Aku-energiasalvestussüsteem (BESS) on suuremahuline võrguühendusel põhinev akusüsteem, mida kasutatakse elektri ja energia salvestamiseks. See ühendab mitu akut integreeritud energiasalvestusseadmeks.
1. Akuelement: Akusüsteemi osana muundab see keemilise energia elektrienergiaks.
2. Aku moodul: koosneb mitmest järjestikku ja paralleelselt ühendatud akuelemendist ning sisaldab akuelementide töö jälgimiseks mooduli akuhaldussüsteemi (MBMS).
3. Aku klaster: Kasutatakse mitme järjestikku ühendatud mooduli ja aku kaitseüksuste (BPU), tuntud ka kui aku klastri kontroller, mahutamiseks. Aku klastri aku haldussüsteem (BMS) jälgib akude pinget, temperatuuri ja laadimise olekut, reguleerides samal ajal nende laadimis- ja tühjenemistsükleid.
4. Energiasalvestuskonteiner: mahutab mitu paralleelselt ühendatud akuklastrit ja võib olla varustatud muude lisakomponentidega konteineri sisekeskkonna haldamiseks või juhtimiseks.
5. Energiamuundamise süsteem (PCS): Akude tekitatud alalisvool (DC) muundatakse PCS-i või kahesuunaliste inverterite abil vahelduvvooluks (AC), mis edastatakse elektrivõrku (rajatistele või lõpptarbijatele). Vajadusel saab see süsteem akude laadimiseks ka võrgust energiat ammutada.
Mis on akutoitel energiasalvestussüsteemide (BESS) tööpõhimõte?
Aku energiasalvestussüsteemi (BESS) tööpõhimõte hõlmab peamiselt kolme protsessi: laadimist, salvestamist ja tühjendamist. Laadimisprotsessi ajal salvestab BESS akusse elektrienergiat välise toiteallika kaudu. Rakendatav energia võib olla kas alalisvool või vahelduvvool, olenevalt süsteemi konstruktsioonist ja rakenduse nõuetest. Kui väline toiteallikas annab piisavalt energiat, muundab BESS liigse energia keemiliseks energiaks ja salvestab selle sisemiselt taastuval kujul laetavatesse akudesse. Salvestusprotsessi ajal, kui väline toiteallikas on ebapiisav või puudub üldse, säilitab BESS täielikult laetud salvestatud energia ja säilitab selle stabiilsuse edaspidiseks kasutamiseks. Tühjendusprotsessi ajal, kui on vaja salvestatud energiat kasutada, vabastab BESS vastavalt vajadusele sobiva koguse energiat erinevate seadmete, mootorite või muude koormuste käitamiseks.
Millised on BESS-i kasutamise eelised ja väljakutsed?
BESS pakub elektrisüsteemile mitmesuguseid eeliseid ja teenuseid, näiteks:
1. Taastuvenergia integreerimise edendamine: BESS suudab säilitada üleliigset taastuvenergiat suure tootmise ja väikese nõudluse perioodidel ning vabastada seda väikese tootmise ja suure nõudluse perioodidel. See võib vähendada tuuleenergia piiramist, parandada selle kasutusmäära ning kõrvaldada selle katkendlikkuse ja muutlikkuse.
2. Elektrienergia kvaliteedi ja töökindluse parandamine: BESS suudab pakkuda kiiret ja paindlikku reageerimist pinge- ja sageduse kõikumistele, harmoonilistele ja muudele elektrienergia kvaliteediga seotud probleemidele. See võib toimida ka varutoiteallikana ja toetada mustkäivitusfunktsiooni võrgu katkestuste või hädaolukordade ajal.
3. Tippnõudluse vähendamine: BESS-i abil saab laadida väljaspool tipptundi, kui elektrihinnad on madalad, ja tühjendada tipptundidel, kui hinnad on kõrged. See aitab vähendada tippnõudlust, alandada elektrienergia kulusid ja edasi lükata uute tootmisvõimsuste laiendamise või ülekande uuendamise vajadust.
4. Kasvuhoonegaaside heitkoguste vähendamine: BESS aitab vähendada sõltuvust fossiilkütustel põhinevast energiatootmisest, eriti tipptundidel, suurendades samal ajal taastuvenergia osakaalu energiaallikate jaotuses. See aitab vähendada kasvuhoonegaaside heitkoguseid ja leevendada kliimamuutuste mõju.
Siiski seisab BESS silmitsi ka mõningate väljakutsetega, näiteks:
1. Kõrge hind: Võrreldes teiste energiaallikatega on BESS endiselt suhteliselt kallis, eriti kapitalikulude, tegevus- ja hoolduskulude ning elutsükli kulude osas. BESS-i hind sõltub paljudest teguritest, nagu aku tüüp, süsteemi suurus, rakendus ja turutingimused. Tehnoloogia küpsedes ja laienedes eeldatakse, et BESS-i hind tulevikus langeb, kuid see võib siiski takistada laialdast kasutuselevõttu.
