Akumulatora enerģijas uzkrāšanas sistēma (BESS) ir liela mēroga akumulatoru sistēma, kuras pamatā ir tīkla pieslēgums, ko izmanto elektroenerģijas un enerģijas uzglabāšanai. Tā apvieno vairākus akumulatorus, veidojot integrētu enerģijas uzkrāšanas ierīci.
1. Akumulatora elements: Kā akumulatora sistēmas daļa tas pārveido ķīmisko enerģiju elektriskajā enerģijā.
2. Akumulatora modulis: Sastāv no vairākiem virknē un paralēli savienotiem akumulatora elementiem, un tajā ir iekļauta moduļa akumulatora pārvaldības sistēma (MBMS), lai uzraudzītu akumulatora elementu darbību.
3. Akumulatoru klasteris: Izmanto, lai izvietotu vairākus virknē savienotus moduļus un akumulatoru aizsardzības blokus (BPU), kas pazīstami arī kā akumulatoru klastera kontrolieris. Akumulatoru pārvaldības sistēma (BMS) akumulatoru klasterim uzrauga akumulatoru spriegumu, temperatūru un uzlādes stāvokli, vienlaikus regulējot to uzlādes un izlādes ciklus.
4. Enerģijas uzkrāšanas konteiners: var pārvadāt vairākus paralēli savienotus akumulatoru klasterus un var būt aprīkots ar citiem papildu komponentiem konteinera iekšējās vides pārvaldībai vai kontrolei.
5. Jaudas pārveidošanas sistēma (PCS): Bateriju ģenerētā līdzstrāva (DC) tiek pārveidota maiņstrāvā (AC), izmantojot PCS vai divvirzienu invertorus, lai to pārsūtītu uz elektrotīklu (iekārtām vai gala lietotājiem). Vajadzības gadījumā šī sistēma var arī iegūt enerģiju no tīkla, lai uzlādētu baterijas.
Kāds ir akumulatoru enerģijas uzkrāšanas sistēmu (BESS) darbības princips?
Akumulatora enerģijas uzkrāšanas sistēmas (BESS) darbības princips galvenokārt ietver trīs procesus: uzlādi, uzglabāšanu un izlādi. Uzlādes procesa laikā BESS uzglabā elektrisko enerģiju akumulatorā, izmantojot ārēju barošanas avotu. Ieviešana var būt vai nu līdzstrāva, vai maiņstrāva atkarībā no sistēmas konstrukcijas un pielietojuma prasībām. Kad ārējais barošanas avots nodrošina pietiekamu jaudu, BESS pārveido lieko enerģiju ķīmiskajā enerģijā un uzglabā to uzlādējamās baterijās atjaunojamā veidā iekšēji. Uzglabāšanas procesa laikā, ja nav pieejams pietiekams vai vispār nav pieejams ārējs barošanas avots, BESS saglabā pilnībā uzlādētu uzkrāto enerģiju un uztur tās stabilitāti turpmākai izmantošanai. Izlādes procesa laikā, kad ir nepieciešams izmantot uzkrāto enerģiju, BESS atbrīvo atbilstošu enerģijas daudzumu atbilstoši pieprasījumam, lai darbinātu dažādas ierīces, dzinējus vai cita veida slodzes.
Kādas ir BESS izmantošanas priekšrocības un izaicinājumi?
BESS var sniegt energosistēmai dažādas priekšrocības un pakalpojumus, piemēram:
1. Atjaunojamās enerģijas integrācijas uzlabošana: BESS var uzglabāt atjaunojamās enerģijas pārpalikumu augstas ražošanas un zema pieprasījuma periodos un atbrīvot to zema ražošanas un augsta pieprasījuma periodos. Tas var samazināt vēja enerģijas ierobežojumus, uzlabot tās izmantošanas līmeni un novērst tās periodiskumu un mainīgumu.
2. Enerģijas kvalitātes un uzticamības uzlabošana: BESS var nodrošināt ātru un elastīgu reaģēšanu uz sprieguma un frekvences svārstībām, harmonikām un citām elektroenerģijas kvalitātes problēmām. Tā var kalpot arī kā rezerves barošanas avots un atbalstīt automātiskās ieslēgšanas funkciju tīkla pārtraukumu vai ārkārtas situāciju laikā.
3. Maksimālā pieprasījuma samazināšana: BESS var uzlādēt ārpus maksimuma stundām, kad elektroenerģijas cenas ir zemas, un izlādēt maksimuma stundām, kad cenas ir augstas. Tas var samazināt maksimālo pieprasījumu, samazināt elektroenerģijas izmaksas un aizkavēt nepieciešamību pēc jaunas ražošanas jaudas paplašināšanas vai pārvades modernizācijas.
4. Siltumnīcefekta gāzu emisiju samazināšana: BESS var samazināt atkarību no fosilā kurināmā ražošanas, īpaši maksimālās slodzes periodos, vienlaikus palielinot atjaunojamo energoresursu īpatsvaru enerģijas struktūrā. Tas palīdz samazināt siltumnīcefekta gāzu emisijas un mazināt klimata pārmaiņu ietekmi.
