Το Σύστημα Αποθήκευσης Ενέργειας Μπαταρίας (BESS) είναι ένα σύστημα μπαταρίας μεγάλης κλίμακας που βασίζεται σε σύνδεση στο δίκτυο, που χρησιμοποιείται για την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας και ενέργειας. Συνδυάζει πολλές μπαταρίες μαζί για να σχηματίσει μια ενσωματωμένη συσκευή αποθήκευσης ενέργειας.
1. Κυψέλη μπαταρίας: Ως μέρος του συστήματος μπαταρίας, μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια.
2. Μονάδα μπαταρίας: Αποτελείται από πολλαπλές σειρές και παράλληλα συνδεδεμένες κυψέλες μπαταρίας, περιλαμβάνει το Σύστημα Διαχείρισης Μπαταρίας Μονάδας (MBMS) για την παρακολούθηση της λειτουργίας των στοιχείων της μπαταρίας.
3. Σύμπλεγμα μπαταριών: Χρησιμοποιείται για την υποδοχή πολλαπλών ενοτήτων συνδεδεμένων σε σειρά και Μονάδων Προστασίας Μπαταριών (BPU), γνωστές και ως ελεγκτής συστοιχίας μπαταριών. Το Σύστημα Διαχείρισης Μπαταριών (BMS) για το σύμπλεγμα μπαταριών παρακολουθεί την τάση, τη θερμοκρασία και την κατάσταση φόρτισης των μπαταριών ενώ ρυθμίζει τους κύκλους φόρτισης και εκφόρτισής τους.
4. Δοχείο αποθήκευσης ενέργειας: Μπορεί να μεταφέρει πολλαπλά παράλληλα συνδεδεμένα συμπλέγματα μπαταριών και μπορεί να είναι εξοπλισμένο με άλλα πρόσθετα εξαρτήματα για τη διαχείριση ή τον έλεγχο του εσωτερικού περιβάλλοντος του δοχείου.
5. Σύστημα Μετατροπής Ισχύος (PCS): Το συνεχές ρεύμα (DC) που παράγεται από τις μπαταρίες μετατρέπεται σε εναλλασσόμενο ρεύμα (AC) μέσω PCS ή αμφίδρομων μετατροπέων για μετάδοση στο ηλεκτρικό δίκτυο (εγκαταστάσεις ή τελικοί χρήστες). Όταν είναι απαραίτητο, αυτό το σύστημα μπορεί επίσης να εξάγει ρεύμα από το δίκτυο για να φορτίσει τις μπαταρίες.
Ποια είναι η αρχή λειτουργίας των Συστημάτων Αποθήκευσης Ενέργειας Μπαταριών (BESS);
Η αρχή λειτουργίας του Συστήματος Αποθήκευσης Ενέργειας Μπαταρίας (BESS) περιλαμβάνει κυρίως τρεις διαδικασίες: φόρτιση, αποθήκευση και εκφόρτιση. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας φόρτισης, το BESS αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια στην μπαταρία μέσω μιας εξωτερικής πηγής ρεύματος. Η υλοποίηση μπορεί να είναι είτε συνεχές είτε εναλλασσόμενο, ανάλογα με το σχεδιασμό του συστήματος και τις απαιτήσεις της εφαρμογής. Όταν υπάρχει επαρκής ισχύς που παρέχεται από την εξωτερική πηγή ενέργειας, το BESS μετατρέπει την περίσσεια ενέργεια σε χημική ενέργεια και την αποθηκεύει σε επαναφορτιζόμενες μπαταρίες σε ανανεώσιμη μορφή εσωτερικά. Κατά τη διαδικασία αποθήκευσης, όταν δεν υπάρχει επαρκής ή καθόλου διαθέσιμη εξωτερική παροχή, το BESS διατηρεί πλήρως φορτισμένη αποθηκευμένη ενέργεια και διατηρεί τη σταθερότητά του για μελλοντική χρήση. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας εκφόρτισης, όταν υπάρχει ανάγκη χρήσης αποθηκευμένης ενέργειας, το BESS απελευθερώνει μια κατάλληλη ποσότητα ενέργειας ανάλογα με τη ζήτηση για την οδήγηση διαφόρων συσκευών, κινητήρων ή άλλων μορφών φορτίων.
Ποια είναι τα οφέλη και οι προκλήσεις από τη χρήση του BESS;
Το BESS μπορεί να παρέχει διάφορα οφέλη και υπηρεσίες στο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας, όπως:
1. Βελτίωση της ολοκλήρωσης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας: Το BESS μπορεί να αποθηκεύει περίσσεια ανανεώσιμης ενέργειας σε περιόδους υψηλής παραγωγής και χαμηλής ζήτησης και να την απελευθερώνει σε περιόδους χαμηλής παραγωγής και υψηλής ζήτησης. Αυτό μπορεί να μειώσει την περικοπή του ανέμου, να βελτιώσει το ποσοστό χρησιμοποίησής του και να εξαλείψει τη διαλείπουσα και μεταβλητότητά του.
