Paano Gumagana ang mga Sistema ng Pag-iimbak ng Enerhiya ng Baterya?

Ang isang sistema ng pag-iimbak ng enerhiya ng baterya, karaniwang kilala bilang BESS, ay gumagamit ng mga bangko ng mga rechargeable na baterya upang mag-imbak ng labis na kuryente mula sa grid o mga renewable na mapagkukunan para magamit sa ibang pagkakataon. Habang umuunlad ang mga teknolohiya ng renewable energy at smart grid, ang mga sistema ng BESS ay gumaganap ng isang lalong mahalagang papel sa pagpapatatag ng mga suplay ng kuryente at pag-maximize ng halaga ng berdeng enerhiya. Kaya paano nga ba gumagana ang mga sistemang ito?
Hakbang 1: Bangko ng Baterya
Ang pundasyon ng anumang BESS ay ang daluyan ng imbakan ng enerhiya -- ang mga baterya. Maraming mga modyul ng baterya o "mga cell" ang pinagsasama-sama upang bumuo ng isang "bangko ng baterya" na nagbibigay ng kinakailangang kapasidad sa imbakan. Ang mga cell na pinakakaraniwang ginagamit ay ang lithium-ion dahil sa kanilang mataas na densidad ng kuryente, mahabang buhay, at mabilis na kakayahang mag-charge. Ang iba pang mga kemistri tulad ng lead-acid at flow batteries ay ginagamit din sa ilang mga aplikasyon.
Hakbang 2: Sistema ng Pag-convert ng Kuryente
Ang battery bank ay kumokonekta sa electrical grid sa pamamagitan ng isang power conversion system o PCS. Ang PCS ay binubuo ng mga bahagi ng power electronics tulad ng inverter, converter, at mga filter na nagpapahintulot sa daloy ng kuryente sa magkabilang direksyon sa pagitan ng baterya at grid. Kino-convert ng inverter ang direct current (DC) mula sa baterya patungo sa alternating current (AC) na ginagamit ng grid, at ginagawa ng converter ang kabaligtaran upang ma-charge ang baterya.
Hakbang 3: Sistema ng Pamamahala ng Baterya
Ang isang battery management system, o BMS, ay nagmomonitor at kumokontrol sa bawat indibidwal na battery cell sa loob ng battery bank. Binabalanse ng BMS ang mga cell, kinokontrol ang boltahe at kuryente habang nagcha-charge at nagdidischarge, at pinoprotektahan laban sa pinsala mula sa overcharging, overcurrents o deep discharging. Minomonitor nito ang mga pangunahing parameter tulad ng boltahe, kuryente, at temperatura upang ma-optimize ang performance at lifespan ng baterya.
Hakbang 4: Sistema ng Pagpapalamig
Inaalis ng sistema ng pagpapalamig ang sobrang init mula sa mga baterya habang ginagamit. Mahalaga ito upang mapanatili ang mga cell sa loob ng kanilang pinakamainam na saklaw ng temperatura at mapakinabangan ang cycle life. Ang pinakakaraniwang uri ng pagpapalamig na ginagamit ay ang liquid cooling (sa pamamagitan ng pagpapaikot ng coolant sa pamamagitan ng mga plate na nakadikit sa mga baterya) at air cooling (gamit ang mga bentilador upang pilitin ang hangin na dumaan sa mga enclosure ng baterya).
Hakbang 5: Operasyon
Sa mga panahong mababa ang demand sa kuryente o mataas ang produksyon ng renewable energy, sinisipsip ng BESS ang sobrang kuryente sa pamamagitan ng power conversion system at iniimbak ito sa battery bank. Kapag mataas ang demand o walang available na renewable energy, ang nakaimbak na enerhiya ay ibinabalik sa grid sa pamamagitan ng inverter. Pinapayagan nito ang BESS na "mag-time-shift" ng intermittent renewable energy, patatagin ang grid frequency at boltahe, at magbigay ng backup na kuryente sa panahon ng mga pagkawala ng kuryente.
Sinusubaybayan ng sistema ng pamamahala ng baterya ang estado ng karga ng bawat cell at kinokontrol ang bilis ng karga at paglabas upang maiwasan ang labis na pagkarga, sobrang pag-init, at malalim na paglabas ng karga ng mga baterya - na nagpapahaba sa kanilang magagamit na buhay. At gumagana ang sistema ng pagpapalamig upang mapanatili ang pangkalahatang temperatura ng baterya sa loob ng isang ligtas na saklaw ng pagpapatakbo.
Sa buod, ang isang sistema ng pag-iimbak ng enerhiya ng baterya ay gumagamit ng mga baterya, mga bahagi ng power electronics, mga intelligent control, at thermal management nang magkakasama sa isang pinagsamang paraan upang mag-imbak ng labis na kuryente at maglabas ng kuryente kung kinakailangan. Nagbibigay-daan ito sa teknolohiya ng BESS na i-maximize ang halaga ng mga renewable energy source, gawing mas mahusay at napapanatiling ang mga power grid, at suportahan ang paglipat sa isang hinaharap na low-carbon energy.

Kasabay ng pag-usbong ng mga pinagkukunan ng renewable energy tulad ng solar at wind power, ang mga large-scale battery energy storage system (BESS) ay gumaganap ng lalong mahalagang papel sa pagpapatatag ng mga power grid. Ang battery energy storage system ay gumagamit ng mga rechargeable na baterya upang mag-imbak ng sobrang kuryente mula sa grid o mula sa mga renewable at ibalik ang kuryenteng iyon kung kinakailangan. Ang teknolohiyang BESS ay nakakatulong na mapakinabangan ang paggamit ng paulit-ulit na renewable energy at nagpapabuti sa pangkalahatang pagiging maaasahan, kahusayan, at pagpapanatili ng grid.
Ang isang BESS ay karaniwang binubuo ng maraming bahagi:
1) Mga bangko ng baterya na gawa sa maraming modyul o selula ng baterya upang magbigay ng kinakailangang kapasidad sa pag-iimbak ng enerhiya. Ang mga bateryang lithium-ion ay pinakakaraniwang ginagamit dahil sa kanilang mataas na densidad ng kuryente, mahabang buhay, at mabilis na kakayahang mag-charge. Ginagamit din ang iba pang mga kemistri tulad ng lead-acid at flow na mga baterya.
2) Sistema ng pagpapalit ng kuryente (PCS) na nag-uugnay sa bangko ng baterya sa grid ng kuryente. Ang PCS ay binubuo ng isang inverter, converter at iba pang kagamitan sa pagkontrol na nagpapahintulot sa daloy ng kuryente sa magkabilang direksyon sa pagitan ng baterya at grid.
3) Sistema ng pamamahala ng baterya (BMS) na nagmomonitor at kumokontrol sa estado at pagganap ng mga indibidwal na selula ng baterya. Binabalanse ng BMS ang mga selula, pinoprotektahan laban sa pinsala mula sa labis na pagkarga o malalim na pagdiskarga, at sinusubaybayan ang mga parameter tulad ng boltahe, kuryente, at temperatura.