Sistem Penyimpanan Energi Baterai (BESS) adalah sistem baterai berskala besar berbasis jaringan listrik yang digunakan untuk menyimpan listrik dan energi. Sistem ini menggabungkan beberapa baterai untuk membentuk perangkat penyimpanan energi terintegrasi.
1. Sel Baterai: Sebagai bagian dari sistem baterai, ia mengubah energi kimia menjadi energi listrik.
2. Modul Baterai: Terdiri dari beberapa sel baterai yang dihubungkan secara seri dan paralel, modul ini dilengkapi dengan Sistem Manajemen Baterai Modul (MBMS) untuk memantau pengoperasian sel baterai.
3. Kluster Baterai: Digunakan untuk mengakomodasi beberapa modul yang terhubung seri dan Unit Perlindungan Baterai (BPU), yang juga dikenal sebagai pengontrol kluster baterai. Sistem Manajemen Baterai (BMS) untuk kluster baterai memantau tegangan, suhu, dan status pengisian daya baterai sekaligus mengatur siklus pengisian dan pengosongan dayanya.
4. Wadah Penyimpanan Energi: Dapat membawa beberapa kluster baterai yang terhubung paralel dan dapat dilengkapi dengan komponen tambahan lain untuk mengelola atau mengendalikan lingkungan internal wadah.
5. Sistem Konversi Daya (PCS): Arus searah (DC) yang dihasilkan oleh baterai diubah menjadi arus bolak-balik (AC) melalui PCS atau inverter dua arah untuk disalurkan ke jaringan listrik (fasilitas atau pengguna akhir). Bila diperlukan, sistem ini juga dapat mengambil daya dari jaringan untuk mengisi daya baterai.
Apa prinsip kerja Sistem Penyimpanan Energi Baterai (BESS)?
Prinsip kerja Sistem Penyimpanan Energi Baterai (BESS) terutama mencakup tiga proses: pengisian, penyimpanan, dan pengosongan. Selama proses pengisian, BESS menyimpan energi listrik di dalam baterai melalui sumber daya eksternal. Implementasinya dapat berupa arus searah atau arus bolak-balik, tergantung pada desain sistem dan persyaratan aplikasi. Ketika ada daya yang cukup yang disediakan oleh sumber daya eksternal, BESS mengubah kelebihan energi menjadi energi kimia dan menyimpannya dalam baterai isi ulang dalam bentuk terbarukan secara internal. Selama proses penyimpanan, ketika tidak ada pasokan eksternal yang cukup atau tidak ada, BESS mempertahankan energi tersimpan yang terisi penuh dan menjaga stabilitasnya untuk penggunaan di masa mendatang. Selama proses pengosongan, ketika ada kebutuhan untuk memanfaatkan energi yang tersimpan, BESS melepaskan jumlah energi yang sesuai sesuai dengan kebutuhan untuk menggerakkan berbagai perangkat, mesin, atau bentuk beban lainnya.
Apa manfaat dan tantangan menggunakan BESS?
BESS dapat memberikan berbagai manfaat dan layanan kepada sistem tenaga listrik, seperti:
1. Meningkatkan integrasi energi terbarukan: BESS dapat menyimpan kelebihan energi terbarukan selama periode pembangkitan tinggi dan permintaan rendah, serta melepaskannya selama periode pembangkitan rendah dan permintaan tinggi. Hal ini dapat mengurangi pembatasan angin, meningkatkan tingkat pemanfaatannya, dan menghilangkan intermittensi dan variabilitasnya.
2. Meningkatkan kualitas dan keandalan daya: BESS dapat memberikan respons yang cepat dan fleksibel terhadap fluktuasi tegangan dan frekuensi, harmonisa, dan masalah kualitas daya lainnya. BESS juga dapat berfungsi sebagai sumber daya cadangan dan mendukung fungsi black start selama pemadaman listrik atau keadaan darurat.
3. Mengurangi permintaan puncak: BESS dapat mengisi daya di luar jam sibuk ketika harga listrik rendah, dan mengosongkan daya pada jam sibuk ketika harga tinggi. Hal ini dapat mengurangi permintaan puncak, menurunkan biaya listrik, dan menunda kebutuhan perluasan kapasitas pembangkit baru atau peningkatan transmisi.
4. Menurunkan emisi gas rumah kaca: BESS dapat mengurangi ketergantungan pada pembangkit listrik berbahan bakar fosil, terutama selama periode puncak, sekaligus meningkatkan porsi energi terbarukan dalam bauran energi. Hal ini membantu mengurangi emisi gas rumah kaca dan memitigasi dampak perubahan iklim.