2. Βελτίωση της ποιότητας και της αξιοπιστίας ισχύος: Το BESS μπορεί να παρέχει γρήγορη και ευέλικτη απόκριση σε διακυμάνσεις τάσης και συχνότητας, αρμονικές και άλλα ζητήματα ποιότητας ισχύος. Μπορεί επίσης να χρησιμεύσει ως εφεδρική πηγή ενέργειας και να υποστηρίξει τη λειτουργία μαύρης εκκίνησης κατά τη διάρκεια διακοπών του δικτύου ή έκτακτης ανάγκης.
3. Μείωση της ζήτησης αιχμής: Το BESS μπορεί να φορτίζει σε ώρες εκτός αιχμής όταν οι τιμές του ηλεκτρικού ρεύματος είναι χαμηλές και να εκφορτίζεται κατά τις ώρες αιχμής όταν οι τιμές είναι υψηλές. Αυτό μπορεί να μειώσει τη ζήτηση αιχμής, να μειώσει το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας και να καθυστερήσει την ανάγκη για επέκταση της δυναμικότητας νέας παραγωγής ή αναβαθμίσεις μεταφοράς.
4. Μείωση των εκπομπών αερίων θερμοκηπίου: Το BESS μπορεί να μειώσει την εξάρτηση από την παραγωγή ορυκτών καυσίμων, ειδικά κατά τις περιόδους αιχμής, αυξάνοντας παράλληλα το μερίδιο της ανανεώσιμης ενέργειας στο μείγμα ενέργειας. Αυτό βοηθά στη μείωση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου και στον μετριασμό των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής.
Ωστόσο, το BESS αντιμετωπίζει επίσης ορισμένες προκλήσεις, όπως:
1. Υψηλό κόστος: Σε σύγκριση με άλλες πηγές ενέργειας, το BESS εξακολουθεί να είναι σχετικά ακριβό, ειδικά όσον αφορά το κόστος κεφαλαίου, το κόστος λειτουργίας και συντήρησης και το κόστος κύκλου ζωής. Το κόστος του BESS εξαρτάται από πολλούς παράγοντες όπως ο τύπος της μπαταρίας, το μέγεθος του συστήματος, η εφαρμογή και οι συνθήκες της αγοράς. Καθώς η τεχνολογία ωριμάζει και κλιμακώνεται, το κόστος του BESS αναμένεται να μειωθεί στο μέλλον, αλλά μπορεί να εξακολουθεί να αποτελεί εμπόδιο για ευρεία υιοθέτηση.
2. Θέματα ασφαλείας: Το BESS περιλαμβάνει υψηλή τάση, μεγάλο ρεύμα και υψηλή θερμοκρασία που ενέχουν πιθανούς κινδύνους όπως πυρκαγιά, εκρήξεις, ηλεκτροπληξία κ.λπ. Το BESS περιέχει επίσης επικίνδυνες ουσίες όπως μέταλλα, οξέα και ηλεκτρολύτες που μπορούν να προκαλέσουν κινδύνους για το περιβάλλον και την υγεία εάν δεν χειριστείτε ή δεν απορρίψετε σωστά. Απαιτούνται αυστηρά πρότυπα ασφαλείας, κανονισμοί και διαδικασίες για τη διασφάλιση της ασφαλούς λειτουργίας και διαχείρισης του BESS.
5. Περιβαλλοντικές επιπτώσεις: Το BESS μπορεί να έχει αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον, συμπεριλαμβανομένης της εξάντλησης των πόρων, ζητημάτων χρήσης γης, προβλήματα χρήσης νερού, δημιουργία αποβλήτων και ανησυχίες για τη ρύπανση. Το BESS απαιτεί σημαντικές ποσότητες πρώτων υλών όπως λίθιο, κοβάλτιο, νικέλιο, χαλκό κ.λπ., οι οποίες είναι σπάνιο παγκοσμίως με ανομοιόμορφη κατανομή. Το BESS καταναλώνει επίσης νερό και γη για εγκατάσταση και λειτουργία εξόρυξης κατασκευής. Το BESS παράγει απόβλητα και εκπομπές καθ' όλη τη διάρκεια του κύκλου ζωής του που θα μπορούσαν να επηρεάσουν την ποιότητα του εδάφους του ατμοσφαιρικού νερού. Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις πρέπει να λαμβάνονται υπόψη με την υιοθέτηση βιώσιμων πρακτικών για να ελαχιστοποιηθούν όσο το δυνατόν περισσότερο οι επιπτώσεις τους.
