Battery Energy Storage System (BESS) je veliki baterijski sustav koji se temelji na povezivanju s mrežom, a koristi se za skladištenje električne energije i energije. Kombinira više baterija kako bi formirao integrirani uređaj za pohranu energije.
1. Baterijska ćelija: Kao dio baterijskog sustava, ona pretvara kemijsku energiju u električnu.
2. Baterijski modul: Sastavljen od više serijski i paralelno spojenih baterijskih ćelija, uključuje Module Battery Management System (MBMS) za nadzor rada baterijskih ćelija.
3. Baterijski klaster: Koristi se za smještaj višestrukih serijski povezanih modula i baterijskih zaštitnih jedinica (BPU), također poznatih kao kontroler baterijskog klastera. Sustav upravljanja baterijama (BMS) za klaster baterija prati napon, temperaturu i status punjenja baterija dok regulira njihove cikluse punjenja i pražnjenja.
4. Spremnik za pohranu energije: Može nositi više paralelno povezanih klastera baterija i može biti opremljen drugim dodatnim komponentama za upravljanje ili kontrolu unutarnjeg okruženja spremnika.
5. Sustav za pretvorbu električne energije (PCS): Istosmjerna struja (DC) koju generiraju baterije pretvara se u izmjeničnu struju (AC) putem PCS ili dvosmjernih pretvarača za prijenos u električnu mrežu (postrojenja ili krajnji korisnici). Kada je potrebno, ovaj sustav također može izvući energiju iz mreže za punjenje baterija.
Koji je princip rada Battery Energy Storage Systems (BESS)?
Princip rada sustava za pohranu baterije (BESS) uglavnom uključuje tri procesa: punjenje, pohranjivanje i pražnjenje. Tijekom procesa punjenja BESS pohranjuje električnu energiju u bateriju putem vanjskog izvora napajanja. Implementacija može biti istosmjerna ili izmjenična struja, ovisno o dizajnu sustava i zahtjevima primjene. Kada vanjski izvor napajanja ima dovoljno energije, BESS pretvara višak energije u kemijsku energiju i interno je pohranjuje u punjive baterije u obnovljivom obliku. Tijekom procesa skladištenja, kada nema dovoljno vanjskog napajanja ili ga nema, BESS zadržava potpuno napunjenu pohranjenu energiju i održava svoju stabilnost za buduću upotrebu. Tijekom procesa pražnjenja, kada postoji potreba za iskorištavanjem pohranjene energije, BESS oslobađa odgovarajuću količinu energije prema potrebi za pogon raznih uređaja, motora ili drugih oblika opterećenja.
Koje su prednosti i izazovi korištenja BESS-a?
BESS može pružiti razne pogodnosti i usluge elektroenergetskom sustavu, kao što su:
1. Poboljšanje integracije obnovljive energije: BESS može pohraniti višak obnovljive energije tijekom razdoblja visoke proizvodnje i niske potražnje, te je osloboditi tijekom razdoblja niske proizvodnje i velike potražnje. To može smanjiti smanjenje vjetra, poboljšati njegovu stopu iskorištenja i eliminirati njegovu isprekidanost i varijabilnost.
2. Poboljšanje kvalitete i pouzdanosti električne energije: BESS može pružiti brz i fleksibilan odgovor na fluktuacije napona i frekvencije, harmonike i druge probleme s kvalitetom električne energije. Također može poslužiti kao rezervni izvor napajanja i podržati funkciju pokretanja bez napajanja tijekom prekida mreže ili hitnih slučajeva.
3. Smanjenje vršne potražnje: BESS može puniti tijekom sati izvan vršnog opterećenja kada su cijene električne energije niske, i prazniti tijekom vršnih sati kada su cijene visoke. To može smanjiti vršnu potražnju, smanjiti troškove električne energije i odgoditi potrebu za novim proširenjem proizvodnih kapaciteta ili nadogradnjom prijenosa.
4. Smanjenje emisija stakleničkih plinova: BESS može smanjiti ovisnost o proizvodnji temeljenoj na fosilnim gorivima, posebno tijekom vršnih razdoblja, istovremeno povećavajući udio obnovljive energije u mješavini električne energije. To pomaže smanjiti emisije stakleničkih plinova i ublažiti utjecaje klimatskih promjena.
Međutim, BESS se također suočava s nekim izazovima, kao što su:
1. Visoki troškovi: U usporedbi s drugim izvorima energije, BESS je još uvijek relativno skup, posebno u smislu kapitalnih troškova, troškova rada i održavanja te troškova životnog ciklusa. Cijena BESS-a ovisi o mnogim čimbenicima kao što su tip baterije, veličina sustava, primjena i tržišni uvjeti. Kako tehnologija sazrijeva i raste, očekuje se da će se cijena BESS-a smanjiti u budućnosti, ali još uvijek može biti prepreka širokom usvajanju.
