El sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria (BESS) és un sistema de bateries a gran escala basat en la connexió a la xarxa, utilitzat per emmagatzemar electricitat i energia. Combina diverses bateries juntes per formar un dispositiu d'emmagatzematge d'energia integrat.
1. Cèl·lula de la bateria: com a part del sistema de bateries, converteix l'energia química en energia elèctrica.
2. Mòdul de bateria: compost per múltiples cèl·lules de bateria connectades en sèrie i en paral·lel, inclou el sistema de gestió de la bateria del mòdul (MBMS) per controlar el funcionament de les cel·les de la bateria.
3. Clúster de bateries: s'utilitza per acollir diversos mòduls connectats en sèrie i unitats de protecció de bateries (BPU), també coneguts com a controlador de clúster de bateries. El sistema de gestió de bateries (BMS) per al clúster de bateries supervisa el voltatge, la temperatura i l'estat de càrrega de les bateries alhora que en regula els cicles de càrrega i descàrrega.
4. Contenidor d'emmagatzematge d'energia: pot portar diversos grups de bateries connectats en paral·lel i pot estar equipat amb altres components addicionals per gestionar o controlar l'entorn intern del contenidor.
5. Sistema de conversió d'energia (PCS): El corrent continu (DC) generat per les bateries es converteix en corrent altern (AC) mitjançant PCS o inversors bidireccionals per a la transmissió a la xarxa elèctrica (instal·lacions o usuaris finals). Quan cal, aquest sistema també pot extreure energia de la xarxa per carregar les bateries.
Quin és el principi de funcionament dels sistemes d'emmagatzematge d'energia de la bateria (BESS)?
El principi de funcionament del sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria (BESS) inclou principalment tres processos: càrrega, emmagatzematge i descàrrega. Durant el procés de càrrega, BESS emmagatzema energia elèctrica a la bateria mitjançant una font d'alimentació externa. La implementació pot ser de corrent continu o altern, depenent del disseny del sistema i dels requisits de l'aplicació. Quan hi ha prou potència proporcionada per la font d'alimentació externa, BESS converteix l'excés d'energia en energia química i l'emmagatzema en bateries recarregables de forma renovable internament. Durant el procés d'emmagatzematge, quan no hi ha suficient subministrament extern disponible, BESS reté l'energia emmagatzemada completament carregada i manté la seva estabilitat per a un ús futur. Durant el procés de descàrrega, quan hi ha una necessitat d'utilitzar l'energia emmagatzemada, BESS allibera una quantitat adequada d'energia segons la demanda per conduir diversos dispositius, motors o altres formes de càrrega.
Quins són els beneficis i els reptes d'utilitzar BESS?
BESS pot oferir diversos avantatges i serveis al sistema elèctric, com ara:
1. Millorar la integració de les energies renovables: BESS pot emmagatzemar l'excés d'energia renovable durant els períodes d'alta generació i baixa demanda, i alliberar-lo durant els períodes de baixa generació i alta demanda. Això pot reduir la limitació del vent, millorar la seva taxa d'utilització i eliminar la seva intermitència i variabilitat.
2. Millora de la qualitat i la fiabilitat de l'energia: BESS pot proporcionar una resposta ràpida i flexible a les fluctuacions de tensió i freqüència, harmònics i altres problemes de qualitat de l'energia. També pot servir com a font d'alimentació de reserva i suportar la funció d'inici en negre durant les interrupcions de la xarxa o les emergències.
3. Reducció de la demanda punta: BESS pot carregar durant les hores punta quan els preus de l'electricitat són baixos, i descarregar durant les hores punta quan els preus són alts. Això pot reduir la demanda punta, reduir els costos d'electricitat i retardar la necessitat d'ampliar la capacitat de nova generació o actualitzar la transmissió.
4. Reducció d'emissions de gasos d'efecte hivernacle: BESS pot disminuir la dependència de la generació basada en combustibles fòssils, especialment durant els períodes punta, alhora que augmenta la proporció d'energies renovables en el mix d'energia. Això ajuda a reduir les emissions de gasos d'efecte hivernacle i mitigar els impactes del canvi climàtic.
