Systém pro ukládání energie v bateriích (BESS) je rozsáhlý bateriový systém založený na připojení k síti, který se používá k ukládání elektřiny a energie. Kombinuje více baterií dohromady a vytváří integrované zařízení pro ukládání energie.
1. Článek baterie: Jako součást bateriového systému přeměňuje chemickou energii na elektrickou energii.
2. Bateriový modul: Skládá se z několika sériově a paralelně zapojených bateriových článků a obsahuje systém správy baterií (MBMS) pro monitorování provozu bateriových článků.
3. Bateriový cluster: Slouží k umístění více sériově zapojených modulů a jednotek ochrany baterií (BPU), známých také jako řídicí jednotka bateriového clusteru. Systém správy baterií (BMS) pro bateriový cluster monitoruje napětí, teplotu a stav nabíjení baterií a zároveň reguluje jejich nabíjecí a vybíjecí cykly.
4. Kontejner pro ukládání energie: Může nést více paralelně zapojených bateriových shluků a může být vybaven dalšími doplňkovými komponenty pro správu nebo řízení vnitřního prostředí kontejneru.
5. Systém pro přeměnu energie (PCS): Stejnosměrný proud (DC) generovaný bateriemi se pomocí PCS nebo obousměrných střídačů převádí na střídavý proud (AC) pro přenos do elektrické sítě (zařízení nebo koncoví uživatelé). V případě potřeby může tento systém také odebírat energii ze sítě pro nabíjení baterií.
Jaký je princip fungování bateriových systémů pro ukládání energie (BESS)?
Princip fungování systému pro ukládání energie v bateriích (BESS) zahrnuje především tři procesy: nabíjení, ukládání a vybíjení. Během nabíjení BESS ukládá elektrickou energii do baterie prostřednictvím externího zdroje napájení. Implementace může být buď stejnosměrný proud, nebo střídavý proud, v závislosti na konstrukci systému a požadavcích aplikace. Pokud je z externího zdroje napájení dostatek energie, BESS přeměňuje přebytečnou energii na chemickou energii a interně ji ukládá do dobíjecích baterií v obnovitelné formě. Během procesu ukládání, pokud není k dispozici dostatek nebo žádný externí zdroj, BESS uchovává plně nabitou uloženou energii a udržuje ji stabilní pro budoucí použití. Během procesu vybíjení, pokud je potřeba uloženou energii využít, BESS uvolňuje odpovídající množství energie podle poptávky pro pohon různých zařízení, motorů nebo jiných forem zátěží.
Jaké jsou výhody a úskalí používání BESS?
BESS může poskytovat energetické soustavě různé výhody a služby, jako například:
1. Posílení integrace obnovitelných zdrojů energie: Systémy BESS mohou ukládat přebytečnou energii z obnovitelných zdrojů během období vysoké výroby a nízké poptávky a uvolňovat ji během období nízké výroby a vysoké poptávky. To může snížit omezování větrné energie, zlepšit její míru využití a eliminovat její přerušovanost a proměnlivost.
2. Zlepšení kvality a spolehlivosti energie: Systém BESS dokáže rychle a flexibilně reagovat na kolísání napětí a frekvence, harmonické a další problémy s kvalitou energie. Může také sloužit jako záložní zdroj energie a podporovat funkci startu z nuly během výpadků sítě nebo nouzových situací.
3. Snížení špičkové poptávky: BESS mohou nabíjet mimo špičku, kdy jsou ceny elektřiny nízké, a vybíjet během špičky, kdy jsou ceny vysoké. To může snížit špičkovou poptávku, snížit náklady na elektřinu a oddálit potřebu rozšíření výrobních kapacit nebo modernizace přenosové soustavy.
4. Snížení emisí skleníkových plynů: BESS může snížit závislost na výrobě energie z fosilních paliv, zejména během špičky, a zároveň zvýšit podíl obnovitelné energie v energetickém mixu. To pomáhá snižovat emise skleníkových plynů a zmírňovat dopady změny klimatu.
BESS však čelí i některým výzvám, jako například:
1. Vysoké náklady: Ve srovnání s jinými zdroji energie je BESS stále relativně drahý, zejména z hlediska kapitálových nákladů, nákladů na provoz a údržbu a nákladů na životní cyklus. Náklady na BESS závisí na mnoha faktorech, jako je typ baterie, velikost systému, aplikace a tržní podmínky. S rozvojem a rozšiřováním technologie se očekává, že náklady na BESS v budoucnu klesnou, ale stále mohou být překážkou pro široké přijetí.
