El sistema de almacenamiento de energía en batería (BESS) es un sistema de batería a gran escala basado en conexión a la red, que se utiliza para almacenar electricidad y energía. Combina varias baterías para formar un dispositivo de almacenamiento de energía integrado.
1. Celda de batería: como parte del sistema de batería, convierte la energía química en energía eléctrica.
2. Módulo de batería: Compuesto por múltiples celdas de batería conectadas en serie y en paralelo, incluye el Sistema de administración de batería del módulo (MBMS) para monitorear el funcionamiento de las celdas de la batería.
3. Grupo de baterías: se utiliza para alojar múltiples módulos conectados en serie y unidades de protección de baterías (BPU), también conocido como controlador del grupo de baterías. El sistema de gestión de baterías (BMS) para el grupo de baterías monitorea el voltaje, la temperatura y el estado de carga de las baterías mientras regula sus ciclos de carga y descarga.
4. Contenedor de almacenamiento de energía: puede transportar múltiples grupos de baterías conectados en paralelo y puede estar equipado con otros componentes adicionales para gestionar o controlar el entorno interno del contenedor.
5. Sistema de Conversión de Energía (PCS): La corriente continua (DC) generada por las baterías se convierte en corriente alterna (AC) a través de PCS o inversores bidireccionales para su transmisión a la red eléctrica (instalaciones o usuarios finales). Cuando sea necesario, este sistema también puede extraer energía de la red para cargar las baterías.
¿Cuál es el principio de funcionamiento de los sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS)?
El principio de funcionamiento del sistema de almacenamiento de energía de batería (BESS) incluye principalmente tres procesos: carga, almacenamiento y descarga. Durante el proceso de carga, BESS almacena energía eléctrica en la batería a través de una fuente de energía externa. La implementación puede ser de corriente continua o de corriente alterna, según el diseño del sistema y los requisitos de la aplicación. Cuando la fuente de alimentación externa proporciona suficiente energía, BESS convierte el exceso de energía en energía química y la almacena internamente en baterías recargables en forma renovable. Durante el proceso de almacenamiento, cuando el suministro externo disponible es insuficiente o nulo, BESS retiene la energía almacenada completamente cargada y mantiene su estabilidad para uso futuro. Durante el proceso de descarga, cuando es necesario utilizar la energía almacenada, BESS libera una cantidad adecuada de energía según la demanda para impulsar varios dispositivos, motores u otras formas de cargas.
¿Cuáles son los beneficios y desafíos de usar BESS?
BESS puede proporcionar diversos beneficios y servicios al sistema eléctrico, tales como:
1. Mejorar la integración de la energía renovable: BESS puede almacenar el exceso de energía renovable durante períodos de alta generación y baja demanda, y liberarlo durante períodos de baja generación y alta demanda. Esto puede reducir la restricción del viento, mejorar su tasa de utilización y eliminar su intermitencia y variabilidad.
2. Mejorar la calidad y confiabilidad de la energía: BESS puede brindar una respuesta rápida y flexible a las fluctuaciones de voltaje y frecuencia, armónicos y otros problemas de calidad de la energía. También puede servir como fuente de energía de respaldo y admitir la función de inicio en negro durante cortes de red o emergencias.
3. Reducir la demanda máxima: BESS puede cargar durante las horas de menor actividad cuando los precios de la electricidad son bajos y descargar durante las horas pico cuando los precios son altos. Esto puede reducir la demanda máxima, reducir los costos de electricidad y retrasar la necesidad de ampliar la capacidad de nueva generación o mejorar la transmisión.
4. Reducir las emisiones de gases de efecto invernadero: BESS puede disminuir la dependencia de la generación basada en combustibles fósiles, especialmente durante los períodos pico, al tiempo que aumenta la proporción de energía renovable en la combinación de energía. Esto ayuda a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y mitigar los impactos del cambio climático.
Sin embargo, BESS también enfrenta algunos desafíos, tales como:
1. Alto costo: en comparación con otras fuentes de energía, BESS sigue siendo relativamente costosa, especialmente en términos de costos de capital, costos de operación y mantenimiento y costos del ciclo de vida. El costo de BESS depende de muchos factores, como el tipo de batería, el tamaño del sistema, la aplicación y las condiciones del mercado. A medida que la tecnología madure y crezca, se espera que el costo de BESS disminuya en el futuro, pero aún puede ser una barrera para su adopción generalizada.
