Sustav za pohranu energije u baterijama (BESS) je veliki baterijski sustav temeljen na mrežnoj priključku, koji se koristi za pohranu električne energije. Kombinira više baterija zajedno kako bi tvorio integrirani uređaj za pohranu energije.
1. Baterijska ćelija: Kao dio baterijskog sustava, pretvara kemijsku energiju u električnu energiju.
2. Baterijski modul: Sastoji se od više serijski i paralelno spojenih baterijskih ćelija, a uključuje Sustav za upravljanje baterijama modula (MBMS) za praćenje rada baterijskih ćelija.
3. Skup baterija: Koristi se za smještaj više serijski spojenih modula i jedinica za zaštitu baterija (BPU), poznatih i kao kontroler skupa baterija. Sustav za upravljanje baterijama (BMS) za skup baterija prati napon, temperaturu i status punjenja baterija, a istovremeno regulira njihove cikluse punjenja i pražnjenja.
4. Spremnik za pohranu energije: Može nositi više paralelno spojenih baterijskih klastera i može biti opremljen drugim dodatnim komponentama za upravljanje ili kontrolu unutarnjeg okruženja spremnika.
5. Sustav za pretvorbu energije (PCS): Istosmjerna struja (DC) koju generiraju baterije pretvara se u izmjeničnu struju (AC) putem PCS-a ili dvosmjernih pretvarača za prijenos u električnu mrežu (postrojenja ili krajnji korisnici). Kada je potrebno, ovaj sustav također može izvlačiti energiju iz mreže za punjenje baterija.
Koji je princip rada sustava za pohranu energije u baterijama (BESS)?
Princip rada sustava za pohranu energije u baterijama (BESS) uglavnom uključuje tri procesa: punjenje, pohranjivanje i pražnjenje. Tijekom procesa punjenja, BESS pohranjuje električnu energiju u bateriji putem vanjskog izvora napajanja. Implementacija može biti istosmjerna ili izmjenična struja, ovisno o dizajnu sustava i zahtjevima primjene. Kada vanjski izvor napajanja osigurava dovoljno energije, BESS pretvara višak energije u kemijsku energiju i interno je pohranjuje u punjive baterije u obnovljivom obliku. Tijekom procesa pohranjivanja, kada nema dovoljno ili uopće nema vanjskog napajanja, BESS zadržava potpuno napunjenu pohranjenu energiju i održava njezinu stabilnost za buduću upotrebu. Tijekom procesa pražnjenja, kada postoji potreba za korištenjem pohranjene energije, BESS oslobađa odgovarajuću količinu energije prema potražnji za pogon različitih uređaja, motora ili drugih oblika opterećenja.
Koje su prednosti i izazovi korištenja BESS-a?
BESS može pružiti razne pogodnosti i usluge elektroenergetskom sustavu, kao što su:
1. Poboljšanje integracije obnovljivih izvora energije: BESS može pohraniti višak obnovljivih izvora energije tijekom razdoblja visoke proizvodnje i niske potražnje te ga osloboditi tijekom razdoblja niske proizvodnje i velike potražnje. To može smanjiti ograničavanje energije vjetra, poboljšati stopu iskorištenosti i eliminirati njezinu isprekidanost i varijabilnost.
2. Poboljšanje kvalitete i pouzdanosti električne energije: BESS može pružiti brz i fleksibilan odgovor na fluktuacije napona i frekvencije, harmonike i druge probleme s kvalitetom električne energije. Također može poslužiti kao rezervni izvor napajanja i podržati funkciju pokretanja bez napajanja tijekom nestanka električne energije ili u hitnim slučajevima.
3. Smanjenje vršne potražnje: BESS se može puniti izvan vršnih sati kada su cijene električne energije niske, a prazniti tijekom vršnih sati kada su cijene visoke. To može smanjiti vršnu potražnju, sniziti troškove električne energije i odgoditi potrebu za proširenjem novih proizvodnih kapaciteta ili nadogradnjom prijenosa.
4. Smanjenje emisija stakleničkih plinova: BESS može smanjiti ovisnost o proizvodnji energije iz fosilnih goriva, posebno tijekom vršnih razdoblja, a istovremeno povećati udio obnovljivih izvora energije u energetskom miksu. To pomaže u smanjenju emisija stakleničkih plinova i ublažavanju utjecaja klimatskih promjena.
