Sistem Penyimpanan Energi Baterai (BESS) adalah sistem baterai berskala besar berdasarkan koneksi jaringan, digunakan untuk menyimpan listrik dan energi. Ini menggabungkan beberapa baterai bersama untuk membentuk perangkat penyimpanan energi terintegrasi.
1. Sel Baterai: Sebagai bagian dari sistem baterai, ia mengubah energi kimia menjadi energi listrik.
2. Modul Baterai: Terdiri dari beberapa sel baterai yang terhubung seri dan paralel, termasuk Modul Sistem Manajemen Baterai (MBMS) untuk memantau pengoperasian sel baterai.
3. Cluster Baterai: Digunakan untuk mengakomodasi beberapa modul yang terhubung secara seri dan Unit Perlindungan Baterai (BPU), juga dikenal sebagai pengontrol cluster baterai. Sistem Manajemen Baterai (BMS) untuk cluster baterai memantau voltase, suhu, dan status pengisian daya baterai sekaligus mengatur siklus pengisian dan pengosongan baterai.
4. Wadah Penyimpanan Energi: Dapat membawa beberapa kelompok baterai yang terhubung secara paralel dan dapat dilengkapi dengan komponen tambahan lainnya untuk mengelola atau mengendalikan lingkungan internal wadah.
5. Sistem Konversi Daya (PCS): Arus searah (DC) yang dihasilkan oleh baterai diubah menjadi arus bolak-balik (AC) melalui PCS atau inverter dua arah untuk disalurkan ke jaringan listrik (fasilitas atau pengguna akhir). Bila diperlukan, sistem ini juga dapat mengambil daya dari jaringan untuk mengisi daya baterai.
Apa prinsip kerja Sistem Penyimpanan Energi Baterai (BESS)?
Prinsip kerja Sistem Penyimpanan Energi Baterai (BESS) terutama mencakup tiga proses: pengisian, penyimpanan, dan pengosongan. Selama proses pengisian, BESS menyimpan energi listrik di dalam baterai melalui sumber listrik eksternal. Implementasinya dapat berupa arus searah atau arus bolak-balik, tergantung pada desain sistem dan kebutuhan aplikasi. Ketika terdapat cukup daya yang disediakan oleh sumber daya eksternal, BESS mengubah kelebihan energi menjadi energi kimia dan menyimpannya dalam baterai yang dapat diisi ulang dalam bentuk terbarukan secara internal. Selama proses penyimpanan, ketika pasokan eksternal tidak mencukupi atau tidak tersedia, BESS mempertahankan energi tersimpan yang terisi penuh dan menjaga stabilitasnya untuk penggunaan di masa mendatang. Selama proses pemakaian, ketika ada kebutuhan untuk memanfaatkan energi yang tersimpan, BESS melepaskan sejumlah energi yang sesuai dengan permintaan untuk menggerakkan berbagai perangkat, mesin, atau bentuk beban lainnya.
Apa manfaat dan tantangan menggunakan BESS?
BESS dapat memberikan berbagai manfaat dan layanan pada sistem tenaga listrik, seperti:
1. Meningkatkan integrasi energi terbarukan: BESS dapat menyimpan kelebihan energi terbarukan selama periode pembangkitan tinggi dan permintaan rendah, dan melepaskannya selama periode pembangkitan rendah dan permintaan tinggi. Hal ini dapat mengurangi pembatasan angin, meningkatkan tingkat pemanfaatannya, dan menghilangkan intermittency dan variabilitasnya.
2. Meningkatkan kualitas dan keandalan daya: BESS dapat memberikan respons yang cepat dan fleksibel terhadap fluktuasi tegangan dan frekuensi, harmonik, dan masalah kualitas daya lainnya. Ini juga dapat berfungsi sebagai sumber daya cadangan dan mendukung fungsi black start selama pemadaman jaringan atau keadaan darurat.
3. Mengurangi permintaan listrik pada jam sibuk: BESS dapat melakukan pengisian daya pada jam-jam di luar jam sibuk ketika harga listrik sedang rendah, dan melakukan pengisian daya pada jam-jam sibuk ketika harga listrik sedang tinggi. Hal ini dapat mengurangi permintaan puncak, menurunkan biaya listrik, dan menunda kebutuhan perluasan kapasitas pembangkit baru atau peningkatan transmisi.
4. Menurunkan emisi gas rumah kaca: BESS dapat mengurangi ketergantungan pada pembangkit listrik berbasis bahan bakar fosil, terutama pada periode puncak, sekaligus meningkatkan porsi energi terbarukan dalam bauran energi. Hal ini membantu mengurangi emisi gas rumah kaca dan memitigasi dampak perubahan iklim.
