Система за съхранение на енергия от батерии (BESS) е широкомащабна система от батерии, базирана на свързване към мрежата, използвана за съхранение на електричество и енергия. Той комбинира множество батерии заедно, за да образува интегрирано устройство за съхранение на енергия.
1. Батерийна клетка: Като част от акумулаторната система, тя преобразува химическата енергия в електрическа.
2. Батериен модул: Съставен от множество последователно и паралелно свързани батерийни клетки, той включва Модулна система за управление на батерията (MBMS) за наблюдение на работата на батерийните клетки.
3. Батериен клъстер: Използва се за настаняване на множество последователно свързани модули и модули за защита на батерии (BPU), известни също като контролер на батерийния клъстер. Системата за управление на батерията (BMS) за батерийния клъстер следи напрежението, температурата и състоянието на зареждане на батериите, като същевременно регулира техните цикли на зареждане и разреждане.
4. Контейнер за съхранение на енергия: Може да носи множество паралелно свързани батерийни групи и може да бъде оборудван с други допълнителни компоненти за управление или контрол на вътрешната среда на контейнера.
5. Система за преобразуване на енергия (PCS): Правият ток (DC), генериран от батериите, се преобразува в променлив ток (AC) чрез PCS или двупосочни инвертори за предаване към електрическата мрежа (съоръжения или крайни потребители). Когато е необходимо, тази система може също да извлича енергия от мрежата за зареждане на батериите.
Какъв е принципът на работа на системите за съхранение на енергия от батерии (BESS)?
Принципът на работа на системата за съхранение на енергия в батерията (BESS) включва основно три процеса: зареждане, съхранение и разреждане. По време на процеса на зареждане BESS съхранява електрическа енергия в батерията чрез външен източник на захранване. Изпълнението може да бъде или постоянен, или променлив ток, в зависимост от дизайна на системата и изискванията на приложението. Когато има достатъчно мощност, осигурена от външния източник на захранване, BESS преобразува излишната енергия в химическа енергия и я съхранява в акумулаторни батерии във вътрешно възобновяема форма. По време на процеса на съхранение, когато няма достатъчно или няма налично външно захранване, BESS запазва напълно заредената съхранена енергия и поддържа своята стабилност за бъдеща употреба. По време на процеса на разреждане, когато има нужда да се използва съхранената енергия, BESS освобождава подходящо количество енергия според търсенето за задвижване на различни устройства, двигатели или други форми на товари.
Какви са предимствата и предизвикателствата от използването на BESS?
BESS може да предостави различни предимства и услуги на електроенергийната система, като например:
1. Подобряване на интеграцията на възобновяема енергия: BESS може да съхранява излишната възобновяема енергия по време на периоди на високо производство и ниско търсене и да я освобождава по време на периоди на ниско производство и високо търсене. Това може да намали ограничаването на вятъра, да подобри степента на използване и да елиминира периодичността и променливостта.
2. Подобряване на качеството и надеждността на захранването: BESS може да осигури бърз и гъвкав отговор на колебания на напрежението и честотата, хармоници и други проблеми с качеството на захранването. Може също да служи като резервен източник на захранване и да поддържа функцията за стартиране на черно по време на прекъсвания на мрежата или извънредни ситуации.
3. Намаляване на пиковото търсене: BESS може да зарежда по време на извънпиковите часове, когато цените на електроенергията са ниски, и да разрежда по време на пиковите часове, когато цените са високи. Това може да намали пиковото търсене, да намали разходите за електроенергия и да забави необходимостта от ново разширяване на производствения капацитет или надграждане на преноса.
4. Намаляване на емисиите на парникови газове: BESS може да намали зависимостта от производство на базата на изкопаеми горива, особено по време на пиковите периоди, като същевременно увеличи дела на възобновяемата енергия в енергийния микс. Това помага за намаляване на емисиите на парникови газове и смекчаване на въздействието от изменението на климата.
