Hệ thống Lưu trữ Năng lượng Pin (BESS) là hệ thống pin quy mô lớn dựa trên kết nối lưới điện, được sử dụng để lưu trữ điện năng và năng lượng. Hệ thống này kết hợp nhiều pin lại với nhau để tạo thành một thiết bị lưu trữ năng lượng tích hợp.
1. Pin: Là một phần của hệ thống pin, pin chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện.
2. Mô-đun pin: Bao gồm nhiều ô pin được kết nối nối tiếp và song song, bao gồm Hệ thống quản lý pin mô-đun (MBMS) để theo dõi hoạt động của các ô pin.
3. Cụm ắc quy: Được sử dụng để chứa nhiều mô-đun kết nối nối tiếp và Bộ bảo vệ ắc quy (BPU), còn được gọi là bộ điều khiển cụm ắc quy. Hệ thống Quản lý ắc quy (BMS) cho cụm ắc quy sẽ theo dõi điện áp, nhiệt độ và trạng thái sạc của ắc quy, đồng thời điều chỉnh chu kỳ sạc và xả của chúng.
4. Bình chứa năng lượng: Có thể chứa nhiều cụm pin được kết nối song song và có thể được trang bị thêm các thành phần bổ sung khác để quản lý hoặc kiểm soát môi trường bên trong bình chứa.
5. Hệ thống chuyển đổi điện năng (PCS): Dòng điện một chiều (DC) do pin tạo ra được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều (AC) thông qua bộ chuyển đổi điện năng (PCS) hoặc bộ biến tần hai chiều để truyền tải lên lưới điện (cho các cơ sở hoặc người dùng cuối). Khi cần thiết, hệ thống này cũng có thể trích xuất điện từ lưới điện để sạc pin.
Nguyên lý hoạt động của Hệ thống lưu trữ năng lượng bằng pin (BESS) là gì?
Nguyên lý hoạt động của Hệ thống lưu trữ năng lượng pin (BESS) chủ yếu bao gồm ba quá trình: sạc, lưu trữ và xả. Trong quá trình sạc, BESS lưu trữ năng lượng điện trong pin thông qua nguồn điện bên ngoài. Việc triển khai có thể là dòng điện một chiều hoặc dòng điện xoay chiều, tùy thuộc vào thiết kế hệ thống và yêu cầu ứng dụng. Khi có đủ điện năng từ nguồn điện bên ngoài, BESS chuyển đổi năng lượng dư thừa thành năng lượng hóa học và lưu trữ nó trong pin sạc ở dạng tái tạo bên trong. Trong quá trình lưu trữ, khi không có đủ hoặc không có nguồn cung cấp bên ngoài, BESS giữ lại năng lượng được lưu trữ đầy đủ và duy trì tính ổn định của nó để sử dụng trong tương lai. Trong quá trình xả, khi có nhu cầu sử dụng năng lượng được lưu trữ, BESS giải phóng một lượng năng lượng phù hợp theo nhu cầu để vận hành các thiết bị, động cơ hoặc các dạng tải khác nhau.
Những lợi ích và thách thức khi sử dụng BESS là gì?
BESS có thể cung cấp nhiều lợi ích và dịch vụ khác nhau cho hệ thống điện, chẳng hạn như:
1. Tăng cường tích hợp năng lượng tái tạo: BESS có thể lưu trữ năng lượng tái tạo dư thừa trong thời kỳ sản lượng cao và nhu cầu thấp, và giải phóng năng lượng tái tạo trong thời kỳ sản lượng thấp và nhu cầu cao. Điều này có thể giảm thiểu việc cắt giảm công suất gió, cải thiện tỷ lệ sử dụng và loại bỏ tính không liên tục và biến động của năng lượng gió.
2. Cải thiện chất lượng và độ tin cậy của điện năng: BESS có thể phản ứng nhanh chóng và linh hoạt với các biến động điện áp và tần số, sóng hài và các vấn đề khác về chất lượng điện năng. Nó cũng có thể hoạt động như một nguồn điện dự phòng và hỗ trợ chức năng khởi động đen trong trường hợp mất điện lưới hoặc các trường hợp khẩn cấp.
3. Giảm nhu cầu cao điểm: BESS có thể tích điện vào giờ thấp điểm khi giá điện thấp và xả điện vào giờ cao điểm khi giá điện cao. Điều này có thể giảm nhu cầu cao điểm, giảm chi phí điện và trì hoãn nhu cầu mở rộng công suất phát điện mới hoặc nâng cấp đường truyền.
4. Giảm phát thải khí nhà kính: BESS có thể giảm sự phụ thuộc vào nguồn điện từ nhiên liệu hóa thạch, đặc biệt là trong thời gian cao điểm, đồng thời tăng tỷ trọng năng lượng tái tạo trong cơ cấu nguồn điện. Điều này giúp giảm phát thải khí nhà kính và giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu.