2. Bezpečnostní otázky: Systémy BESS zahrnují vysoké napětí, velký proud a vysokou teplotu, které představují potenciální rizika, jako je nebezpečí požáru, výbuchu, úrazu elektrickým proudem atd. Systémy BESS také obsahují nebezpečné látky, jako jsou kovy, kyseliny a elektrolyty, které mohou při nesprávné manipulaci nebo likvidaci způsobit ohrožení životního prostředí a zdraví. Pro zajištění bezpečného provozu a správy systémů BESS jsou vyžadovány přísné bezpečnostní normy, předpisy a postupy.
5. Dopad na životní prostředí: Systémy BESS mohou mít negativní dopady na životní prostředí, včetně vyčerpávání zdrojů, problémů s využíváním půdy, problémů se spotřebou vody, produkce odpadu a obav ze znečištění. Systémy BESS vyžadují značné množství surovin, jako je lithium, kobalt, nikl, měď atd., které jsou celosvětově vzácné a nerovnoměrně rozložené. Systémy BESS také spotřebovávají vodu a půdu pro těžební, výrobní a provozní instalace. Systémy BESS během svého životního cyklu produkují odpad a emise, které by mohly ovlivnit kvalitu ovzduší, vody a půdy. Dopady na životní prostředí je třeba zvážit přijetím udržitelných postupů, aby se jejich účinky co nejvíce minimalizovaly.
Jaké jsou hlavní aplikace a případy použití BESS?
Systém BESS se široce používá v různých odvětvích a aplikacích, jako je výroba energie, zařízení na ukládání energie, přenosová a distribuční vedení v energetické soustavě, stejně jako systémy pro elektrická vozidla a lodní systémy v dopravním sektoru. Využívá se také v systémech bateriového ukládání energie pro rezidenční a komerční budovy. Tyto systémy mohou uspokojit potřeby skladování přebytečné energie a poskytnout záložní kapacitu pro zmírnění přetížení přenosových a distribučních vedení a zároveň zabránit přetížení v přenosové soustavě. Systém BESS hraje klíčovou roli v mikrosítích, což jsou distribuované energetické sítě připojené k hlavní síti nebo fungující nezávisle. Nezávislé mikrosítě umístěné v odlehlých oblastech se mohou spolehnout na systém BESS v kombinaci s přerušovanými obnovitelnými zdroji energie k dosažení stabilní výroby elektřiny a zároveň pomáhají vyhnout se vysokým nákladům spojeným s dieselovými motory a problémy se znečištěním ovzduší. Systém BESS se dodává v různých velikostech a konfiguracích, vhodných jak pro malá domácí zařízení, tak pro rozsáhlé energetické systémy. Mohou být instalovány na různých místech, včetně domů, komerčních budov a rozvoden. Kromě toho mohou sloužit jako nouzové záložní zdroje energie během výpadků proudu.
Jaké různé typy baterií se používají v BESS?
1. Olověné akumulátory jsou nejrozšířenějším typem baterií, které se skládají z olověných destiček a elektrolytu z kyseliny sírové. Jsou vysoce ceněny pro svou nízkou cenu, vyspělou technologii a dlouhou životnost a používají se hlavně v oblastech, jako jsou startovací baterie, nouzové zdroje energie a maloobjemové úložiště energie.
2. Lithium-iontové baterie, jeden z nejoblíbenějších a nejmodernějších typů baterií, se skládají z kladných a záporných elektrod vyrobených z lithiového kovu nebo kompozitních materiálů spolu s organickými rozpouštědly. Mají výhody, jako je vysoká hustota energie, vysoká účinnost a nízký dopad na životní prostředí; hrají klíčovou roli v mobilních zařízeních, elektromobilech a dalších aplikacích pro ukládání energie.
3. Průtokové baterie jsou dobíjecí zařízení pro ukládání energie, která fungují s kapalným médiem uloženým v externích nádržích. Mezi jejich vlastnosti patří nízká hustota energie, ale vysoká účinnost a dlouhá životnost.
4. Kromě výše uvedených možností jsou k dispozici i další typy BESS, jako jsou sodíkovo-sírové baterie, nikl-kadmiové baterie a superkondenzátory; každý z nich má odlišné vlastnosti a výkon vhodné pro různé scénáře.
Čas zveřejnění: 22. listopadu 2024