Системата за съхранение на енергия от батерии (BESS) е мащабна батерийна система, базирана на свързване към мрежата, използвана за съхранение на електричество и енергия. Тя комбинира множество батерии заедно, за да образува интегрирано устройство за съхранение на енергия.
1. Батерийна клетка: Като част от батерийната система, тя преобразува химическата енергия в електрическа енергия.
2. Батериен модул: Състои се от множество последователно и паралелно свързани батерийни клетки и включва Система за управление на батериите (MBMS) за наблюдение на работата на батерийните клетки.
3. Клъстер на батерии: Използва се за разполагане на множество последователно свързани модули и устройства за защита на батериите (BPU), известни още като контролер на клъстер на батерии. Системата за управление на батериите (BMS) за клъстера на батериите следи напрежението, температурата и състоянието на зареждане на батериите, като същевременно регулира циклите им на зареждане и разреждане.
4. Контейнер за съхранение на енергия: Може да носи множество паралелно свързани батерийни клъстери и може да бъде оборудван с други допълнителни компоненти за управление или контрол на вътрешната среда на контейнера.
5. Система за преобразуване на енергия (PCS): Постоянният ток (DC), генериран от батериите, се преобразува в променлив ток (AC) чрез PCS или двупосочни инвертори за предаване към електрическата мрежа (съоръжения или крайни потребители). Когато е необходимо, тази система може също да извлича енергия от мрежата, за да зарежда батериите.
Какъв е принципът на работа на системите за съхранение на енергия от батерии (BESS)?
Принципът на работа на системата за съхранение на енергия в батерии (BESS) включва основно три процеса: зареждане, съхранение и разреждане. По време на процеса на зареждане, BESS съхранява електрическа енергия в батерията чрез външен източник на захранване. Реализацията може да бъде постоянен или променлив ток, в зависимост от дизайна на системата и изискванията на приложението. Когато има достатъчно мощност, осигурена от външния източник на захранване, BESS преобразува излишната енергия в химическа енергия и я съхранява вътрешно в презареждащи се батерии във възобновяема форма. По време на процеса на съхранение, когато няма достатъчно или никакво външно захранване, BESS запазва напълно заредената съхранена енергия и поддържа нейната стабилност за бъдеща употреба. По време на процеса на разреждане, когато има нужда от използване на съхранената енергия, BESS освобождава подходящо количество енергия според търсенето за задвижване на различни устройства, двигатели или други видове товари.
Какви са ползите и предизвикателствата от използването на BESS?
BESS може да предостави различни предимства и услуги на енергийната система, като например:
1. Засилване на интеграцията на възобновяемата енергия: BESS може да съхранява излишната възобновяема енергия по време на периоди на високо производство и ниско търсене и да я освобождава по време на периоди на ниско производство и високо търсене. Това може да намали ограничаването на вятърната енергия, да подобри коефициента на нейното използване и да елиминира нейната непостоянност и променливост.
2. Подобряване на качеството и надеждността на електрозахранването: BESS може да осигури бърза и гъвкава реакция на колебания в напрежението и честотата, хармоници и други проблеми с качеството на електрозахранването. Може да служи и като резервен източник на захранване и да поддържа функцията за стартиране без захранване по време на прекъсвания на мрежата или аварийни ситуации.
3. Намаляване на пиковото търсене: BESS може да зарежда извън пиковите часове, когато цените на електроенергията са ниски, и да разрежда през пиковите часове, когато цените са високи. Това може да намали пиковото търсене, да понижи разходите за електроенергия и да забави необходимостта от разширяване на нови производствени мощности или модернизация на преносната мрежа.
4. Намаляване на емисиите на парникови газове: BESS може да намали зависимостта от производство на електроенергия, базирано на изкопаеми горива, особено по време на пикови периоди, като същевременно увеличи дела на възобновяемата енергия в енергийния микс. Това спомага за намаляване на емисиите на парникови газове и смекчаване на въздействието на изменението на климата.