2. Ohutusküsimused: BESS-iga kaasneb kõrge pinge, suur voolutugevus ja kõrge temperatuur, mis kujutavad endast potentsiaalseid ohte, nagu tuleoht, plahvatused, elektrilöögid jne. BESS sisaldab ka ohtlikke aineid, nagu metallid, happed ja elektrolüüdid, mis võivad põhjustada keskkonna- ja terviseohtu, kui neid ei käidelda või kõrvaldata nõuetekohaselt. BESS-i ohutu käitamise ja haldamise tagamiseks on vaja rangeid ohutusstandardeid, -eeskirju ja -protseduure.
5. Keskkonnamõju: BESS-il võib olla keskkonnale negatiivne mõju, sealhulgas ressursside ammendumine, maakasutuse probleemid, veekasutuse probleemid, jäätmeteke ja reostusprobleemid. BESS vajab märkimisväärses koguses toorainet nagu liitium, koobalt, nikkel, vask jne, mis on maailmas napid ja jaotunud ebaühtlaselt. BESS tarbib ka vett ja maad kaevanduste, tootmisrajatiste ja käitamise jaoks. BESS tekitab kogu oma elutsükli jooksul jäätmeid ja heitkoguseid, mis võivad mõjutada õhu, vee, pinnase kvaliteeti. Keskkonnamõjusid tuleb arvestada, võttes kasutusele säästvaid tavasid, et minimeerida nende mõju nii palju kui võimalik.
Millised on BESS-i peamised rakendused ja kasutusjuhud?
BESS-i kasutatakse laialdaselt erinevates tööstusharudes ja rakendustes, näiteks elektrienergia tootmisel, energia salvestamisel, ülekande- ja jaotusliinidel elektrisüsteemis, samuti elektrisõidukite ja meresüsteemides transpordisektoris. Seda kasutatakse ka elamute ja ärihoonete akutoitesüsteemides. Need süsteemid suudavad rahuldada ülejääva energia salvestusvajadusi ja pakkuda varuvõimsust, et leevendada ülekande- ja jaotusliinide ülekoormust, vältides samal ajal ülekandesüsteemi ülekoormust. BESS-il on oluline roll mikrovõrkudes, mis on hajutatud elektrivõrgud, mis on ühendatud põhivõrguga või töötavad iseseisvalt. Kaugemates piirkondades asuvad sõltumatud mikrovõrgud saavad stabiilse elektrienergia tootmise saavutamiseks loota BESS-ile koos vahelduvate taastuvate energiaallikatega, aidates samal ajal vältida diiselmootorite ja õhusaaste probleemidega seotud suuri kulusid. BESS-i on saadaval erinevates suurustes ja konfiguratsioonides, mis sobivad nii väikesemahulistele kodumasinatele kui ka suuremahulistele kommunaalteenuste süsteemidele. Neid saab paigaldada erinevatesse kohtadesse, sealhulgas kodudesse, ärihoonetesse ja alajaamadesse. Lisaks saavad need toimida varutoiteallikatena elektrikatkestuste ajal.
Milliseid erinevat tüüpi akusid BESS-is kasutatakse?
1. Pliiakud on kõige laialdasemalt kasutatav akutüüp, mis koosneb pliiplaatidest ja väävelhappe elektrolüüdist. Neid hinnatakse kõrgelt oma madala hinna, küpse tehnoloogia ja pika eluea tõttu ning neid kasutatakse peamiselt sellistes valdkondades nagu käivitusakud, avariitoiteallikad ja väikesemahulised energiasalvestusseadmed.
2. Liitiumioonakud, mis on ühed populaarsemad ja arenenumad akutüübid, koosnevad liitiummetallist või komposiitmaterjalidest koos orgaaniliste lahustitega valmistatud positiivsetest ja negatiivsetest elektroodidest. Neil on eelised nagu kõrge energiatihedus, kõrge efektiivsus ja väike keskkonnamõju; neil on oluline roll mobiilseadmetes, elektriautodes ja muudes energia salvestamise rakendustes.
3. Vooluakud on laetavad energiasalvestusseadmed, mis töötavad välistes paakides hoitava vedela keskkonna abil. Nende omaduste hulka kuuluvad madal energiatihedus, kuid kõrge efektiivsus ja pikk kasutusiga.
4. Lisaks eespool mainitud valikutele on saadaval ka muud tüüpi BESS-e, näiteks naatrium-väävliakud, nikkel-kaadmiumakud ja superkondensaatorid, millel kõigil on erinevad omadused ja jõudlus, mis sobivad mitmesugusteks stsenaariumideks.
Postituse aeg: 22. november 2024