Namun, BESS juga menghadapi beberapa tantangan, seperti:
1. Biaya tinggi: Dibandingkan dengan sumber energi lain, BESS masih relatif mahal, terutama dalam hal biaya modal, biaya operasi dan pemeliharaan, serta biaya siklus hidup. Biaya BESS bergantung pada banyak faktor seperti jenis baterai, ukuran sistem, aplikasi, dan kondisi pasar. Seiring dengan semakin matang dan meningkatnya skala teknologi, biaya BESS diperkirakan akan menurun di masa mendatang, tetapi mungkin masih menjadi hambatan bagi adopsi yang luas.
2. Masalah keselamatan: BESS melibatkan tegangan tinggi, arus besar, dan suhu tinggi yang menimbulkan potensi risiko seperti bahaya kebakaran, ledakan, sengatan listrik, dll. BESS juga mengandung zat berbahaya seperti logam, asam, dan elektrolit yang dapat menyebabkan bahaya lingkungan dan kesehatan jika tidak ditangani atau dibuang dengan benar. Standar, peraturan, dan prosedur keselamatan yang ketat diperlukan untuk memastikan pengoperasian dan pengelolaan BESS yang aman.
5. Dampak lingkungan: BESS mungkin memiliki dampak negatif pada lingkungan termasuk penipisan sumber daya, masalah penggunaan lahan, masalah penggunaan air, timbulan limbah, dan masalah polusi. BESS membutuhkan sejumlah besar bahan baku seperti litium, kobalt, nikel, tembaga, dll., yang langka secara global dengan distribusi yang tidak merata. BESS juga mengonsumsi air dan lahan untuk pertambangan, manufaktur, instalasi, dan operasi. BESS menghasilkan limbah dan emisi sepanjang siklus hidupnya yang dapat memengaruhi kualitas udara, air, tanah. Dampak lingkungan perlu dipertimbangkan dengan mengadopsi praktik berkelanjutan untuk meminimalkan dampaknya sebanyak mungkin.
Apa saja aplikasi utama dan kasus penggunaan BESS?
BESS banyak digunakan di berbagai industri dan aplikasi, seperti pembangkit listrik, fasilitas penyimpanan energi, jalur transmisi dan distribusi dalam sistem kelistrikan, serta sistem kendaraan listrik dan kelautan di sektor transportasi. BESS juga digunakan dalam sistem penyimpanan energi baterai untuk bangunan residensial dan komersial. Sistem ini dapat memenuhi kebutuhan penyimpanan energi surplus dan menyediakan kapasitas cadangan untuk mengurangi kelebihan beban pada jalur transmisi dan distribusi sekaligus mencegah kemacetan dalam sistem transmisi. BESS memainkan peran penting dalam jaringan mikro, yaitu jaringan listrik terdistribusi yang terhubung ke jaringan utama atau beroperasi secara independen. Jaringan mikro independen yang terletak di daerah terpencil dapat mengandalkan BESS yang dikombinasikan dengan sumber energi terbarukan yang intermiten untuk mencapai pembangkitan listrik yang stabil sekaligus membantu menghindari biaya tinggi yang terkait dengan mesin diesel dan masalah polusi udara. BESS tersedia dalam berbagai ukuran dan konfigurasi, cocok untuk peralatan rumah tangga skala kecil maupun sistem utilitas skala besar. BESS dapat dipasang di berbagai lokasi, termasuk rumah, gedung komersial, dan gardu induk. Selain itu, BESS dapat berfungsi sebagai sumber daya cadangan darurat saat terjadi pemadaman listrik.
Apa saja jenis baterai yang digunakan di BESS?
1. Baterai timbal-asam adalah jenis baterai yang paling banyak digunakan, terdiri dari pelat timbal dan elektrolit asam sulfat. Baterai ini sangat dihargai karena biayanya yang rendah, teknologi yang matang, dan masa pakainya yang panjang, terutama digunakan di bidang-bidang seperti baterai starter, sumber daya darurat, dan penyimpanan energi skala kecil.
2. Baterai litium-ion, salah satu jenis baterai yang paling populer dan canggih, terdiri dari elektroda positif dan negatif yang terbuat dari logam litium atau material komposit beserta pelarut organik. Baterai ini memiliki keunggulan seperti kepadatan energi yang tinggi, efisiensi tinggi, dan dampak lingkungan yang rendah; memainkan peran penting dalam perangkat seluler, kendaraan listrik, dan aplikasi penyimpanan energi lainnya.
3. Baterai aliran adalah perangkat penyimpanan energi isi ulang yang beroperasi menggunakan media cair yang disimpan dalam tangki eksternal. Karakteristiknya meliputi kepadatan energi rendah tetapi efisiensi tinggi dan masa pakai yang panjang.
4. Selain pilihan yang disebutkan di atas, ada juga jenis BESS lain yang tersedia untuk dipilih seperti baterai natrium-sulfur, baterai nikel-kadmium, dan kapasitor super; masing-masing memiliki karakteristik dan kinerja berbeda yang cocok untuk berbagai skenario.
Waktu posting: 22-Nov-2024