Et batterilagringssystem (Battery Energy Storage System, BESS) er et storstilet batterisystem baseret på nettilslutning, der bruges til at lagre elektricitet og energi. Det kombinerer flere batterier for at danne en integreret energilagringsenhed.
1. Battericelle: Som en del af batterisystemet omdanner den kemisk energi til elektrisk energi.
2. Batterimodul: Består af flere serie- og parallelforbundne battericeller og inkluderer modulets batteristyringssystem (MBMS) til at overvåge battericellernes drift.
3. Batteriklynge: Bruges til at rumme flere serieforbundne moduler og batteribeskyttelsesenheder (BPU), også kendt som batteriklyngecontrolleren. Batteristyringssystemet (BMS) til batteriklyngen overvåger batteriernes spænding, temperatur og opladningsstatus, samtidig med at det regulerer deres opladnings- og afladningscyklusser.
4. Energilagringsbeholder: Kan bære flere parallelt forbundne batteriklynger og kan udstyres med andre yderligere komponenter til styring eller kontrol af beholderens interne miljø.
5. Strømkonverteringssystem (PCS): Den jævnstrøm (DC), der genereres af batterierne, omdannes til vekselstrøm (AC) via PCS eller tovejsinvertere, der transmitteres til elnettet (anlæg eller slutbrugere). Når det er nødvendigt, kan dette system også udtrække strøm fra nettet for at oplade batterierne.
Hvad er funktionsprincippet for batterienergilagringssystemer (BESS)?
Funktionsprincippet for et batterienergilagringssystem (BESS) omfatter hovedsageligt tre processer: opladning, lagring og afladning. Under opladningsprocessen lagrer BESS elektrisk energi i batteriet via en ekstern strømkilde. Implementeringen kan være enten jævnstrøm eller vekselstrøm, afhængigt af systemdesign og applikationskrav. Når der er tilstrækkelig strøm fra den eksterne strømkilde, omdanner BESS overskydende energi til kemisk energi og lagrer den internt i genopladelige batterier i en vedvarende form. Under lagringsprocessen, når der ikke er tilstrækkelig eller ingen ekstern forsyning tilgængelig, bevarer BESS fuldt opladet lagret energi og opretholder dens stabilitet til fremtidig brug. Under afladningsprocessen, når der er behov for at udnytte lagret energi, frigiver BESS en passende mængde energi i henhold til behovet for at drive forskellige enheder, motorer eller andre former for belastninger.
Hvad er fordelene og udfordringerne ved at bruge BESS?
BESS kan tilbyde forskellige fordele og tjenester til elsystemet, såsom:
1. Forbedret integration af vedvarende energi: BESS kan lagre overskydende vedvarende energi i perioder med høj produktion og lav efterspørgsel og frigive den i perioder med lav produktion og høj efterspørgsel. Dette kan reducere vindbegrænsninger, forbedre udnyttelsesgraden og eliminere intermittensitet og variation.
2. Forbedring af strømkvalitet og pålidelighed: BESS kan give hurtig og fleksibel respons på spændings- og frekvensudsving, harmoniske svingninger og andre problemer med strømkvaliteten. Det kan også fungere som en backup-strømkilde og understøtte blackstart-funktionen under netafbrydelser eller nødsituationer.
3. Reduktion af spidsbelastning: BESS kan oplades uden for spidsbelastningsperioder, når elpriserne er lave, og aflades i spidsbelastningsperioder, når priserne er høje. Dette kan reducere spidsbelastningsperioder, sænke elomkostningerne og forsinke behovet for udvidelse af produktionskapacitet eller opgraderinger af transmissionskapaciteten.
4. Reduktion af drivhusgasemissioner: BESS kan mindske afhængigheden af produktion baseret på fossile brændstoffer, især i spidsbelastningsperioder, samtidig med at andelen af vedvarende energi i elmixet øges. Dette hjælper med at reducere drivhusgasemissioner og afbøde virkningerne af klimaændringer.
