Sistem za shranjevanje energije v baterijah, splošno znan kot BESS, uporablja skupine polnilnih baterij za shranjevanje presežne električne energije iz omrežja ali obnovljivih virov za kasnejšo uporabo. Z napredkom tehnologij obnovljivih virov energije in pametnih omrežij imajo sistemi BESS vse pomembnejšo vlogo pri stabilizaciji oskrbe z električno energijo in maksimiranju vrednosti zelene energije. Kako torej ti sistemi delujejo?
1. korak: Baterija
Temelj vsakega BESS je medij za shranjevanje energije – baterije. Več baterijskih modulov ali "celic" je povezanih skupaj v "baterijsko banko", ki zagotavlja potrebno kapaciteto shranjevanja. Najpogosteje uporabljene celice so litij-ionske zaradi njihove visoke gostote moči, dolge življenjske dobe in hitrega polnjenja. V nekaterih aplikacijah se uporabljajo tudi druge kemične snovi, kot so svinčeno-kislinske in pretočne baterije.
2. korak: Sistem za pretvorbo energije
Baterijska enota se na električno omrežje priključi prek sistema za pretvorbo energije ali PCS. PCS je sestavljen iz komponent močnostne elektronike, kot so razsmernik, pretvornik in filtri, ki omogočajo pretok energije v obe smeri med baterijo in omrežjem. Razsmernik pretvarja enosmerni tok (DC) iz baterije v izmenični tok (AC), ki ga uporablja omrežje, pretvornik pa deluje obratno, da napolni baterijo.
3. korak: Sistem za upravljanje baterij
Sistem za upravljanje baterij ali BMS spremlja in upravlja vsako posamezno baterijsko celico znotraj baterijskega sklopa. BMS uravnava celice, uravnava napetost in tok med polnjenjem in praznjenjem ter ščiti pred poškodbami zaradi preobremenitve, prekomernega toka ali globokega praznjenja. Spremlja ključne parametre, kot so napetost, tok in temperatura, da optimizira delovanje in življenjsko dobo baterije.
4. korak: Hladilni sistem
Hladilni sistem med delovanjem odvaja odvečno toploto iz baterij. To je ključnega pomena za ohranjanje celic v optimalnem temperaturnem območju in maksimiranje življenjske dobe cikla. Najpogostejši vrsti hlajenja sta tekoče hlajenje (s kroženjem hladilne tekočine skozi plošče, ki so v stiku z baterijami) in zračno hlajenje (z uporabo ventilatorjev za potiskanje zraka skozi ohišja baterij).
5. korak: Delovanje
V obdobjih nizkega povpraševanja po električni energiji ali visoke proizvodnje obnovljive energije sistem BESS absorbira presežno energijo prek sistema za pretvorbo energije in jo shrani v baterijski sklop. Ko je povpraševanje veliko ali obnovljivi viri niso na voljo, se shranjena energija prek razsmernika sprosti nazaj v omrežje. To omogoča sistemu BESS, da "časovno premakne" občasno obnovljivo energijo, stabilizira frekvenco in napetost omrežja ter zagotavlja rezervno napajanje med izpadi.
Sistem za upravljanje baterij spremlja stanje napolnjenosti vsake celice in nadzoruje hitrost polnjenja in praznjenja, da prepreči prekomerno polnjenje, pregrevanje in globoko praznjenje baterij – s čimer podaljša njihovo uporabno dobo. Hladilni sistem pa deluje tako, da ohranja splošno temperaturo baterije znotraj varnega delovnega območja.
Skratka, sistem za shranjevanje energije v baterijah združuje baterije, komponente močnostne elektronike, inteligentne krmilnike in upravljanje temperature na integriran način za shranjevanje presežne električne energije in njeno praznjenje po potrebi. To omogoča tehnologiji BESS, da maksimizira vrednost obnovljivih virov energije, poveča učinkovitost in trajnost elektroenergetskih omrežij ter podpre prehod na nizkoogljično energetsko prihodnost.
Z vzponom obnovljivih virov energije, kot sta sončna in vetrna energija, imajo obsežni sistemi za shranjevanje energije v baterijah (BESS) vse pomembnejšo vlogo pri stabilizaciji elektroenergetskih omrežij. Sistem za shranjevanje energije v baterijah uporablja polnilne baterije za shranjevanje presežne električne energije iz omrežja ali iz obnovljivih virov in njeno vračanje, ko je potrebno. Tehnologija BESS pomaga povečati izkoriščenost občasne obnovljive energije in izboljša splošno zanesljivost, učinkovitost in trajnost omrežja.
BESS običajno sestavlja več komponent:
1) Baterijske banke, sestavljene iz več baterijskih modulov ali celic, ki zagotavljajo potrebno zmogljivost shranjevanja energije. Litij-ionske baterije se najpogosteje uporabljajo zaradi visoke gostote moči, dolge življenjske dobe in hitrega polnjenja. Uporabljajo se tudi druge kemične snovi, kot so svinčeno-kislinske in pretočne baterije.
2) Sistem za pretvorbo energije (PCS), ki povezuje baterijsko banko z električnim omrežjem. PCS je sestavljen iz inverterja, pretvornika in druge krmilne opreme, ki omogoča pretok energije v obe smeri med baterijo in omrežjem.
3) Sistem za upravljanje baterij (BMS), ki spremlja in nadzoruje stanje in delovanje posameznih baterijskih celic. BMS uravnava celice, ščiti pred poškodbami zaradi prekomernega polnjenja ali globokega praznjenja ter spremlja parametre, kot so napetost, tok in temperatura.
4) Hladilni sistem, ki odvaja odvečno toploto iz baterij. Hlajenje na osnovi tekočine ali zraka se uporablja za ohranjanje optimalne delovne temperature baterij in podaljšanje njihove življenjske dobe.
5) Ohišje ali posoda, ki ščiti in varuje celoten sistem baterij. Zunanja ohišja baterij morajo biti odporna na vremenske vplive in sposobna prenesti ekstremne temperature.
Glavne funkcije BESS so:
• V obdobjih nizkega povpraševanja absorbirajte presežno energijo iz omrežja in jo sprostite, ko je povpraševanje veliko. To pomaga stabilizirati nihanja napetosti in frekvence.
• Shranjujte obnovljivo energijo iz virov, kot so sončne elektrarne in vetrne elektrarne s spremenljivo in občasno proizvodnjo, nato pa to shranjeno energijo dovajajte, ko sonce ne sije ali veter ne piha. To časovno premakne obnovljivo energijo na čas, ko je najbolj potrebna.
• Zagotavljajte rezervno napajanje med okvarami ali izpadi omrežja, da ohranite delovanje kritične infrastrukture, bodisi v otočnem bodisi v omrežnem načinu.
• Sodelujte v programih odzivanja na povpraševanje in pomožnih storitev s povečevanjem ali zmanjševanjem proizvodnje energije glede na povpraševanje, zagotavljanjem regulacije frekvence in drugih omrežnih storitev.
Skratka, saj delež obnovljivih virov energije v svetovnih elektroenergetskih omrežjih še naprej narašča, bodo obsežni sistemi za shranjevanje energije v baterijah igrali nepogrešljivo vlogo pri zagotavljanju zanesljive in razpoložljive čiste energije 24 ur na dan. Tehnologija BESS bo pomagala povečati vrednost obnovljivih virov energije, stabilizirati elektroenergetska omrežja in podprla prehod na bolj trajnostno energetsko prihodnost z nizkimi emisijami ogljika.
Čas objave: 7. julij 2023