BESS обаче е изправен и пред някои предизвикателства, като например:
1. Висока цена: В сравнение с други енергийни източници, BESS все още е относително скъп, особено по отношение на капиталови разходи, разходи за експлоатация и поддръжка и разходи за жизнен цикъл. Цената на BESS зависи от много фактори като тип батерия, размер на системата, приложение и пазарни условия. Тъй като технологията узрява и се увеличава, цената на BESS се очаква да намалее в бъдеще, но все още може да бъде пречка за широкото приемане.
2. Въпроси, свързани с безопасността: BESS включва високо напрежение, голям ток и висока температура, които представляват потенциални рискове като опасности от пожар, експлозии, електрически удари и т.н. BESS също така съдържа опасни вещества като метали, киселини и електролити, които могат да причинят опасности за околната среда и здравето ако не се борави или изхвърля правилно. Необходими са строги стандарти за безопасност, разпоредби и процедури за осигуряване на безопасна работа и управление на BESS.
5. Въздействие върху околната среда: BESS може да има отрицателни въздействия върху околната среда, включително изчерпване на ресурсите, проблеми с използването на земята, проблеми с използването на водата, генериране на отпадъци и опасения за замърсяване. BESS изисква значителни количества суровини като литий, кобалт, никел, мед и др., които са оскъден в световен мащаб с неравномерно разпределение. BESS също така консумира вода и земя за инсталация и експлоатация на минното производство. BESS генерира отпадъци и емисии през целия му жизнен цикъл, които биха могли да повлияят на качеството на въздуха, водата и почвата. Въздействията върху околната среда трябва да се вземат предвид чрез възприемане на устойчиви практики, за да се сведат до минимум ефектите им, доколкото е възможно.
Какви са основните приложения и случаи на използване на BESS?
BESS се използва широко в различни индустрии и приложения, като производство на електроенергия, съоръжения за съхранение на енергия, преносни и разпределителни линии в електроенергийната система, както и електрически превозни средства и морски системи в транспортния сектор. Използва се и в системи за съхранение на енергия от батерии за жилищни и търговски сгради. Тези системи могат да отговорят на нуждите от съхранение на излишната енергия и да осигурят резервен капацитет за облекчаване на претоварването на преносните и разпределителните линии, като същевременно предотвратяват задръстванията в преносната система. BESS играе решаваща роля в микро мрежите, които са разпределени електрически мрежи, свързани към основната мрежа или работещи независимо. Независимите микро мрежи, разположени в отдалечени райони, могат да разчитат на BESS в комбинация с непостоянни възобновяеми енергийни източници, за да постигнат стабилно производство на електроенергия, като същевременно помагат да се избегнат високите разходи, свързани с дизеловите двигатели и проблемите със замърсяването на въздуха. BESS се предлага в различни размери и конфигурации, подходящи както за малко домакинско оборудване, така и за големи комунални системи. Те могат да бъдат инсталирани на различни места, включително домове, търговски сгради и подстанции. Освен това те могат да служат като аварийни резервни източници на захранване по време на спиране на тока.
Какви са различните видове батерии, използвани в BESS?
1. Оловно-киселинните батерии са най-широко използваният тип батерии, състоящи се от оловни пластини и електролит от сярна киселина. Те са високо ценени заради ниската си цена, зряла технология и дълъг живот, прилагани главно в области като стартови батерии, аварийни източници на захранване и дребномащабно съхранение на енергия.
2. Литиево-йонните батерии, едни от най-популярните и усъвършенствани видове батерии, се състоят от положителни и отрицателни електроди, направени от литиев метал или композитни материали заедно с органични разтворители. Те имат предимства като висока енергийна плътност, висока ефективност и ниско въздействие върху околната среда; играе решаваща роля в мобилните устройства, електрическите превозни средства и други приложения за съхранение на енергия.
3. Проточните батерии са презареждащи се устройства за съхранение на енергия, които работят с помощта на течни среди, съхранявани във външни резервоари. Техните характеристики включват ниска енергийна плътност, но висока ефективност и дълъг експлоатационен живот.
4. В допълнение към тези опции, споменати по-горе, има и други видове BESS, достъпни за избор, като например натриево-серни батерии, никел-кадмиеви батерии и супер кондензатори; всеки притежава различни характеристики и производителност, подходящи за различни сценарии.
Време на публикуване: 22 ноември 2024 г