2. Sigurnosna pitanja: BESS uključuje visoki napon, veliku struju i visoku temperaturu koji predstavljaju potencijalne rizike poput opasnosti od požara, eksplozija, električnih udara itd. BESS također sadrži opasne tvari poput metala, kiselina i elektrolita koji mogu uzrokovati opasnosti za okoliš i zdravlje ako se ne rukuje ili ne odloži na pravilan način. Potrebni su strogi sigurnosni standardi, propisi i postupci za osiguranje sigurnog rada i upravljanja BESS-om.
5. Utjecaj na okoliš: BESS može imati negativan utjecaj na okoliš, uključujući iscrpljivanje resursa, probleme s korištenjem zemljišta, probleme s korištenjem vode, stvaranje otpada i zabrinutost oko onečišćenja. BESS zahtijeva značajne količine sirovina poput litija, kobalta, nikla, bakra itd., koji su oskudan na globalnoj razini s neravnomjernom distribucijom. BESS također troši vodu i zemlju za instalacije i rad rudarske proizvodnje. BESS stvara otpad i emisije tijekom svog životnog ciklusa koje bi mogle utjecati na kvalitetu zraka, vode i tla. Potrebno je razmotriti utjecaje na okoliš usvajanjem održivih praksi kako bi se njihovi učinci sveli na najmanju moguću mjeru.
Koje su glavne primjene i slučajevi korištenja BESS-a?
BESS se široko koristi u raznim industrijama i primjenama, kao što su proizvodnja električne energije, skladišta energije, prijenosni i distribucijski vodovi u elektroenergetskom sustavu, kao i sustavi za električna vozila i brodove u transportnom sektoru. Također se koristi u sustavima baterijskog skladištenja energije za stambene i poslovne zgrade. Ovi sustavi mogu zadovoljiti potrebe za pohranjivanjem viška energije i osigurati rezervni kapacitet za ublažavanje preopterećenja na prijenosnim i distribucijskim vodovima, dok istovremeno sprječavaju zagušenja u prijenosnom sustavu. BESS igra ključnu ulogu u mikro mrežama, koje su distribuirane električne mreže povezane s glavnom mrežom ili rade neovisno. Nezavisne mikro mreže smještene u udaljenim područjima mogu se osloniti na BESS u kombinaciji s povremenim obnovljivim izvorima energije kako bi se postigla stabilna proizvodnja električne energije dok pomažu u izbjegavanju visokih troškova povezanih s dizelskim motorima i problemima s onečišćenjem zraka. BESS dolazi u različitim veličinama i konfiguracijama, prikladnim i za malu kućansku opremu i za velike komunalne sustave. Mogu se instalirati na različitim mjestima uključujući domove, poslovne zgrade i trafostanice. Osim toga, mogu poslužiti kao rezervni izvori napajanja za vrijeme nestanka struje.
Koje se različite vrste baterija koriste u BESS-u?
1. Olovne baterije su najraširenija vrsta baterija koje se sastoje od olovnih ploča i elektrolita sumporne kiseline. Visoko su cijenjeni zbog svoje niske cijene, zrele tehnologije i dugog životnog vijeka, uglavnom se primjenjuju u područjima kao što su startne baterije, izvori napajanja za hitne slučajeve i mala pohrana energije.
2. Litij-ionske baterije, jedna od najpopularnijih i najnaprednijih vrsta baterija, sastoje se od pozitivnih i negativnih elektroda izrađenih od metala litija ili kompozitnih materijala zajedno s organskim otapalima. Imaju prednosti kao što su visoka gustoća energije, visoka učinkovitost i mali utjecaj na okoliš; igraju ključnu ulogu u mobilnim uređajima, električnim vozilima i drugim aplikacijama za pohranu energije.
3. Protočne baterije su punjivi uređaji za pohranu energije koji rade pomoću tekućih medija pohranjenih u vanjskim spremnicima. Njihove karakteristike uključuju nisku gustoću energije, ali visoku učinkovitost i dug radni vijek.
4. Uz ove gore navedene opcije， postoje i druge vrste BESS dostupnih za odabir kao što su natrij-sumporne baterije， nikal-kadmijeve baterije， i super kondenzatori; svaki ima različite karakteristike i performanse prikladne za različite scenarije.
Vrijeme objave: 22. studenoga 2024