Namun BESS juga menghadapi beberapa tantangan, seperti:
1. Biaya tinggi: Dibandingkan sumber energi lainnya, BESS masih tergolong mahal, terutama dari segi biaya modal, biaya pengoperasian dan pemeliharaan, serta biaya siklus hidup. Biaya BESS bergantung pada banyak faktor seperti jenis baterai, ukuran sistem, aplikasi, dan kondisi pasar. Seiring dengan semakin matang dan berkembangnya teknologi, biaya BESS diperkirakan akan menurun di masa depan namun mungkin masih menjadi hambatan dalam penerapannya secara luas.
2. Masalah keamanan: BESS melibatkan tegangan tinggi, arus besar, dan suhu tinggi yang menimbulkan potensi risiko seperti bahaya kebakaran, ledakan, sengatan listrik dll. BESS juga mengandung zat berbahaya seperti logam, asam dan elektrolit yang dapat menyebabkan bahaya lingkungan dan kesehatan jika tidak ditangani atau dibuang dengan benar. Standar, peraturan, dan prosedur keselamatan yang ketat diperlukan untuk memastikan pengoperasian dan pengelolaan BESS yang aman.
5. Dampak lingkungan: BESS dapat menimbulkan dampak negatif terhadap lingkungan termasuk penipisan sumber daya, masalah penggunaan lahan, masalah penggunaan air, timbulan limbah, dan masalah polusi. BESS memerlukan sejumlah besar bahan mentah seperti litium, kobalt, nikel, tembaga, dll., yang merupakan langka secara global dengan distribusi yang tidak merata. BESS juga menggunakan air dan tanah untuk instalasi dan operasi manufaktur pertambangan. BESS menghasilkan limbah dan emisi sepanjang siklus hidupnya yang dapat mempengaruhi kualitas udara, air, dan tanah. Dampak lingkungan perlu dipertimbangkan dengan menerapkan pendekatan berkelanjutan. praktik untuk meminimalkan dampaknya semaksimal mungkin.
Apa saja aplikasi utama dan kasus penggunaan BESS?
BESS banyak digunakan di berbagai industri dan aplikasi, seperti pembangkit tenaga listrik, fasilitas penyimpanan energi, jalur transmisi dan distribusi pada sistem tenaga listrik, serta kendaraan listrik dan sistem kelautan pada sektor transportasi. Ini juga digunakan dalam sistem penyimpanan energi baterai untuk bangunan perumahan dan komersial. Sistem ini dapat memenuhi kebutuhan penyimpanan kelebihan energi dan menyediakan kapasitas cadangan untuk mengurangi kelebihan beban pada jalur transmisi dan distribusi sekaligus mencegah kemacetan pada sistem transmisi. BESS memainkan peran penting dalam jaringan mikro, yang merupakan jaringan listrik terdistribusi yang terhubung ke jaringan utama atau beroperasi secara independen. Jaringan mikro independen yang berlokasi di daerah terpencil dapat mengandalkan BESS yang dikombinasikan dengan sumber energi terbarukan yang bersifat intermiten untuk mencapai pembangkitan listrik yang stabil sekaligus membantu menghindari biaya tinggi yang terkait dengan masalah mesin diesel dan polusi udara. BESS hadir dalam berbagai ukuran dan konfigurasi, cocok untuk peralatan rumah tangga skala kecil dan sistem utilitas skala besar. Mereka dapat dipasang di berbagai lokasi termasuk rumah, bangunan komersial, dan gardu induk. Selain itu, mereka dapat berfungsi sebagai sumber listrik cadangan darurat selama pemadaman listrik.
Apa saja jenis baterai yang digunakan di BESS?
1. Baterai timbal-asam merupakan jenis baterai yang paling banyak digunakan, terdiri dari pelat timbal dan elektrolit asam sulfat. Mereka sangat dihormati karena biayanya yang rendah, teknologi yang matang, dan umur yang panjang, terutama diterapkan di berbagai bidang seperti baterai starter, sumber daya darurat, dan penyimpanan energi skala kecil.
2. Baterai litium-ion, salah satu jenis baterai paling populer dan canggih, terdiri dari elektroda positif dan negatif yang terbuat dari logam litium atau bahan komposit serta pelarut organik. Mereka memiliki keunggulan seperti kepadatan energi yang tinggi, efisiensi tinggi, dan dampak lingkungan yang rendah; memainkan peran penting dalam perangkat seluler, kendaraan listrik, dan aplikasi penyimpanan energi lainnya.
3. Baterai aliran adalah perangkat penyimpan energi isi ulang yang beroperasi menggunakan media cair yang disimpan dalam tangki eksternal. Karakteristiknya meliputi kepadatan energi yang rendah namun efisiensi tinggi dan masa pakai yang lama.
4. Selain opsi yang disebutkan di atas, ada juga jenis BESS lain yang tersedia untuk dipilih seperti baterai natrium-belerang, baterai nikel-kadmium, dan kapasitor super; masing-masing memiliki karakteristik dan kinerja berbeda yang cocok untuk berbagai skenario.
Waktu posting: 22 November 2024