Sistemul de stocare a energiei în baterii (BESS) este un sistem de baterii la scară largă bazat pe conectarea la rețea, utilizat pentru stocarea energiei electrice și a energiei. Acesta combină mai multe baterii pentru a forma un dispozitiv integrat de stocare a energiei.
1. Celula bateriei: Ca parte a sistemului bateriei, aceasta transformă energia chimică în energie electrică.
2. Modulul bateriei: Compus din mai multe celule de baterie conectate în serie și în paralel, include Sistemul de gestionare a bateriei modulului (MBMS) pentru a monitoriza funcționarea celulelor bateriei.
3. Grup de baterii: Folosit pentru a găzdui mai multe module conectate în serie și unități de protecție a bateriei (BPU), cunoscute și sub denumirea de controler al grupului de baterii. Sistemul de gestionare a bateriei (BMS) pentru grupul de baterii monitorizează tensiunea, temperatura și starea de încărcare a bateriilor, reglând în același timp ciclurile de încărcare și descărcare ale acestora.
4. Container de stocare a energiei: Poate transporta mai multe grupuri de baterii conectate în paralel și poate fi echipat cu alte componente suplimentare pentru gestionarea sau controlul mediului intern al containerului.
5. Sistem de conversie a energiei (PCS): Curentul continuu (CC) generat de baterii este convertit în curent alternativ (CA) prin intermediul PCS sau invertoare bidirecționale pentru transmiterea către rețeaua electrică (instalații sau utilizatori finali). Atunci când este necesar, acest sistem poate extrage și energie din rețea pentru a încărca bateriile.
Care este principiul de funcționare al sistemelor de stocare a energiei în baterii (BESS)?
Principiul de funcționare al Sistemului de Stocare a Energiei în Baterii (BESS) include în principal trei procese: încărcarea, stocarea și descărcarea. În timpul procesului de încărcare, BESS stochează energia electrică în baterie prin intermediul unei surse de alimentare externe. Implementarea poate fi fie curent continuu, fie curent alternativ, în funcție de designul sistemului și de cerințele aplicației. Atunci când există suficientă energie furnizată de sursa de alimentare externă, BESS transformă excesul de energie în energie chimică și o stochează intern în baterii reîncărcabile, sub o formă regenerabilă. În timpul procesului de stocare, atunci când sursa externă este insuficientă sau nu este disponibilă nicio sursă de alimentare, BESS reține energia stocată complet încărcată și își menține stabilitatea pentru utilizare ulterioară. În timpul procesului de descărcare, atunci când este nevoie să se utilizeze energia stocată, BESS eliberează o cantitate adecvată de energie în funcție de cererea pentru acționarea diverselor dispozitive, motoare sau alte forme de sarcini.
Care sunt beneficiile și provocările utilizării BESS?
Sistemele BESS pot oferi diverse beneficii și servicii sistemului energetic, cum ar fi:
1. Îmbunătățirea integrării energiei regenerabile: BESS poate stoca excesul de energie regenerabilă în perioadele cu producție ridicată și cerere scăzută și o poate elibera în perioadele cu producție scăzută și cerere ridicată. Acest lucru poate reduce restricțiile energiei eoliene, poate îmbunătăți rata de utilizare a acesteia și poate elimina intermitența și variabilitatea acesteia.
2. Îmbunătățirea calității și fiabilității energiei electrice: Sistemele BESS pot oferi un răspuns rapid și flexibil la fluctuațiile de tensiune și frecvență, armonice și alte probleme legate de calitatea energiei. De asemenea, pot servi ca sursă de alimentare de rezervă și pot susține funcția de pornire automată în timpul întreruperilor de alimentare cu energie electrică sau al situațiilor de urgență.
3. Reducerea cererii de vârf: Sistemele de topire a energiei electrice (BESS) se pot încărca în afara orelor de vârf, când prețurile la electricitate sunt mici, și se pot descărca în orele de vârf, când prețurile sunt mari. Acest lucru poate reduce cererea de vârf, poate reduce costurile cu energia electrică și poate întârzia necesitatea extinderii capacității de generare sau a modernizării transportului.
4. Reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră: BESS (principalele tehnologii de producție a energiei bazate pe combustibili fosili) poate reduce dependența de producția de energie pe bază de combustibili fosili, în special în perioadele de vârf, crescând în același timp ponderea energiei regenerabile în mixul energetic. Acest lucru ajută la reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră și la atenuarea impactului schimbărilor climatice.
