Systém skladovania energie v batériách (BESS) je rozsiahly batériový systém založený na pripojení k sieti, ktorý sa používa na skladovanie elektriny a energie. Kombinuje viacero batérií a vytvára integrované zariadenie na skladovanie energie.
1. Batériový článok: Ako súčasť batériového systému premieňa chemickú energiu na elektrickú energiu.
2. Batériový modul: Skladá sa z viacerých sériovo a paralelne zapojených batériových článkov a obsahuje systém správy batérií modulu (MBMS) na monitorovanie prevádzky batériových článkov.
3. Batériový klaster: Používa sa na umiestnenie viacerých sériovo zapojených modulov a jednotiek ochrany batérie (BPU), známych aj ako riadiaca jednotka batériového klastra. Systém správy batérie (BMS) pre batériový klaster monitoruje napätie, teplotu a stav nabitia batérií a zároveň reguluje ich cykly nabíjania a vybíjania.
4. Kontajner na uskladnenie energie: Môže niesť viacero paralelne zapojených batériových klastrov a môže byť vybavený ďalšími doplnkovými komponentmi na správu alebo kontrolu vnútorného prostredia kontajnera.
5. Systém konverzie energie (PCS): Jednosmerný prúd (DC) generovaný batériami sa premieňa na striedavý prúd (AC) prostredníctvom PCS alebo obojsmerných meničov na prenos do elektrickej siete (zariadenia alebo koncoví používatelia). V prípade potreby môže tento systém tiež odoberať energiu zo siete na nabíjanie batérií.
Aký je princíp fungovania systémov skladovania energie v batériách (BESS)?
Princíp fungovania systému skladovania energie v batériách (BESS) zahŕňa hlavne tri procesy: nabíjanie, skladovanie a vybíjanie. Počas procesu nabíjania BESS ukladá elektrickú energiu v batérii prostredníctvom externého zdroja napájania. Implementácia môže byť buď jednosmerný prúd, alebo striedavý prúd, v závislosti od návrhu systému a požiadaviek aplikácie. Keď je z externého zdroja napájania dostatok energie, BESS premieňa prebytočnú energiu na chemickú energiu a interne ju ukladá do nabíjateľných batérií v obnoviteľnej forme. Počas procesu skladovania, keď nie je k dispozícii dostatočný alebo žiadny externý zdroj napájania, BESS uchováva plne nabitú uskladnenú energiu a zachováva jej stabilitu pre budúce použitie. Počas procesu vybíjania, keď je potrebné využiť uskladnenú energiu, BESS uvoľňuje primerané množstvo energie podľa dopytu na pohon rôznych zariadení, motorov alebo iných foriem záťaže.
Aké sú výhody a výzvy používania BESS?
BESS môže poskytovať rôzne výhody a služby pre energetickú sústavu, ako napríklad:
1. Zlepšenie integrácie obnoviteľnej energie: Systémy BESS dokážu uskladniť prebytočnú energiu z obnoviteľných zdrojov počas období vysokej výroby a nízkeho dopytu a uvoľniť ju počas období nízkej výroby a vysokého dopytu. To môže znížiť obmedzovanie veternej energie, zlepšiť jej mieru využitia a eliminovať jej prerušovanosť a variabilitu.
2. Zlepšenie kvality a spoľahlivosti energie: BESS dokáže rýchlo a flexibilne reagovať na kolísanie napätia a frekvencie, harmonické a iné problémy s kvalitou energie. Môže tiež slúžiť ako záložný zdroj energie a podporovať funkciu štartu z tmy počas výpadkov siete alebo núdzových situácií.
3. Zníženie špičkového dopytu: BESS dokáže nabíjať batérie mimo špičky, keď sú ceny elektriny nízke, a vybíjať ich počas špičky, keď sú ceny vysoké. To môže znížiť špičkový dopyt, znížiť náklady na elektrinu a oddialiť potrebu rozširovania nových výrobných kapacít alebo modernizácie prenosových sústav.
4. Znižovanie emisií skleníkových plynov: BESS môže znížiť závislosť od výroby energie z fosílnych palív, najmä počas špičky, a zároveň zvýšiť podiel obnoviteľnej energie v energetickom mixe. To pomáha znižovať emisie skleníkových plynov a zmierňovať dopady zmeny klímy.
BESS však čelí aj niektorým výzvam, ako napríklad:
1. Vysoké náklady: V porovnaní s inými zdrojmi energie je BESS stále relatívne drahý, najmä z hľadiska kapitálových nákladov, nákladov na prevádzku a údržbu a nákladov na životný cyklus. Náklady na BESS závisia od mnohých faktorov, ako je typ batérie, veľkosť systému, aplikácia a trhové podmienky. S rozvojom a rozširovaním technológie sa očakáva, že náklady na BESS v budúcnosti klesnú, ale stále môžu byť prekážkou širokého prijatia.