Ποιες είναι οι κύριες εφαρμογές και περιπτώσεις χρήσης του BESS;
Το BESS χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορες βιομηχανίες και εφαρμογές, όπως η παραγωγή ενέργειας, οι εγκαταστάσεις αποθήκευσης ενέργειας, οι γραμμές μεταφοράς και διανομής στο σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας, καθώς και τα ηλεκτρικά οχήματα και τα θαλάσσια συστήματα στον τομέα των μεταφορών. Χρησιμοποιείται επίσης σε συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μπαταριών για κατοικίες και εμπορικά κτίρια. Αυτά τα συστήματα μπορούν να καλύψουν τις ανάγκες αποθήκευσης πλεονάζουσας ενέργειας και να παρέχουν εφεδρική χωρητικότητα για την ανακούφιση της υπερφόρτωσης στις γραμμές μεταφοράς και διανομής, αποτρέποντας παράλληλα τη συμφόρηση στο σύστημα μεταφοράς. Το BESS διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στα μικροδίκτυα, τα οποία είναι κατανεμημένα δίκτυα ισχύος συνδεδεμένα στο κύριο δίκτυο ή λειτουργούν ανεξάρτητα. Τα ανεξάρτητα μικροδίκτυα που βρίσκονται σε απομακρυσμένες περιοχές μπορούν να βασίζονται στο BESS σε συνδυασμό με διακοπτόμενες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας για την επίτευξη σταθερής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, συμβάλλοντας παράλληλα στην αποφυγή υψηλού κόστους που σχετίζεται με κινητήρες ντίζελ και ζητήματα ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Το BESS διατίθεται σε διάφορα μεγέθη και διαμορφώσεις, κατάλληλα τόσο για οικιακό εξοπλισμό μικρής κλίμακας όσο και για συστήματα κοινής ωφέλειας μεγάλης κλίμακας. Μπορούν να εγκατασταθούν σε διαφορετικές τοποθεσίες, συμπεριλαμβανομένων κατοικιών, εμπορικών κτιρίων και υποσταθμών. Επιπλέον, μπορούν να χρησιμεύσουν ως εφεδρικές πηγές ενέργειας έκτακτης ανάγκης κατά τη διάρκεια διακοπής ρεύματος.
Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι μπαταριών που χρησιμοποιούνται στο BESS;
1. Οι μπαταρίες μολύβδου-οξέος είναι ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος τύπος μπαταρίας, που αποτελείται από πλάκες μολύβδου και ηλεκτρολύτη θειικού οξέος. Θεωρούνται ιδιαίτερα για το χαμηλό κόστος, την ώριμη τεχνολογία και τη μεγάλη διάρκεια ζωής τους, που εφαρμόζονται κυρίως σε τομείς όπως οι μπαταρίες εκκίνησης, οι πηγές ενέργειας έκτακτης ανάγκης και η αποθήκευση ενέργειας μικρής κλίμακας.
2. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου, ένας από τους πιο δημοφιλείς και προηγμένους τύπους μπαταριών, αποτελούνται από θετικά και αρνητικά ηλεκτρόδια κατασκευασμένα από μέταλλο λιθίου ή σύνθετα υλικά μαζί με οργανικούς διαλύτες. Έχουν πλεονεκτήματα όπως υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, υψηλή απόδοση και χαμηλές περιβαλλοντικές επιπτώσεις. διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο σε κινητές συσκευές, ηλεκτρικά οχήματα και άλλες εφαρμογές αποθήκευσης ενέργειας.
3. Οι μπαταρίες ροής είναι επαναφορτιζόμενες συσκευές αποθήκευσης ενέργειας που λειτουργούν χρησιμοποιώντας υγρά μέσα που είναι αποθηκευμένα σε εξωτερικές δεξαμενές. Τα χαρακτηριστικά τους περιλαμβάνουν χαμηλή ενεργειακή πυκνότητα αλλά υψηλή απόδοση και μεγάλη διάρκεια ζωής.
4. Εκτός από αυτές τις επιλογές που αναφέρθηκαν παραπάνω, υπάρχουν και άλλοι τύποι BESS διαθέσιμοι για επιλογή, όπως μπαταρίες νατρίου-θείου, μπαταρίες νικελίου-καδμίου και υπερπυκνωτές. το καθένα έχει διαφορετικά χαρακτηριστικά και απόδοση κατάλληλες για διάφορα σενάρια.
Ώρα δημοσίευσης: Νοε-22-2024