Batterilagringssystem (BESS) er et storskala batterisystem basert på netttilkobling, som brukes til å lagre elektrisitet og energi. Det kombinerer flere batterier sammen for å danne en integrert energilagringsenhet.
1. Battericelle: Som en del av batterisystemet omdanner den kjemisk energi til elektrisk energi.
2. Batterimodul: Den består av flere serie- og parallellkoblede battericeller, og inkluderer modulens batteristyringssystem (MBMS) for å overvåke driften av battericellene.
3. Batteriklynge: Brukes til å håndtere flere seriekoblede moduler og batteribeskyttelsesenheter (BPU), også kjent som batteriklyngekontrolleren. Batteristyringssystemet (BMS) for batteriklyngen overvåker spenning, temperatur og ladestatus for batteriene samtidig som det regulerer lade- og utladingssyklusene.
4. Energilagringsbeholder: Kan bære flere parallelt tilkoblede batteriklynger og kan utstyres med andre tilleggskomponenter for å administrere eller kontrollere beholderens indre miljø.
5. Strømkonverteringssystem (PCS): Likestrømmen (DC) som genereres av batteriene omdannes til vekselstrøm (AC) gjennom PCS eller toveis omformere for overføring til strømnettet (anlegg eller sluttbrukere). Ved behov kan dette systemet også hente strøm fra nettet for å lade batteriene.
Hva er virkeprinsippet til batterilagringssystemer (BESS)?
Arbeidsprinsippet til et batterilagringssystem (BESS) omfatter hovedsakelig tre prosesser: lading, lagring og utlading. Under ladeprosessen lagrer BESS elektrisk energi i batteriet via en ekstern strømkilde. Implementeringen kan være enten likestrøm eller vekselstrøm, avhengig av systemdesign og applikasjonskrav. Når det er tilstrekkelig strøm fra den eksterne strømkilden, konverterer BESS overflødig energi til kjemisk energi og lagrer den internt i oppladbare batterier i fornybar form. Under lagringsprosessen, når det ikke er tilstrekkelig eller ingen ekstern forsyning tilgjengelig, beholder BESS fulladet lagret energi og opprettholder stabiliteten for fremtidig bruk. Under utladingsprosessen, når det er behov for å bruke lagret energi, frigjør BESS en passende mengde energi i henhold til behovet for å drive ulike enheter, motorer eller andre former for belastninger.
Hva er fordelene og utfordringene med å bruke BESS?
BESS kan tilby ulike fordeler og tjenester til kraftsystemet, som for eksempel:
1. Bedre integrering av fornybar energi: BESS kan lagre overskudd av fornybar energi i perioder med høy produksjon og lav etterspørsel, og frigjøre den i perioder med lav produksjon og høy etterspørsel. Dette kan redusere vindkraftbegrensninger, forbedre utnyttelsesgraden og eliminere periodiskhet og variasjon.
2. Forbedring av strømkvalitet og pålitelighet: BESS kan gi rask og fleksibel respons på spennings- og frekvenssvingninger, harmoniske svingninger og andre problemer med strømkvaliteten. Den kan også fungere som en reservestrømkilde og støtte blackstart-funksjonen under strømbrudd eller nødsituasjoner.
3. Redusere toppbelastning: BESS kan lade utenom rushtiden når strømprisene er lave, og utlades i rushtiden når prisene er høye. Dette kan redusere toppbelastningen, senke strømkostnadene og forsinke behovet for utvidelse av ny generasjonskapasitet eller oppgraderinger av overføringskapasitet.
4. Redusere klimagassutslipp: BESS kan redusere avhengigheten av fossilbasert produksjon, spesielt i perioder med høy belastning, samtidig som den øker andelen fornybar energi i kraftmiksen. Dette bidrar til å redusere klimagassutslipp og dempe virkningene av klimaendringer.