Cu toate acestea, BESS se confruntă și cu unele provocări, cum ar fi:
1. Cost ridicat: Comparativ cu alte surse de energie, BESS este încă relativ scump, în special în ceea ce privește costurile de capital, costurile de operare și întreținere și costurile pe durata de viață. Costul BESS depinde de mulți factori, cum ar fi tipul bateriei, dimensiunea sistemului, aplicația și condițiile pieței. Pe măsură ce tehnologia se maturizează și se extinde, se așteaptă ca costul BESS să scadă în viitor, dar poate reprezenta în continuare o barieră în calea adoptării pe scară largă.
2. Probleme de siguranță: BESS implică tensiune înaltă, curenți mari și temperaturi ridicate, care prezintă riscuri potențiale, cum ar fi incendii, explozii, șocuri electrice etc. BESS conține, de asemenea, substanțe periculoase, cum ar fi metale, acizi și electroliți, care pot cauza pericole pentru mediu și sănătate dacă nu sunt manipulate sau eliminate corespunzător. Sunt necesare standarde, reglementări și proceduri stricte de siguranță pentru a asigura funcționarea și gestionarea în siguranță a BESS.
5. Impactul asupra mediului: BESS poate avea impacturi negative asupra mediului, inclusiv epuizarea resurselor, probleme legate de utilizarea terenurilor, probleme legate de utilizarea apei, generarea de deșeuri și preocupări legate de poluare. BESS necesită cantități semnificative de materii prime precum litiu, cobalt, nichel, cupru etc., care sunt rare la nivel global și sunt distribuite inegal. BESS consumă, de asemenea, apă și teren pentru minerit, instalații de producție și operațiuni. BESS generează deșeuri și emisii pe tot parcursul ciclului său de viață, care ar putea afecta calitatea aerului, apei și solului. Impactul asupra mediului trebuie luat în considerare prin adoptarea unor practici durabile pentru a minimiza cât mai mult posibil efectele acestora.
Care sunt principalele aplicații și cazuri de utilizare ale BESS?
Sistemele de stocare a energiei bazate pe BESS sunt utilizate pe scară largă în diverse industrii și aplicații, cum ar fi generarea de energie electrică, instalațiile de stocare a energiei, liniile de transmisie și distribuție din sistemul energetic, precum și sistemele pentru vehicule electrice și marine din sectorul transporturilor. De asemenea, sunt utilizate în sistemele de stocare a energiei în baterii pentru clădiri rezidențiale și comerciale. Aceste sisteme pot satisface nevoile de stocare a surplusului de energie și pot oferi capacitate de rezervă pentru a atenua supraîncărcarea liniilor de transmisie și distribuție, prevenind în același timp congestia din sistemul de transmisie. BESS joacă un rol crucial în microrețele, care sunt rețele energetice distribuite conectate la rețeaua principală sau care funcționează independent. Microrețelele independente situate în zone îndepărtate se pot baza pe BESS combinate cu surse intermitente de energie regenerabilă pentru a obține o generare stabilă de energie electrică, ajutând în același timp la evitarea costurilor ridicate asociate cu motoarele diesel și problemele de poluare a aerului. BESS sunt disponibile în diferite dimensiuni și configurații, potrivite atât pentru echipamente de uz casnic la scară mică, cât și pentru sisteme de utilități la scară largă. Acestea pot fi instalate în diferite locații, inclusiv locuințe, clădiri comerciale și substații. În plus, pot servi ca surse de alimentare de rezervă în timpul penelor de curent.
Care sunt diferitele tipuri de baterii utilizate în BESS?
1. Bateriile cu plumb sunt cel mai utilizat tip de baterie, fiind alcătuite din plăci de plumb și electrolit de acid sulfuric. Sunt foarte apreciate pentru costul redus, tehnologia matură și durata lungă de viață, fiind utilizate în principal în domenii precum pornirea bateriilor, sursele de alimentare de urgență și stocarea energiei la scară mică.
2. Bateriile litiu-ion, unul dintre cele mai populare și avansate tipuri de baterii, constau din electrozi pozitivi și negativi fabricați din litiu metalic sau materiale compozite, împreună cu solvenți organici. Acestea au avantaje precum densitate energetică ridicată, eficiență ridicată și impact redus asupra mediului; jucând un rol crucial în dispozitivele mobile, vehiculele electrice și alte aplicații de stocare a energiei.
3. Bateriile cu flux sunt dispozitive reîncărcabile de stocare a energiei care funcționează folosind medii lichide stocate în rezervoare externe. Printre caracteristicile lor se numără o densitate energetică redusă, dar o eficiență ridicată și o durată lungă de viață.
4. Pe lângă opțiunile menționate mai sus, există și alte tipuri de BESS disponibile pentru selecție, cum ar fi bateriile sodiu-sulfur, bateriile nichel-cadmiu și supercondensatoarele; fiecare având caracteristici și performanțe diferite, potrivite pentru diverse scenarii.
Data publicării: 22 noiembrie 2024