Genellikle BESS olarak bilinen bir batarya enerji depolama sistemi, şebekeden veya yenilenebilir kaynaklardan gelen fazla elektriği daha sonra kullanılmak üzere depolamak için şarj edilebilir batarya grupları kullanır. Yenilenebilir enerji ve akıllı şebeke teknolojileri geliştikçe, BESS sistemleri güç kaynaklarını dengelemede ve yeşil enerjinin değerini en üst düzeye çıkarmada giderek daha hayati bir rol oynamaktadır. Peki bu sistemler tam olarak nasıl çalışıyor?
Adım 1: Akü Grubu
Herhangi bir batarya enerji depolama sisteminin (BESS) temeli, enerji depolama ortamı olan bataryalardır. Birden fazla batarya modülü veya "hücre", gerekli depolama kapasitesini sağlayan bir "batarya bankası" oluşturmak üzere birbirine bağlanır. En yaygın kullanılan hücreler, yüksek güç yoğunluğu, uzun ömür ve hızlı şarj özelliği nedeniyle lityum iyon pillerdir. Kurşun asit ve akışlı bataryalar gibi diğer kimyasal yapılar da bazı uygulamalarda kullanılır.
Adım 2: Güç Dönüştürme Sistemi
Akü grubu, bir güç dönüştürme sistemi (PCS) aracılığıyla elektrik şebekesine bağlanır. PCS, akü ile şebeke arasında her iki yönde de güç akışına izin veren invertör, dönüştürücü ve filtreler gibi güç elektroniği bileşenlerinden oluşur. İnvertör, aküden gelen doğru akımı (DC) şebekenin kullandığı alternatif akıma (AC) dönüştürür ve dönüştürücü de bunun tersini yaparak aküyü şarj eder.
Adım 3: Pil Yönetim Sistemi
Bir batarya yönetim sistemi (BMS), batarya grubundaki her bir batarya hücresini izler ve kontrol eder. BMS, hücreleri dengeler, şarj ve deşarj sırasında voltaj ve akımı düzenler ve aşırı şarj, aşırı akım veya derin deşarjdan kaynaklanan hasarlara karşı koruma sağlar. Batarya performansını ve ömrünü optimize etmek için voltaj, akım ve sıcaklık gibi temel parametreleri izler.
Adım 4: Soğutma Sistemi
Soğutma sistemi, çalışma sırasında pillerden fazla ısıyı uzaklaştırır. Bu, pillerin optimum sıcaklık aralığında kalması ve çevrim ömrünün en üst düzeye çıkarılması için kritik öneme sahiptir. Kullanılan en yaygın soğutma türleri sıvı soğutma (pillerle temas eden plakalar arasından soğutucu dolaştırılarak) ve hava soğutmadır (pil muhafazalarından hava geçirmek için fanlar kullanılarak).
Adım 5: İşlem
Elektrik talebinin düşük olduğu veya yenilenebilir enerji üretiminin yüksek olduğu dönemlerde, BESS (Batarya Enerji Depolama Sistemi) fazla enerjiyi güç dönüştürme sistemi aracılığıyla emer ve batarya bankasında depolar. Talep yüksek olduğunda veya yenilenebilir enerji kaynakları mevcut olmadığında, depolanan enerji invertör aracılığıyla şebekeye geri verilir. Bu, BESS'in kesintili yenilenebilir enerjiyi "zaman kaydırmasına", şebeke frekansını ve voltajını dengelemesine ve elektrik kesintileri sırasında yedek güç sağlamasına olanak tanır.
Pil yönetim sistemi, her bir hücrenin şarj durumunu izler ve aşırı şarjı, aşırı ısınmayı ve pillerin aşırı deşarj olmasını önlemek için şarj ve deşarj hızını kontrol ederek pillerin kullanılabilir ömrünü uzatır. Soğutma sistemi ise genel pil sıcaklığını güvenli bir çalışma aralığında tutmak için çalışır.
Özetle, bir batarya enerji depolama sistemi, fazla elektriği depolamak ve talep üzerine enerji boşaltmak için bataryaları, güç elektroniği bileşenlerini, akıllı kontrolleri ve termal yönetimi entegre bir şekilde bir araya getirir. Bu, BESS teknolojisinin yenilenebilir enerji kaynaklarının değerini en üst düzeye çıkarmasına, elektrik şebekelerini daha verimli ve sürdürülebilir hale getirmesine ve düşük karbonlu bir enerji geleceğine geçişi desteklemesine olanak tanır.