2. Bezpečnostné otázky: Systémy BESS zahŕňajú vysoké napätie, veľký prúd a vysokú teplotu, ktoré predstavujú potenciálne riziká, ako je nebezpečenstvo požiaru, výbuchu, úrazu elektrickým prúdom atď. Systémy BESS tiež obsahujú nebezpečné látky, ako sú kovy, kyseliny a elektrolyty, ktoré môžu spôsobiť environmentálne a zdravotné riziká, ak sa s nimi správne nezaobchádza alebo sa s nimi nelikviduje správne. Na zabezpečenie bezpečnej prevádzky a riadenia systémov BESS sú potrebné prísne bezpečnostné normy, predpisy a postupy.
5. Vplyv na životné prostredie: BESS môže mať negatívny vplyv na životné prostredie vrátane vyčerpávania zdrojov, problémov s využívaním pôdy, problémov so spotrebou vody, tvorby odpadu a obáv zo znečistenia. BESS vyžaduje značné množstvo surovín, ako je lítium, kobalt, nikel, meď atď., ktoré sú celosvetovo vzácne a nerovnomerne rozložené. BESS tiež spotrebúva vodu a pôdu na ťažobné, výrobné zariadenia a prevádzku. BESS počas svojho životného cyklu vytvára odpad a emisie, ktoré by mohli ovplyvniť kvalitu ovzdušia, vody a pôdy. Vplyvy na životné prostredie je potrebné zvážiť prijatím udržateľných postupov, aby sa ich účinky čo najviac minimalizovali.
Aké sú hlavné aplikácie a prípady použitia BESS?
Systém BESS sa široko používa v rôznych odvetviach a aplikáciách, ako je výroba energie, zariadenia na skladovanie energie, prenosové a distribučné vedenia v energetickej sústave, ako aj systémy elektrických vozidiel a námorných systémov v dopravnom sektore. Používa sa aj v systémoch batériového skladovania energie pre obytné a komerčné budovy. Tieto systémy dokážu uspokojiť potreby skladovania prebytočnej energie a poskytnúť záložnú kapacitu na zmiernenie preťaženia prenosových a distribučných vedení a zároveň zabrániť preťaženiu prenosovej sústavy. Systém BESS zohráva kľúčovú úlohu v mikrosieťach, čo sú distribuované energetické siete pripojené k hlavnej sieti alebo fungujúce nezávisle. Nezávislé mikrosieťové siete umiestnené v odľahlých oblastiach sa môžu spoľahnúť na systém BESS v kombinácii s prerušovanými obnoviteľnými zdrojmi energie, aby dosiahli stabilnú výrobu elektriny a zároveň pomohli vyhnúť sa vysokým nákladom spojeným s dieselovými motormi a problémom so znečistením ovzdušia. Systém BESS sa dodáva v rôznych veľkostiach a konfiguráciách, vhodných pre malé domáce spotrebiče aj pre rozsiahle inžinierske systémy. Môžu byť inštalované na rôznych miestach vrátane domov, komerčných budov a rozvodní. Okrem toho môžu slúžiť ako núdzové záložné zdroje energie počas výpadkov prúdu.
Aké rôzne typy batérií sa používajú v systéme BESS?
1. Olovené batérie sú najpoužívanejším typom batérií, pozostávajú z olovených dosiek a elektrolytu z kyseliny sírovej. Sú vysoko cenené pre svoju nízku cenu, vyspelé technológie a dlhú životnosť a používajú sa najmä v oblastiach, ako sú štartovacie batérie, núdzové zdroje energie a maloobjemové skladovanie energie.
2. Lítium-iónové batérie, jeden z najpopulárnejších a najmodernejších typov batérií, pozostávajú z kladných a záporných elektród vyrobených z lítium-kovu alebo kompozitných materiálov spolu s organickými rozpúšťadlami. Majú výhody, ako je vysoká hustota energie, vysoká účinnosť a nízky vplyv na životné prostredie; zohrávajú kľúčovú úlohu v mobilných zariadeniach, elektrických vozidlách a iných aplikáciách na ukladanie energie.
3. Prietokové batérie sú nabíjateľné zariadenia na ukladanie energie, ktoré fungujú s použitím kvapalného média uloženého v externých nádržiach. Medzi ich vlastnosti patrí nízka hustota energie, ale vysoká účinnosť a dlhá životnosť.
4. Okrem vyššie uvedených možností sú k dispozícii aj iné typy BESS, ako napríklad sodíkovo-sírové batérie, nikel-kadmiové batérie a superkondenzátory; každý z nich má odlišné vlastnosti a výkon vhodné pre rôzne scenáre.
Čas uverejnenia: 22. novembra 2024