Въпреки това, BESS е изправен и пред някои предизвикателства, като например:
1. Висока цена: В сравнение с други енергийни източници, BESS все още е сравнително скъп, особено по отношение на капиталовите разходи, разходите за експлоатация и поддръжка, както и разходите за жизнения цикъл. Цената на BESS зависи от много фактори, като например вид батерия, размер на системата, приложение и пазарни условия. С развитието и мащабирането на технологиите се очаква цената на BESS да намалее в бъдеще, но все още може да бъде пречка за широкото им приложение.
2. Проблеми с безопасността: BESS включва високо напрежение, голям ток и висока температура, които представляват потенциални рискове като пожар, експлозии, токови удари и др. BESS съдържа също опасни вещества като метали, киселини и електролити, които могат да причинят опасности за околната среда и здравето, ако не се обработват или изхвърлят правилно. Необходими са строги стандарти за безопасност, разпоредби и процедури за осигуряване на безопасна експлоатация и управление на BESS.
5. Въздействие върху околната среда: BESS може да има отрицателно въздействие върху околната среда, включително изчерпване на ресурсите, проблеми със земеползването, проблеми с използването на вода, генериране на отпадъци и замърсяване. BESS изисква значителни количества суровини като литий, кобалт, никел, мед и др., които са оскъдни в световен мащаб с неравномерно разпределение. BESS също така консумира вода и земя за минно производство, инсталации и експлоатация. BESS генерира отпадъци и емисии през целия си жизнен цикъл, които биха могли да повлияят на качеството на въздуха, водата и почвата. Въздействието върху околната среда трябва да се вземе предвид чрез приемане на устойчиви практики, за да се сведат до минимум техните ефекти, доколкото е възможно.
Какви са основните приложения и случаи на употреба на BESS?
BESS се използва широко в различни индустрии и приложения, като например производство на електроенергия, съоръжения за съхранение на енергия, преносни и разпределителни линии в енергийната система, както и електрически превозни средства и морски системи в транспортния сектор. Използва се и в системи за съхранение на батерийна енергия за жилищни и търговски сгради. Тези системи могат да задоволят нуждите от съхранение на излишна енергия и да осигурят резервен капацитет за облекчаване на претоварването на преносните и разпределителните линии, като същевременно предотвратяват претоварването в преносната система. BESS играе ключова роля в микро мрежите, които са разпределени енергийни мрежи, свързани към главната мрежа или работещи независимо. Независимите микро мрежи, разположени в отдалечени райони, могат да разчитат на BESS, комбиниран с периодични възобновяеми енергийни източници, за да постигнат стабилно производство на електроенергия, като същевременно помагат да се избегнат високите разходи, свързани с дизеловите двигатели и проблемите със замърсяването на въздуха. BESS се предлага в различни размери и конфигурации, подходящи както за дребномащабно домакинско оборудване, така и за големи комунални системи. Те могат да бъдат инсталирани на различни места, включително домове, търговски сгради и подстанции. Освен това, те могат да служат като аварийни резервни източници на захранване по време на прекъсвания на електрозахранването.
Какви са различните видове батерии, използвани в BESS?
1. Оловно-киселинните батерии са най-широко използваният тип батерии, състоящи се от оловни пластини и електролит от сярна киселина. Те са високо ценени заради ниската си цена, зрялата си технология и дългия си живот, като се прилагат главно в области като стартови батерии, аварийни източници на захранване и дребномащабни акумулатори на енергия.
2. Литиево-йонните батерии, един от най-популярните и модерни видове батерии, се състоят от положителни и отрицателни електроди, изработени от литиев метал или композитни материали, заедно с органични разтворители. Те имат предимства като висока енергийна плътност, висока ефективност и ниско въздействие върху околната среда; играят ключова роля в мобилните устройства, електрическите превозни средства и други приложения за съхранение на енергия.
3. Проточните батерии са презареждаеми устройства за съхранение на енергия, които работят с течни среди, съхранявани във външни резервоари. Техните характеристики включват ниска енергийна плътност, но висока ефективност и дълъг експлоатационен живот.
4. В допълнение към гореспоменатите опции, има и други видове BESS, налични за избор, като например натриево-серни батерии, никел-кадмиеви батерии и суперкондензатори; всеки от които притежава различни характеристики и производителност, подходящи за различни сценарии.
Време на публикуване: 22 ноември 2024 г.