Tuy nhiên, BESS cũng phải đối mặt với một số thách thức như:
1. Chi phí cao: So với các nguồn năng lượng khác, BESS vẫn còn tương đối đắt đỏ, đặc biệt là về chi phí đầu tư, chi phí vận hành và bảo trì, cũng như chi phí vòng đời. Chi phí của BESS phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại pin, quy mô hệ thống, ứng dụng và điều kiện thị trường. Khi công nghệ ngày càng phát triển và mở rộng, chi phí của BESS dự kiến sẽ giảm trong tương lai, nhưng vẫn có thể là rào cản cho việc áp dụng rộng rãi.
2. Các vấn đề an toàn: BESS liên quan đến điện áp cao, dòng điện lớn và nhiệt độ cao, tiềm ẩn nhiều nguy cơ như nguy cơ cháy nổ, điện giật, v.v. BESS cũng chứa các chất độc hại như kim loại, axit và chất điện phân, có thể gây nguy hiểm cho môi trường và sức khỏe nếu không được xử lý hoặc thải bỏ đúng cách. Cần có các tiêu chuẩn, quy định và quy trình an toàn nghiêm ngặt để đảm bảo vận hành và quản lý BESS an toàn.
5. Tác động môi trường: BESS có thể có những tác động tiêu cực đến môi trường bao gồm cạn kiệt tài nguyên, các vấn đề về sử dụng đất, vấn đề sử dụng nước, phát sinh chất thải và lo ngại về ô nhiễm. BESS cần một lượng lớn nguyên liệu thô như lithium, coban, niken, đồng, v.v., vốn khan hiếm trên toàn cầu và phân bố không đồng đều. BESS cũng tiêu thụ nước và đất để khai thác, lắp đặt sản xuất và vận hành. BESS tạo ra chất thải và khí thải trong suốt vòng đời của nó có thể ảnh hưởng đến chất lượng không khí, nước, đất. Cần xem xét các tác động môi trường bằng cách áp dụng các biện pháp bền vững để giảm thiểu tác động của chúng càng nhiều càng tốt.
Các ứng dụng và trường hợp sử dụng chính của BESS là gì?
BESS được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp và ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như phát điện, cơ sở lưu trữ năng lượng, đường dây truyền tải và phân phối trong hệ thống điện, cũng như hệ thống xe điện và hàng hải trong lĩnh vực vận tải. Nó cũng được sử dụng trong các hệ thống lưu trữ năng lượng pin cho các tòa nhà dân cư và thương mại. Các hệ thống này có thể đáp ứng nhu cầu lưu trữ năng lượng dư thừa và cung cấp công suất dự phòng để giảm quá tải trên các đường dây truyền tải và phân phối, đồng thời ngăn ngừa tắc nghẽn trong hệ thống truyền tải. BESS đóng một vai trò quan trọng trong các lưới điện siêu nhỏ, là các mạng lưới điện phân tán được kết nối với lưới điện chính hoặc hoạt động độc lập. Các lưới điện siêu nhỏ độc lập nằm ở các vùng sâu vùng xa có thể dựa vào BESS kết hợp với các nguồn năng lượng tái tạo không liên tục để đạt được sản lượng điện ổn định, đồng thời giúp tránh chi phí cao liên quan đến động cơ diesel và các vấn đề ô nhiễm không khí. BESS có nhiều kích cỡ và cấu hình khác nhau, phù hợp cho cả thiết bị gia dụng quy mô nhỏ và các hệ thống tiện ích quy mô lớn. Chúng có thể được lắp đặt tại các địa điểm khác nhau bao gồm nhà ở, tòa nhà thương mại và trạm biến áp. Ngoài ra, chúng có thể hoạt động như nguồn điện dự phòng khẩn cấp trong thời gian mất điện.
Có những loại pin nào được sử dụng trong BESS?
1. Ắc quy chì-axit là loại ắc quy được sử dụng rộng rãi nhất, bao gồm các tấm chì và chất điện phân axit sunfuric. Chúng được đánh giá cao nhờ chi phí thấp, công nghệ tiên tiến và tuổi thọ cao, chủ yếu được ứng dụng trong các lĩnh vực như ắc quy khởi động, nguồn điện dự phòng và lưu trữ năng lượng quy mô nhỏ.
2. Pin lithium-ion, một trong những loại pin phổ biến và tiên tiến nhất, bao gồm các điện cực dương và âm được làm từ kim loại lithium hoặc vật liệu composite cùng với dung môi hữu cơ. Chúng có những ưu điểm như mật độ năng lượng cao, hiệu suất cao và tác động môi trường thấp; đóng vai trò quan trọng trong các thiết bị di động, xe điện và các ứng dụng lưu trữ năng lượng khác.
3. Pin lưu lượng là thiết bị lưu trữ năng lượng có thể sạc lại, hoạt động bằng cách sử dụng môi trường lỏng được lưu trữ trong các bình chứa bên ngoài. Đặc điểm của chúng bao gồm mật độ năng lượng thấp nhưng hiệu suất cao và tuổi thọ dài.
4. Ngoài các tùy chọn được đề cập ở trên, còn có các loại BESS khác để lựa chọn như pin natri-lưu huỳnh, pin niken-cadmi và siêu tụ điện; mỗi loại có các đặc điểm và hiệu suất khác nhau phù hợp với nhiều tình huống khác nhau.
Thời gian đăng: 22-11-2024