Güneş ve rüzgar enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarının yükselişiyle birlikte, büyük ölçekli batarya enerji depolama sistemleri (BESS), elektrik şebekelerinin dengelenmesinde giderek daha önemli bir rol oynamaktadır. Bir batarya enerji depolama sistemi, şebekeden veya yenilenebilir kaynaklardan gelen fazla elektriği depolamak ve ihtiyaç duyulduğunda bu enerjiyi geri vermek için şarj edilebilir bataryalar kullanır. BESS teknolojisi, kesintili yenilenebilir enerjinin kullanımını en üst düzeye çıkarmaya ve genel şebeke güvenilirliğini, verimliliğini ve sürdürülebilirliğini iyileştirmeye yardımcı olur.
Bir BESS (Batarya Enerji Depolama Sistemi) tipik olarak birden fazla bileşenden oluşur:
1) Gerekli enerji depolama kapasitesini sağlamak için birden fazla pil modülünden veya hücreden oluşan pil bankaları. Yüksek güç yoğunluğu, uzun ömür ve hızlı şarj özellikleri nedeniyle en yaygın olarak lityum iyon piller kullanılır. Kurşun asit ve akış pilleri gibi diğer kimyasal yapılar da kullanılmaktadır.
2) Akü grubunu elektrik şebekesine bağlayan güç dönüştürme sistemi (GÇD). GÇD, akü ile şebeke arasında her iki yönde de güç akışına izin veren bir invertör, dönüştürücü ve diğer kontrol ekipmanlarından oluşur.
3) Pil yönetim sistemi (BMS), tek tek pil hücrelerinin durumunu ve performansını izler ve kontrol eder. BMS, hücreleri dengeler, aşırı şarj veya derin deşarjdan kaynaklanan hasarlara karşı koruma sağlar ve voltaj, akım ve sıcaklık gibi parametreleri izler.
4) Akülerdeki fazla ısıyı uzaklaştıran soğutma sistemi. Akülerin optimum çalışma sıcaklığı aralığında kalmasını ve kullanım ömrünün en üst düzeye çıkarılmasını sağlamak için sıvı veya hava bazlı soğutma kullanılır.
5) Tüm pil sistemini koruyan ve güvence altına alan muhafaza veya kap. Dış mekan pil muhafazaları hava koşullarına dayanıklı olmalı ve aşırı sıcaklıklara dayanabilmelidir.
Bir BESS'in temel işlevleri şunlardır:
• Düşük talep dönemlerinde şebekeden fazla enerjiyi emer ve talep yüksek olduğunda bu enerjiyi serbest bırakır. Bu, voltaj ve frekans dalgalanmalarını dengelemeye yardımcı olur.
• Güneş panelleri ve rüzgar santralleri gibi değişken ve kesintili üretim sağlayan kaynaklardan elde edilen yenilenebilir enerjiyi depolayın ve güneş ışığı olmadığında veya rüzgar esmediğinde bu depolanmış enerjiyi sağlayın. Bu, yenilenebilir enerjiyi en çok ihtiyaç duyulduğu zamana kaydırır.
• Şebeke arızaları veya kesintileri sırasında kritik altyapının bağımsız veya şebekeye bağlı modda çalışmaya devam etmesi için yedek güç sağlayın.
• Talep üzerine güç çıkışını artırıp azaltarak, frekans düzenlemesi ve diğer şebeke hizmetlerini sağlayarak, talep yanıtı ve yardımcı hizmet programlarına katılın.
Sonuç olarak, yenilenebilir enerjinin dünya genelindeki elektrik şebekelerindeki payı artmaya devam ettikçe, büyük ölçekli batarya enerji depolama sistemleri, bu temiz enerjinin güvenilir ve günün her saati kullanılabilir olmasını sağlamada vazgeçilmez bir rol oynayacaktır. BESS teknolojisi, yenilenebilir enerjinin değerini en üst düzeye çıkarmaya, elektrik şebekelerini istikrara kavuşturmaya ve daha sürdürülebilir, düşük karbonlu bir enerji geleceğine geçişi desteklemeye yardımcı olacaktır.
Yayın tarihi: 07.07.2023