Tomēr BESS saskaras arī ar dažām problēmām, piemēram:
1. Augstas izmaksas: Salīdzinot ar citiem enerģijas avotiem, BESS joprojām ir samērā dārga, jo īpaši kapitālieguldījumu, ekspluatācijas un uzturēšanas izmaksu, kā arī dzīves cikla izmaksu ziņā. BESS izmaksas ir atkarīgas no daudziem faktoriem, piemēram, akumulatora veida, sistēmas lieluma, pielietojuma un tirgus apstākļiem. Tehnoloģijām attīstoties un palielinoties to apjomam, paredzams, ka BESS izmaksas nākotnē samazināsies, taču tās joprojām var būt šķērslis plašai ieviešanai.
2. Drošības jautājumi: BESS satur augstu spriegumu, lielu strāvu un augstu temperatūru, kas rada potenciālus riskus, piemēram, ugunsgrēka, sprādzienu, elektriskās strāvas triecienu u. c. briesmas. BESS satur arī bīstamas vielas, piemēram, metālus, skābes un elektrolītus, kas var radīt draudus videi un veselībai, ja ar tiem netiek pareizi rīkoties vai tos utilizēt. Lai nodrošinātu BESS drošu darbību un pārvaldību, ir nepieciešami stingri drošības standarti, noteikumi un procedūras.
5. Ietekme uz vidi: BESS var negatīvi ietekmēt vidi, tostarp resursu noplicināšanu, zemes izmantošanas problēmas, ūdens izmantošanas problēmas, atkritumu rašanos un piesārņojuma problēmas. BESS prasa ievērojamu daudzumu izejvielu, piemēram, litija, kobalta, niķeļa, vara utt., kas pasaulē ir ierobežotas un to izplatība ir nevienmērīga. BESS patērē arī ūdeni un zemi kalnrūpniecības, ražošanas ierīkošanas un darbības nodrošināšanai. BESS visā tā dzīves ciklā rada atkritumus un emisijas, kas var ietekmēt gaisa, ūdens, augsnes kvalitāti. Ietekme uz vidi ir jāņem vērā, ieviešot ilgtspējīgu praksi, lai pēc iespējas samazinātu tās ietekmi.
Kādi ir BESS galvenie pielietojumi un lietošanas gadījumi?
BESS tiek plaši izmantota dažādās nozarēs un pielietojumos, piemēram, enerģijas ražošanā, enerģijas uzkrāšanas iekārtās, pārvades un sadales līnijās energosistēmā, kā arī elektrotransportlīdzekļu un jūras sistēmās transporta nozarē. To izmanto arī akumulatoru enerģijas uzkrāšanas sistēmās dzīvojamām un komerciālām ēkām. Šīs sistēmas var apmierināt enerģijas pārpalikuma uzglabāšanas vajadzības un nodrošināt rezerves jaudu, lai mazinātu pārslodzi pārvades un sadales līnijās, vienlaikus novēršot pārslodzi pārvades sistēmā. BESS ir izšķiroša loma mikrotīklos, kas ir izkliedēti enerģijas tīkli, kas pieslēgti galvenajam tīklam vai darbojas neatkarīgi. Neatkarīgi mikrotīkli, kas atrodas attālos apgabalos, var paļauties uz BESS apvienojumā ar periodiskiem atjaunojamiem enerģijas avotiem, lai panāktu stabilu elektroenerģijas ražošanu, vienlaikus palīdzot izvairīties no augstām izmaksām, kas saistītas ar dīzeļdzinējiem un gaisa piesārņojuma problēmām. BESS ir pieejami dažādos izmēros un konfigurācijās, kas ir piemēroti gan maza mēroga mājsaimniecības iekārtām, gan liela mēroga komunālo pakalpojumu sistēmām. Tos var uzstādīt dažādās vietās, tostarp mājās, komerciālās ēkās un apakšstacijās. Turklāt tie var kalpot kā avārijas rezerves barošanas avoti elektroenerģijas padeves pārtraukumu laikā.
Kādi ir dažādie BESS izmantoto akumulatoru veidi?
1. Svina-skābes akumulatori ir visplašāk izmantotais akumulatoru veids, kas sastāv no svina plāksnēm un sērskābes elektrolīta. Tie ir augstu novērtēti, pateicoties to zemajām izmaksām, nobriedušajai tehnoloģijai un ilgajam kalpošanas laikam, un tos galvenokārt izmanto tādās jomās kā iedarbināšanas akumulatori, avārijas barošanas avoti un maza mēroga enerģijas uzkrāšana.
2. Litija jonu akumulatori, viens no populārākajiem un modernākajiem akumulatoru veidiem, sastāv no pozitīviem un negatīviem elektrodiem, kas izgatavoti no litija metāla vai kompozītmateriāliem kopā ar organiskajiem šķīdinātājiem. Tiem ir tādas priekšrocības kā augsts enerģijas blīvums, augsta efektivitāte un zema ietekme uz vidi; tiem ir izšķiroša nozīme mobilajās ierīcēs, elektriskajos transportlīdzekļos un citās enerģijas uzkrāšanas lietojumprogrammās.
3. Plūsmas baterijas ir uzlādējamas enerģijas uzkrāšanas ierīces, kas darbojas, izmantojot šķidru vidi, kas tiek uzglabāta ārējās tvertnēs. To raksturlielumi ietver zemu enerģijas blīvumu, bet augstu efektivitāti un ilgu kalpošanas laiku.
4. Papildus iepriekšminētajām iespējām ir pieejami arī citi BESS veidi, piemēram, nātrija-sēra akumulatori, niķeļa-kadmija akumulatori un superkondensatori; katram no tiem ir atšķirīgas īpašības un veiktspēja, kas piemērota dažādiem scenārijiem.
Publicēšanas laiks: 2024. gada 22. novembris