Mfumo wa kuhifadhi nishati ya betri, unaojulikana kama BESS, hutumia benki za betri zinazoweza kuchajiwa tena kuhifadhi umeme wa ziada kutoka kwa gridi ya taifa au vyanzo vinavyoweza kuchajiwa tena kwa matumizi ya baadaye. Kadri teknolojia za nishati mbadala na gridi mahiri zinavyoendelea, mifumo ya BESS ina jukumu muhimu zaidi katika kuleta utulivu wa usambazaji wa umeme na kuongeza thamani ya nishati ya kijani. Kwa hivyo mifumo hii inafanya kazi vipi hasa?
Hatua ya 1: Benki ya Betri
Msingi wa BESS yoyote ni njia ya kuhifadhi nishati - betri. Moduli nyingi za betri au "seli" huunganishwa pamoja ili kuunda "benki ya betri" ambayo hutoa uwezo unaohitajika wa kuhifadhi. Seli zinazotumika sana ni lithiamu-ion kutokana na msongamano wao mkubwa wa nguvu, muda mrefu wa kuishi na uwezo wa kuchaji haraka. Kemia zingine kama vile betri za risasi-asidi na mtiririko pia hutumika katika baadhi ya matumizi.
Hatua ya 2: Mfumo wa Ubadilishaji wa Nguvu
Benki ya betri huunganishwa na gridi ya umeme kupitia mfumo wa ubadilishaji wa umeme au PCS. PCS ina vipengele vya kielektroniki vya umeme kama vile kibadilishaji umeme, kibadilishaji umeme, na vichujio vinavyoruhusu umeme kutiririka katika pande zote mbili kati ya betri na gridi ya umeme. Kibadilishaji umeme hubadilisha mkondo wa moja kwa moja (DC) kutoka kwa betri hadi mkondo mbadala (AC) ambao gridi hutumia, na kibadilishaji hufanya kinyume chake ili kuchaji betri.
Hatua ya 3: Mfumo wa Usimamizi wa Betri
Mfumo wa usimamizi wa betri, au BMS, hufuatilia na kudhibiti kila seli ya betri ndani ya benki ya betri. BMS husawazisha seli, hudhibiti volteji na mkondo wakati wa kuchaji na kutoa, na hulinda dhidi ya uharibifu kutokana na kuchaji kupita kiasi, mikondo ya kupita kiasi au kutoa chaji kwa kina. Hufuatilia vigezo muhimu kama vile volteji, mkondo na halijoto ili kuboresha utendaji wa betri na muda wa matumizi.
Hatua ya 4: Mfumo wa Kupoeza
Mfumo wa kupoeza huondoa joto la ziada kutoka kwa betri wakati wa operesheni. Hii ni muhimu ili kuweka seli ndani ya kiwango chao bora cha halijoto na kuongeza muda wa mzunguko. Aina za kawaida za kupoeza zinazotumika ni kupoeza kioevu (kwa kusambaza kipoeza kupitia sahani zinazogusa betri) na kupoeza hewa (kwa kutumia feni kulazimisha hewa kupita kwenye vizimba vya betri).
Hatua ya 5: Uendeshaji
Wakati wa mahitaji ya chini ya umeme au uzalishaji mkubwa wa nishati mbadala, BESS hunyonya nguvu ya ziada kupitia mfumo wa ubadilishaji wa umeme na kuihifadhi kwenye benki ya betri. Wakati mahitaji ni makubwa au nishati mbadala hazipatikani, nishati iliyohifadhiwa hutolewa kwenye gridi ya taifa kupitia kibadilishaji umeme. Hii inaruhusu BESS "kubadilisha muda" nishati mbadala ya vipindi, kutuliza masafa ya gridi ya taifa na volteji, na kutoa nguvu mbadala wakati wa kukatika.
Mfumo wa usimamizi wa betri hufuatilia hali ya chaji ya kila seli na hudhibiti kiwango cha chaji na utoaji ili kuzuia kuchaji kupita kiasi, joto kupita kiasi na kutoa chaji kwa kina kwenye betri - na kuongeza muda wake wa matumizi. Na mfumo wa kupoeza hufanya kazi ili kuweka halijoto ya jumla ya betri ndani ya kiwango salama cha uendeshaji.