BESS står dog også over for nogle udfordringer, såsom:
1. Høje omkostninger: Sammenlignet med andre energikilder er BESS stadig relativt dyrt, især med hensyn til kapitalomkostninger, drifts- og vedligeholdelsesomkostninger samt livscyklusomkostninger. Omkostningerne ved BESS afhænger af mange faktorer såsom batteritype, systemstørrelse, anvendelse og markedsforhold. Efterhånden som teknologien modnes og skaleres op, forventes omkostningerne ved BESS at falde i fremtiden, men kan stadig være en hindring for udbredt anvendelse.
2. Sikkerhedsproblemer: BESS involverer højspænding, stor strøm og høj temperatur, som udgør potentielle risici såsom brandfare, eksplosioner, elektrisk stød osv. BESS indeholder også farlige stoffer såsom metaller, syrer og elektrolytter, som kan forårsage miljø- og sundhedsfarer, hvis de ikke håndteres eller bortskaffes korrekt. Strenge sikkerhedsstandarder, regler og procedurer er nødvendige for at sikre sikker drift og håndtering af BESS.
5. Miljøpåvirkning: BESS kan have negative miljøpåvirkninger, herunder ressourceudtømning, problemer med arealanvendelse, vandforbrug, affaldsproduktion og forureningsproblemer. BESS kræver betydelige mængder råmaterialer som lithium, kobolt, nikkel, kobber osv., som er knappe globalt og ujævnt fordelt. BESS forbruger også vand og jord til minedrift, produktion, installation og drift. BESS genererer affald og emissioner gennem hele sin livscyklus, som kan påvirke luft, vand, jordkvalitet. Miljøpåvirkninger skal tages i betragtning ved at anvende bæredygtige praksisser for at minimere deres virkninger så meget som muligt.
Hvad er de vigtigste anvendelser og anvendelsesscenarier for BESS?
BESS anvendes i vid udstrækning i forskellige industrier og anvendelser, såsom kraftproduktion, energilagringsfaciliteter, transmissions- og distributionsledninger i elsystemet, samt elbil- og marinesystemer i transportsektoren. Det anvendes også i batterilagringssystemer til boliger og erhvervsbygninger. Disse systemer kan opfylde lagringsbehovet for overskydende energi og give backupkapacitet for at afhjælpe overbelastning af transmissions- og distributionsledninger, samtidig med at overbelastning i transmissionssystemet forhindres. BESS spiller en afgørende rolle i mikronet, som er distribuerede kraftnetværk, der er forbundet til hovednettet eller fungerer uafhængigt. Uafhængige mikronet placeret i fjerntliggende områder kan stole på BESS kombineret med intermitterende vedvarende energikilder for at opnå stabil elproduktion, samtidig med at de hjælper med at undgå høje omkostninger forbundet med dieselmotorer og luftforureningsproblemer. BESS findes i forskellige størrelser og konfigurationer, der er velegnede til både små husholdningsapparater og store forsyningssystemer. De kan installeres på forskellige steder, herunder boliger, erhvervsbygninger og transformerstationer. Derudover kan de fungere som nødstrømskilder under strømafbrydelser.
Hvilke forskellige typer batterier bruges i BESS?
1. Blybatterier er den mest anvendte type batteri og består af blyplader og svovlsyreelektrolyt. De er højt ansete for deres lave pris, modne teknologi og lange levetid og anvendes primært inden for områder som startbatterier, nødstrømskilder og energilagring i lille skala.
2. Lithium-ion-batterier, en af de mest populære og avancerede batterityper, består af positive og negative elektroder fremstillet af lithiummetal eller kompositmaterialer sammen med organiske opløsningsmidler. De har fordele såsom høj energitæthed, høj effektivitet og lav miljøpåvirkning; de spiller en afgørende rolle i mobile enheder, elbiler og andre energilagringsapplikationer.
3. Flowbatterier er genopladelige energilagringsenheder, der fungerer ved hjælp af flydende medier opbevaret i eksterne tanke. Deres egenskaber omfatter lav energitæthed, men høj effektivitet og lang levetid.
4. Ud over disse ovennævnte muligheder findes der også andre typer BESS, såsom natrium-svovlbatterier, nikkel-cadmiumbatterier og superkondensatorer; hver med forskellige egenskaber og ydeevne, der er egnet til forskellige scenarier.
Opslagstidspunkt: 22. november 2024