Ako fungujú systémy na skladovanie energie v batériách?

Systém na ukladanie energie v batériách, bežne známy ako BESS, využíva skupiny nabíjateľných batérií na ukladanie prebytočnej elektriny zo siete alebo obnoviteľných zdrojov na neskoršie použitie. S pokrokom technológií obnoviteľných zdrojov energie a inteligentných sietí zohrávajú systémy BESS čoraz dôležitejšiu úlohu pri stabilizácii dodávok energie a maximalizácii hodnoty zelenej energie. Ako teda tieto systémy fungujú?
Krok 1: Batériová banka
Základom každého BESS je médium na ukladanie energie – batérie. Viaceré batériové moduly alebo „články“ sú navzájom prepojené a tvoria „batériovú banku“, ktorá poskytuje požadovanú úložnú kapacitu. Najčastejšie používané články sú lítium-iónové kvôli ich vysokej hustote výkonu, dlhej životnosti a schopnosti rýchleho nabíjania. V niektorých aplikáciách sa používajú aj iné chemické zloženia, ako napríklad olovené a prietokové batérie.
Krok 2: Systém konverzie energie
Batériová banka sa pripája k elektrickej sieti prostredníctvom systému konverzie energie alebo PCS. PCS pozostáva z výkonových elektronických komponentov, ako je invertor, prevodník a filtre, ktoré umožňujú tok energie v oboch smeroch medzi batériou a sieťou. Invertor premieňa jednosmerný prúd (DC) z batérie na striedavý prúd (AC), ktorý sieť využíva, a prevodník vykonáva opačný postup, aby nabíjal batériu.
Krok 3: Systém správy batérií
Systém správy batérií alebo BMS monitoruje a riadi každý jednotlivý článok batérie v rámci batériovej banky. BMS vyvažuje články, reguluje napätie a prúd počas nabíjania a vybíjania a chráni pred poškodením v dôsledku prebíjania, nadprúdu alebo hlbokého vybitia. Monitoruje kľúčové parametre, ako je napätie, prúd a teplota, s cieľom optimalizovať výkon a životnosť batérie.
Krok 4: Chladiaci systém
Chladiaci systém odvádza prebytočné teplo z batérií počas prevádzky. To je kľúčové pre udržanie článkov v optimálnom teplotnom rozsahu a maximalizáciu životnosti. Najbežnejšie používané typy chladenia sú kvapalinové chladenie (cirkuláciou chladiacej kvapaliny cez dosky, ktoré sú v kontakte s batériami) a vzduchové chladenie (pomocou ventilátorov na preháňanie vzduchu cez kryty batérií).
Krok 5: Operácia
Počas období nízkeho dopytu po elektrine alebo vysokej produkcie energie z obnoviteľných zdrojov BESS absorbuje prebytočnú energiu prostredníctvom systému konverzie energie a ukladá ju do batériového bloku. Keď je dopyt vysoký alebo obnoviteľné zdroje nie sú k dispozícii, uložená energia sa vybíja späť do siete prostredníctvom meniča. To umožňuje BESS „časovo posunúť“ prerušovanú energiu z obnoviteľných zdrojov, stabilizovať frekvenciu a napätie siete a poskytovať záložný zdroj energie počas výpadkov.
Systém správy batérií monitoruje stav nabitia každého článku a riadi rýchlosť nabíjania a vybíjania, aby sa zabránilo prebíjaniu, prehriatiu a hlbokému vybitiu batérií – čím sa predlžuje ich životnosť. Chladiaci systém pracuje na udržiavaní celkovej teploty batérie v bezpečnom prevádzkovom rozsahu.
Stručne povedané, systém skladovania energie v batériách integrovaným spôsobom využíva batérie, komponenty výkonovej elektroniky, inteligentné ovládanie a tepelný manažment na ukladanie prebytočnej elektriny a jej vybíjanie na požiadanie. To umožňuje technológii BESS maximalizovať hodnotu obnoviteľných zdrojov energie, zvýšiť efektívnosť a udržateľnosť energetických sietí a podporiť prechod na nízkouhlíkovú energetickú budúcnosť.

S nástupom obnoviteľných zdrojov energie, ako je slnečná a veterná energia, zohrávajú rozsiahle batériové systémy na skladovanie energie (BESS) čoraz dôležitejšiu úlohu pri stabilizácii energetických sietí. Systém batériového skladovania energie využíva nabíjateľné batérie na ukladanie prebytočnej elektriny zo siete alebo z obnoviteľných zdrojov a jej vrátenie späť v čase potreby. Technológia BESS pomáha maximalizovať využitie prerušovanej obnoviteľnej energie a zlepšuje celkovú spoľahlivosť, účinnosť a udržateľnosť siete.
BESS sa zvyčajne skladá z viacerých komponentov:
1) Batériové bloky vyrobené z viacerých batériových modulov alebo článkov, ktoré poskytujú požadovanú kapacitu na skladovanie energie. Lítium-iónové batérie sa používajú najčastejšie kvôli ich vysokej hustote výkonu, dlhej životnosti a možnosti rýchleho nabíjania. Používajú sa aj iné chemické zloženia, ako sú olovené a prietokové batérie.
2) Systém konverzie energie (PCS), ktorý pripája batériovú banku k elektrickej sieti. PCS pozostáva z invertora, prevodníka a ďalšieho riadiaceho zariadenia, ktoré umožňuje tok energie v oboch smeroch medzi batériou a sieťou.
3) Systém správy batérií (BMS), ktorý monitoruje a riadi stav a výkon jednotlivých článkov batérie. BMS vyvažuje články, chráni ich pred poškodením v dôsledku prebíjania alebo hlbokého vybitia a monitoruje parametre, ako je napätie, prúd a teplota.