Međutim, BESS se također suočava s nekim izazovima, kao što su:
1. Visoka cijena: U usporedbi s drugim izvorima energije, BESS je još uvijek relativno skup, posebno u smislu kapitalnih troškova, troškova rada i održavanja te troškova životnog ciklusa. Cijena BESS-a ovisi o mnogim čimbenicima kao što su vrsta baterije, veličina sustava, primjena i tržišni uvjeti. Kako tehnologija sazrijeva i raste, očekuje se da će se cijena BESS-a u budućnosti smanjiti, ali i dalje može biti prepreka širokoj primjeni.
2. Sigurnosna pitanja: BESS uključuje visoki napon, veliku struju i visoku temperaturu što predstavlja potencijalne rizike poput opasnosti od požara, eksplozija, strujnih udara itd. BESS također sadrži opasne tvari poput metala, kiselina i elektrolita koji mogu uzrokovati opasnosti za okoliš i zdravlje ako se s njima ne rukuje pravilno ili se ne odlažu. Za osiguranje sigurnog rada i upravljanja BESS-om potrebni su strogi sigurnosni standardi, propisi i postupci.
5. Utjecaj na okoliš: BESS može imati negativne utjecaje na okoliš, uključujući iscrpljivanje resursa, probleme s korištenjem zemljišta, probleme s korištenjem vode, stvaranje otpada i probleme sa zagađenjem. BESS zahtijeva značajne količine sirovina poput litija, kobalta, nikla, bakra itd., koje su globalno rijetke s neravnomjernom raspodjelom. BESS također troši vodu i zemljište za rudarske proizvodne instalacije i rad. BESS stvara otpad i emisije tijekom svog životnog ciklusa koji bi mogli utjecati na kvalitetu zraka, vode i tla. Utjecaje na okoliš potrebno je uzeti u obzir primjenom održivih praksi kako bi se njihovi učinci što više smanjili.
Koje su glavne primjene i slučajevi upotrebe BESS-a?
BESS se široko koristi u raznim industrijama i primjenama, kao što su proizvodnja energije, postrojenja za skladištenje energije, prijenosni i distribucijski vodovi u elektroenergetskom sustavu, kao i električni sustavi vozila i brodovi u prometnom sektoru. Također se koristi u sustavima za skladištenje energije u baterijama za stambene i poslovne zgrade. Ovi sustavi mogu zadovoljiti potrebe za skladištenjem viška energije i osigurati rezervni kapacitet za ublažavanje preopterećenja na prijenosnim i distribucijskim vodovima, a istovremeno sprječavaju zagušenje u prijenosnom sustavu. BESS igra ključnu ulogu u mikro mrežama, koje su distribuirane energetske mreže spojene na glavnu mrežu ili rade neovisno. Neovisne mikro mreže smještene u udaljenim područjima mogu se osloniti na BESS u kombinaciji s povremenim obnovljivim izvorima energije kako bi se postigla stabilna proizvodnja električne energije, a istovremeno se izbjegnu visoki troškovi povezani s dizelskim motorima i problemima onečišćenja zraka. BESS dolazi u različitim veličinama i konfiguracijama, pogodnim i za male kućanske uređaje i za velike komunalne sustave. Mogu se instalirati na različitim lokacijama, uključujući domove, poslovne zgrade i trafostanice. Osim toga, mogu poslužiti kao rezervni izvori napajanja u slučaju nužde tijekom nestanka struje.
Koje se različite vrste baterija koriste u BESS-u?
1. Olovno-kiselinske baterije su najčešće korištena vrsta baterija, sastoje se od olovnih ploča i sumporno-kiselinskog elektrolita. Visoko su cijenjene zbog svoje niske cijene, zrele tehnologije i dugog vijeka trajanja, a uglavnom se primjenjuju u područjima kao što su startne baterije, izvori napajanja u nuždi i mala skladišta energije.
2. Litij-ionske baterije, jedna od najpopularnijih i najnaprednijih vrsta baterija, sastoje se od pozitivnih i negativnih elektroda izrađenih od litijevog metala ili kompozitnih materijala zajedno s organskim otapalima. Imaju prednosti poput visoke gustoće energije, visoke učinkovitosti i niskog utjecaja na okoliš; igraju ključnu ulogu u mobilnim uređajima, električnim vozilima i drugim primjenama za pohranu energije.
3. Protočne baterije su punjivi uređaji za pohranu energije koji rade koristeći tekući medij pohranjen u vanjskim spremnicima. Njihove karakteristike uključuju nisku gustoću energije, ali visoku učinkovitost i dugi vijek trajanja.
4. Uz gore navedene opcije, dostupne su i druge vrste BESS-a, kao što su natrij-sumporne baterije, nikal-kadmijeve baterije i superkondenzatori; svaki od njih posjeduje različite karakteristike i performanse prikladne za različite scenarije.
Vrijeme objave: 22. studenog 2024.