Kwa muhtasari, mfumo wa kuhifadhi nishati ya betri hutumia betri, vipengele vya umeme, vidhibiti vya akili na usimamizi wa joto pamoja kwa njia iliyojumuishwa ili kuhifadhi umeme wa ziada na kutoa umeme inapohitajika. Hii inaruhusu teknolojia ya BESS kuongeza thamani ya vyanzo vya nishati mbadala, kufanya gridi za umeme ziwe na ufanisi zaidi na endelevu, na kusaidia mpito hadi mustakabali wa nishati isiyo na kaboni nyingi.
Kwa kuongezeka kwa vyanzo vya nishati mbadala kama vile nishati ya jua na upepo, mifumo mikubwa ya kuhifadhi nishati ya betri (BESS) ina jukumu muhimu zaidi katika kuimarisha gridi za umeme. Mfumo wa kuhifadhi nishati ya betri hutumia betri zinazoweza kuchajiwa tena kuhifadhi umeme wa ziada kutoka kwenye gridi ya umeme au kutoka kwa nishati mbadala na kurejesha umeme huo inapohitajika. Teknolojia ya BESS husaidia kuongeza matumizi ya nishati mbadala ya mara kwa mara na kuboresha uaminifu wa gridi ya umeme kwa ujumla, ufanisi na uendelevu.
BESS kwa kawaida huwa na vipengele vingi:
1) Betri zilizotengenezwa kwa moduli au seli nyingi za betri ili kutoa uwezo unaohitajika wa kuhifadhi nishati. Betri za Lithiamu-ion hutumiwa sana kutokana na msongamano wao mkubwa wa nguvu, muda mrefu wa kuishi na uwezo wa kuchaji haraka. Kemia zingine kama vile betri za risasi-asidi na mtiririko pia hutumiwa.
2) Mfumo wa ubadilishaji wa umeme (PCS) unaounganisha benki ya betri na gridi ya umeme. PCS ina kibadilishaji umeme, kibadilishaji umeme na vifaa vingine vya udhibiti vinavyoruhusu umeme kutiririka pande zote mbili kati ya betri na gridi ya umeme.
3) Mfumo wa usimamizi wa betri (BMS) unaofuatilia na kudhibiti hali na utendaji wa seli za betri za kila mmoja. BMS husawazisha seli, hulinda dhidi ya uharibifu kutokana na kuchaji kupita kiasi au kutoa chaji kwa kina, na hufuatilia vigezo kama vile volteji, mkondo na halijoto.
4) Mfumo wa kupoeza unaoondoa joto la ziada kutoka kwa betri. Upoezaji wa kioevu au hewa hutumika kuweka betri ndani ya kiwango chao bora cha halijoto ya uendeshaji na kuongeza muda wa matumizi.
5) Nyumba au chombo kinacholinda na kulinda mfumo mzima wa betri. Vizuizi vya betri vya nje lazima viwe sugu kwa hali ya hewa na viweze kustahimili halijoto kali.
Kazi kuu za BESS ni:
• Futa nguvu ya ziada kutoka kwenye gridi ya taifa wakati wa mahitaji ya chini na uiachilie wakati mahitaji yapo juu. Hii husaidia kutuliza mabadiliko ya volteji na masafa.
• Hifadhi nishati mbadala kutoka kwa vyanzo kama vile PV ya jua na mashamba ya upepo ambayo yana matokeo yanayobadilika na yasiyotabirika, kisha toa nishati hiyo iliyohifadhiwa wakati jua halichomi au upepo hauvumi. Wakati huu huhamisha nishati mbadala hadi wakati inapohitajika zaidi.
• Toa nishati mbadala wakati wa hitilafu za gridi ya taifa au kukatika kwa umeme ili miundombinu muhimu iendelee kufanya kazi, iwe katika hali ya kisiwa au gridi iliyofungwa.
• Shiriki katika mipango ya kukabiliana na mahitaji na huduma saidizi kwa kuongeza au kupunguza uzalishaji wa umeme kulingana na mahitaji, kutoa udhibiti wa masafa na huduma zingine za gridi ya taifa.
Kwa kumalizia, kadri nishati mbadala inavyoendelea kukua kama asilimia ya gridi za umeme duniani kote, mifumo mikubwa ya kuhifadhi nishati ya betri itachukua jukumu muhimu katika kuifanya nishati hiyo safi iwe ya kuaminika na inayopatikana saa nzima. Teknolojia ya BESS itasaidia kuongeza thamani ya nishati mbadala, kuimarisha gridi za umeme na kusaidia mpito kuelekea mustakabali endelevu zaidi wa nishati isiyo na kaboni nyingi.
Muda wa chapisho: Julai-07-2023