2. Cuestiones de seguridad: BESS implica alto voltaje, gran corriente y alta temperatura, lo que plantea riesgos potenciales como riesgos de incendio, explosiones, descargas eléctricas, etc. BESS también contiene sustancias peligrosas como metales, ácidos y electrolitos que pueden causar riesgos ambientales y para la salud. si no se manipula o elimina adecuadamente. Se requieren estándares, regulaciones y procedimientos de seguridad estrictos para garantizar la operación y gestión seguras de BESS.
5. Impacto ambiental: BESS puede tener impactos negativos en el medio ambiente, incluido el agotamiento de los recursos, problemas de uso de la tierra, problemas de uso del agua, generación de desechos y preocupaciones sobre la contaminación. BESS requiere cantidades significativas de materias primas como litio, cobalto, níquel, cobre, etc., que son escaso a nivel mundial con una distribución desigual. BESS también consume agua y tierra para la instalación y operación de fabricación minera. BESS genera desechos y emisiones a lo largo de su ciclo de vida que podrían afectar la calidad del aire, el agua y el suelo. Es necesario considerar los impactos ambientales mediante la adopción de medidas sostenibles. prácticas para minimizar sus efectos tanto como sea posible.
¿Cuáles son las principales aplicaciones y casos de uso de BESS?
BESS se utiliza ampliamente en diversas industrias y aplicaciones, como generación de energía, instalaciones de almacenamiento de energía, líneas de transmisión y distribución en el sistema eléctrico, así como vehículos eléctricos y sistemas marinos en el sector del transporte. También se utiliza en sistemas de almacenamiento de energía en baterías para edificios residenciales y comerciales. Estos sistemas pueden satisfacer las necesidades de almacenamiento de energía excedente y proporcionar capacidad de respaldo para aliviar la sobrecarga en las líneas de transmisión y distribución y al mismo tiempo prevenir la congestión en el sistema de transmisión. BESS desempeña un papel crucial en las microrredes, que son redes de energía distribuida conectadas a la red principal o que funcionan de forma independiente. Las microrredes independientes ubicadas en áreas remotas pueden confiar en BESS combinado con fuentes de energía renovables intermitentes para lograr una generación de electricidad estable y al mismo tiempo ayudar a evitar los altos costos asociados con los motores diésel y los problemas de contaminación del aire. BESS viene en varios tamaños y configuraciones, adecuados tanto para equipos domésticos de pequeña escala como para sistemas de servicios públicos de gran escala. Se pueden instalar en diferentes lugares, incluidos hogares, edificios comerciales y subestaciones. Además, pueden servir como fuentes de energía de respaldo de emergencia durante apagones.
¿Cuáles son los diferentes tipos de baterías utilizadas en BESS?
1. Las baterías de plomo-ácido son el tipo de batería más utilizado y constan de placas de plomo y electrolito de ácido sulfúrico. Son muy apreciados por su bajo costo, tecnología madura y larga vida útil, y se aplican principalmente en áreas como baterías de arranque, fuentes de energía de emergencia y almacenamiento de energía a pequeña escala.
2. Las baterías de iones de litio, uno de los tipos de baterías más populares y avanzados, constan de electrodos positivos y negativos hechos de litio metálico o materiales compuestos junto con disolventes orgánicos. Tienen ventajas como alta densidad energética, alta eficiencia y bajo impacto ambiental; desempeñando un papel crucial en dispositivos móviles, vehículos eléctricos y otras aplicaciones de almacenamiento de energía.
3. Las baterías de flujo son dispositivos de almacenamiento de energía recargables que funcionan utilizando medios líquidos almacenados en tanques externos. Sus características incluyen baja densidad de energía pero alta eficiencia y larga vida útil.
4. Además de estas opciones mencionadas anteriormente, también hay otros tipos de BESS disponibles para su selección, como baterías de sodio-azufre, baterías de níquel-cadmio y supercondensadores; cada uno posee diferentes características y rendimiento adecuados para diversos escenarios.
Hora de publicación: 22 de noviembre de 2024