные и проточные батареи.
2) Система преобразования энергии (PCS), которая соединяет банк батарей с электросетью. PCS состоит из инвертора, преобразователя и другого контрольного оборудования, которое позволяет энергии течь в обоих направлениях между батареей и сетью.
3) Система управления аккумулятором (BMS), которая отслеживает и контролирует состояние и производительность отдельных ячеек аккумулятора. BMS балансирует ячейки, защищает от повреждений из-за перезаряда или глубокого разряда и отслеживает такие параметры, как напряжение, ток и температура.
4) Система охлаждения, которая отводит избыточное тепло от батарей. Жидкостное или воздушное охлаждение используется для поддержания оптимального диапазона рабочих температур батарей и максимального увеличения срока службы.
5) Корпус или контейнер, который защищает и обеспечивает безопасность всей системы аккумуляторов. Корпуса аккумуляторов для наружного использования должны быть защищены от атмосферных воздействий и выдерживать экстремальные температуры.
Основными функциями BESS являются:
• Поглощать избыточную мощность из сети в периоды низкого спроса и высвобождать ее, когда спрос высок. Это помогает стабилизировать колебания напряжения и частоты.
• Храните возобновляемую энергию из таких источников, как солнечные батареи и ветровые электростанции, которые имеют переменную и прерывистую выработку, а затем поставляйте эту накопленную энергию, когда солнце не светит или ветер не дует. Это сдвигает время подачи возобновляемой энергии на тот момент, когда она больше всего нужна.
• Обеспечивать резервное питание во время сбоев или отключений сети для поддержания работы критической инфраструктуры как в изолированном, так и в сетевом режиме.
• Участвовать в программах реагирования на спрос и дополнительных услуг, увеличивая или уменьшая выходную мощность по требованию, обеспечивая регулирование частоты и другие сетевые услуги.
В заключение, поскольку возобновляемая энергия продолжает расти в процентном отношении к электросетям по всему миру, крупномасштабные системы хранения энергии на аккумуляторах будут играть незаменимую роль в обеспечении надежности и круглосуточной доступности этой чистой энергии. Технология BESS поможет максимизировать ценность возобновляемых источников энергии, стабилизировать электросети и поддержать переход к более устойчивому, низкоуглеродному энергетическому будущему.
Время публикации: 07-07-2023
