Battery Energy Storage System (BESS) är ett storskaligt batterisystem baserat på nätanslutning, som används för att lagra el och energi. Det kombinerar flera batterier för att bilda en integrerad energilagringsenhet.
1. Battericell: Som en del av batterisystemet omvandlar den kemisk energi till elektrisk energi.
2. Batterimodul: Består av flera serie- och parallellkopplade battericeller och inkluderar modulens batterihanteringssystem (MBMS) för att övervaka battericellernas drift.
3. Batterikluster: Används för att hantera flera seriekopplade moduler och batteriskyddsenheter (BPU), även kända som batteriklusterstyrenheten. Batterihanteringssystemet (BMS) för batteriklustret övervakar batteriernas spänning, temperatur och laddningsstatus samtidigt som det reglerar deras laddnings- och urladdningscykler.
4. Energilagringsbehållare: Kan bära flera parallellt anslutna batterikluster och kan vara utrustad med andra ytterligare komponenter för att hantera eller kontrollera behållarens interna miljö.
5. Kraftomvandlingssystem (PCS): Likströmmen (DC) som genereras av batterierna omvandlas till växelström (AC) via PCS eller dubbelriktade växelriktare för överföring till elnätet (anläggningar eller slutanvändare). Vid behov kan detta system också utvinna ström från elnätet för att ladda batterierna.
Vad är funktionsprincipen för batterilagringssystem (BESS)?
Funktionsprincipen för ett batterilagringssystem (BESS) omfattar huvudsakligen tre processer: laddning, lagring och urladdning. Under laddningsprocessen lagrar BESS elektrisk energi i batteriet via en extern strömkälla. Implementeringen kan vara antingen likström eller växelström, beroende på systemdesign och tillämpningskrav. När det finns tillräckligt med ström från den externa strömkällan omvandlar BESS överskottsenergi till kemisk energi och lagrar den internt i laddningsbara batterier i förnybar form. Under lagringsprocessen, när det inte finns tillräckligt med eller ingen extern energi tillgänglig, behåller BESS fulladdad lagrad energi och bibehåller sin stabilitet för framtida användning. Under urladdningsprocessen, när det finns ett behov av att använda lagrad energi, frigör BESS en lämplig mängd energi i enlighet med behovet för att driva olika enheter, motorer eller andra former av laster.
Vilka är fördelarna och utmaningarna med att använda BESS?
BESS kan erbjuda olika fördelar och tjänster till kraftsystemet, såsom:
1. Förbättrad integration av förnybar energi: BESS kan lagra överskott av förnybar energi under perioder med hög produktion och låg efterfrågan, och frigöra den under perioder med låg produktion och hög efterfrågan. Detta kan minska vindkraftsbegränsningar, förbättra dess utnyttjandegrad och eliminera dess intermittensitet och variation.
2. Förbättra elkvaliteten och tillförlitligheten: BESS kan ge snabba och flexibla svar på spännings- och frekvensfluktuationer, övertoner och andra problem med elkvaliteten. Det kan också fungera som en reservkraftkälla och stödja blackstart-funktionen vid nätavbrott eller nödsituationer.
3. Minskad efterfrågan på energi: BESS kan laddas under lågtrafik när elpriserna är låga och urladdas under högtrafik när priserna är höga. Detta kan minska efterfrågan på energi, sänka elkostnaderna och fördröja behovet av ny utbyggnad av produktionskapacitet eller uppgraderingar av överföringskapaciteten.
4. Minska utsläppen av växthusgaser: BESS kan minska beroendet av fossilbaserad produktion, särskilt under perioder med hög elproduktion, samtidigt som andelen förnybar energi i elmixen ökar. Detta bidrar till att minska utsläppen av växthusgaser och mildra effekterna av klimatförändringarna.