BESS står imidlertid også overfor noen utfordringer, som for eksempel:
1. Høy kostnad: Sammenlignet med andre energikilder er BESS fortsatt relativt dyrt, spesielt når det gjelder kapitalkostnader, drifts- og vedlikeholdskostnader og livssykluskostnader. Kostnaden for BESS avhenger av mange faktorer som batteritype, systemstørrelse, anvendelse og markedsforhold. Etter hvert som teknologien modnes og skaleres opp, forventes kostnaden for BESS å synke i fremtiden, men kan fortsatt være en hindring for utbredt bruk.
2. Sikkerhetsproblemer: BESS innebærer høy spenning, stor strøm og høy temperatur som utgjør potensielle risikoer som brannfare, eksplosjoner, elektrisk støt osv. BESS inneholder også farlige stoffer som metaller, syrer og elektrolytter som kan forårsake miljø- og helsefarer hvis de ikke håndteres eller kastes på riktig måte. Strenge sikkerhetsstandarder, forskrifter og prosedyrer er nødvendige for å sikre sikker drift og håndtering av BESS.
5. Miljøpåvirkning: BESS kan ha negative miljøpåvirkninger, inkludert ressursuttømming, arealbruksproblemer, vannforbruksproblemer, avfallsproduksjon og forurensningsproblemer. BESS krever betydelige mengder råvarer som litium, kobolt, nikkel, kobber osv., som er knappe globalt og ujevnt fordelt. BESS forbruker også vann og land til gruvedrift, produksjon, installasjon og drift. BESS genererer avfall og utslipp gjennom hele livssyklusen, noe som kan påvirke luft, vann, jordkvalitet. Miljøpåvirkninger må vurderes ved å ta i bruk bærekraftig praksis for å minimere effektene så mye som mulig.
Hva er de viktigste bruksområdene og brukstilfellene til BESS?
BESS er mye brukt i ulike bransjer og applikasjoner, som kraftproduksjon, energilagringsanlegg, overførings- og distribusjonslinjer i kraftsystemet, samt elektriske kjøretøy- og marinesystemer i transportsektoren. Det brukes også i batterilagringssystemer for bolig- og næringsbygg. Disse systemene kan dekke lagringsbehovet for overskuddsenergi og gi backupkapasitet for å lindre overbelastning på overførings- og distribusjonslinjer, samtidig som de forhindrer overbelastning i overføringssystemet. BESS spiller en avgjørende rolle i mikronett, som er distribuerte kraftnett som er koblet til hovednettet eller opererer uavhengig. Uavhengige mikronett som ligger i avsidesliggende områder kan stole på BESS kombinert med intermitterende fornybare energikilder for å oppnå stabil strømproduksjon, samtidig som de bidrar til å unngå høye kostnader forbundet med dieselmotorer og luftforurensningsproblemer. BESS finnes i forskjellige størrelser og konfigurasjoner, egnet for både småskala husholdningsapparater og store forsyningssystemer. De kan installeres på forskjellige steder, inkludert boliger, næringsbygg og transformatorstasjoner. I tillegg kan de tjene som nødstrømkilder under strømbrudd.
Hvilke forskjellige batterityper brukes i BESS?
1. Blybatterier er den mest brukte batteritypen, og består av blyplater og svovelsyreelektrolytt. De er høyt ansett for sin lave kostnad, modne teknologi og lange levetid, og brukes hovedsakelig innen områder som startbatterier, nødstrømkilder og småskala energilagring.
2. Litiumionbatterier, en av de mest populære og avanserte batteritypene, består av positive og negative elektroder laget av litiummetall eller komposittmaterialer sammen med organiske løsemidler. De har fordeler som høy energitetthet, høy effektivitet og lav miljøpåvirkning, og spiller en avgjørende rolle i mobile enheter, elektriske kjøretøy og andre energilagringsapplikasjoner.
3. Flow-batterier er oppladbare energilagringsenheter som bruker flytende medier lagret i eksterne tanker. Deres egenskaper inkluderer lav energitetthet, men høy effektivitet og lang levetid.
4. I tillegg til disse alternativene nevnt ovenfor, finnes det også andre typer BESS tilgjengelig for valg, som natrium-svovelbatterier, nikkel-kadmiumbatterier og superkondensatorer; hver med forskjellige egenskaper og ytelse som passer for ulike scenarier.
Publisert: 22. november 2024