Tanmateix, BESS també s'enfronta a alguns reptes, com ara:
1. Cost elevat: en comparació amb altres fonts d'energia, BESS encara és relativament car, sobretot pel que fa als costos de capital, els costos d'operació i manteniment i els costos del cicle de vida. El cost de BESS depèn de molts factors, com ara el tipus de bateria, la mida del sistema, l'aplicació i les condicions del mercat. A mesura que la tecnologia madura i s'amplia, s'espera que el cost de BESS disminueixi en el futur, però encara pot ser una barrera per a l'adopció generalitzada.
2. Problemes de seguretat: BESS implica alta tensió, gran corrent i alta temperatura que suposen riscos potencials, com ara incendis, explosions, descàrregues elèctriques, etc. BESS també conté substàncies perilloses com metalls, àcids i electròlits que poden causar perills per al medi ambient i la salut. si no es manipula o elimina correctament. Es requereixen estàndards, reglaments i procediments de seguretat estrictes per garantir un funcionament i una gestió segurs de BESS.
5. Impacte ambiental: BESS pot tenir impactes negatius en el medi ambient, inclòs l'esgotament dels recursos, problemes d'ús del sòl, problemes d'ús de l'aigua, generació de residus i problemes de contaminació. BESS requereix quantitats importants de matèries primeres com liti, cobalt, níquel, coure, etc., que són escàs a nivell mundial amb una distribució desigual. BESS també consumeix aigua i terra per a la instal·lació i operació de la fabricació minera. BESS genera residus i emissions al llarg de la seva cicle de vida que podria afectar la qualitat del sòl de l'aigua de l'aire. Cal tenir en compte els impactes ambientals adoptant pràctiques sostenibles per minimitzar-ne els efectes tant com sigui possible.
Quines són les principals aplicacions i casos d'ús de BESS?
BESS s'utilitza àmpliament en diverses indústries i aplicacions, com ara generació d'energia, instal·lacions d'emmagatzematge d'energia, línies de transmissió i distribució al sistema elèctric, així com vehicles elèctrics i sistemes marins en el sector del transport. També s'utilitza en sistemes d'emmagatzematge d'energia de bateries per a edificis residencials i comercials. Aquests sistemes poden satisfer les necessitats d'emmagatzematge de l'energia excedentària i proporcionar capacitat de reserva per alleujar la sobrecàrrega a les línies de transmissió i distribució alhora que evita la congestió al sistema de transport. BESS té un paper crucial en les microxarxes, que són xarxes d'energia distribuïda connectades a la xarxa principal o que funcionen de manera independent. Les microxarxes independents ubicades en zones remotes poden confiar en BESS combinat amb fonts d'energia renovables intermitents per aconseguir una generació d'electricitat estable, alhora que ajuden a evitar costos elevats associats als motors dièsel i problemes de contaminació de l'aire. BESS es presenta en diverses mides i configuracions, adequades tant per a equips domèstics a petita escala com per a sistemes de serveis públics a gran escala. Es poden instal·lar en diferents llocs, com ara habitatges, edificis comercials i subestacions. A més, poden servir com a fonts d'alimentació de reserva d'emergència durant les apagues.
Quins són els diferents tipus de bateries que s'utilitzen a BESS?
1. Les bateries de plom-àcid són el tipus de bateries més utilitzat, que consisteixen en plaques de plom i electròlit d'àcid sulfúric. Són molt apreciats pel seu baix cost, tecnologia madura i llarga vida útil, aplicats principalment en àrees com ara bateries d'arrencada, fonts d'energia d'emergència i emmagatzematge d'energia a petita escala.
2. Les bateries d'ions de liti, un dels tipus de bateries més populars i avançats, consisteixen en elèctrodes positius i negatius fets de metall de liti o materials compostos juntament amb dissolvents orgànics. Tenen avantatges com una alta densitat energètica, una alta eficiència i un baix impacte ambiental; jugant un paper crucial en dispositius mòbils, vehicles elèctrics i altres aplicacions d'emmagatzematge d'energia.
3. Les bateries de flux són dispositius d'emmagatzematge d'energia recarregables que funcionen amb mitjans líquids emmagatzemats en dipòsits externs. Les seves característiques inclouen una baixa densitat d'energia però una alta eficiència i una llarga vida útil.
4. A més d'aquestes opcions esmentades anteriorment, també hi ha altres tipus de BESS disponibles per a la selecció, com ara bateries de sofre de sodi, bateries de níquel-cadmi i supercondensadors; cadascun amb diferents característiques i rendiment adequats per a diferents escenaris.
Hora de publicació: 22-nov-2024