BESS står dock också inför vissa utmaningar, såsom:
1. Hög kostnad: Jämfört med andra energikällor är BESS fortfarande relativt dyrt, särskilt vad gäller kapitalkostnader, drift- och underhållskostnader samt livscykelkostnader. Kostnaden för BESS beror på många faktorer som batterityp, systemstorlek, tillämpning och marknadsförhållanden. Allt eftersom tekniken mognar och skalas upp förväntas kostnaden för BESS minska i framtiden, men kan fortfarande vara ett hinder för en bred användning.
2. Säkerhetsfrågor: BESS innefattar hög spänning, stark ström och hög temperatur, vilket medför potentiella risker såsom brandrisker, explosioner, elektriska stötar etc. BESS innehåller också farliga ämnen såsom metaller, syror och elektrolyter, vilka kan orsaka miljö- och hälsorisker om de inte hanteras eller bortskaffas på rätt sätt. Strikta säkerhetsstandarder, föreskrifter och procedurer krävs för att säkerställa säker drift och hantering av BESS.
5. Miljöpåverkan: BESS kan ha negativa miljöpåverkan, inklusive resursutarmning, markanvändningsproblem, vattenanvändningsproblem, avfallsgenerering och föroreningsproblem. BESS kräver betydande mängder råvaror som litium, kobolt, nickel, koppar etc., vilka är knappa globalt med ojämn fördelning. BESS förbrukar också vatten och mark för gruvdrift, tillverkning, installation och drift. BESS genererar avfall och utsläpp under hela sin livscykel som kan påverka luft, vatten, jordkvalitet. Miljöpåverkan måste beaktas genom att anta hållbara metoder för att minimera deras effekter så mycket som möjligt.
Vilka är de viktigaste tillämpningarna och användningsfallen för BESS?
BESS används ofta inom olika industrier och tillämpningar, såsom kraftproduktion, energilagringsanläggningar, överförings- och distributionsledningar i kraftsystemet, samt elfordon och marina system inom transportsektorn. Det används också i batterilagringssystem för bostäder och kommersiella byggnader. Dessa system kan möta lagringsbehovet av överskottsenergi och ge reservkapacitet för att lindra överbelastning på överförings- och distributionsledningar samtidigt som de förhindrar överbelastning i överföringssystemet. BESS spelar en avgörande roll i mikronät, som är distribuerade kraftnät som är anslutna till huvudnätet eller fungerar oberoende. Oberoende mikronät i avlägsna områden kan förlita sig på BESS i kombination med intermittenta förnybara energikällor för att uppnå stabil elproduktion samtidigt som man hjälper till att undvika höga kostnader i samband med dieselmotorer och luftföroreningsproblem. BESS finns i olika storlekar och konfigurationer, lämpliga för både småskaliga hushållsapparater och storskaliga elsystem. De kan installeras på olika platser, inklusive bostäder, kommersiella byggnader och transformatorstationer. Dessutom kan de fungera som reservkraftkällor vid strömavbrott.
Vilka olika typer av batterier används i BESS?
1. Blybatterier är den mest använda typen av batteri och består av blyplattor och svavelsyraelektrolyt. De är högt ansedda för sin låga kostnad, mogna teknik och långa livslängd, och används främst inom områden som startbatterier, reservkraftkällor och småskalig energilagring.
2. Litiumjonbatterier, en av de mest populära och avancerade typerna av batterier, består av positiva och negativa elektroder tillverkade av litiummetall eller kompositmaterial tillsammans med organiska lösningsmedel. De har fördelar som hög energitäthet, hög effektivitet och låg miljöpåverkan; de spelar en avgörande roll i mobila enheter, elfordon och andra energilagringsapplikationer.
3. Flödesbatterier är uppladdningsbara energilagringsenheter som drivs med flytande medier som lagras i externa tankar. Deras egenskaper inkluderar låg energitäthet men hög effektivitet och lång livslängd.
4. Utöver dessa alternativ som nämns ovan finns det även andra typer av BESS tillgängliga att välja mellan, såsom natrium-svavelbatterier, nickel-kadmiumbatterier och superkondensatorer; alla med olika egenskaper och prestanda lämpliga för olika scenarier.
Publiceringstid: 22 november 2024