כמה אתה יודע על BESS?

מערכת אחסון אנרגיה לסוללות (BESS) היא מערכת סוללות בקנה מידה גדול המבוססת על חיבור לרשת, המשמשת לאחסון חשמל ואנרגיה. הוא משלב מספר סוללות יחד כדי ליצור התקן אחסון אנרגיה משולב.

1. תא סוללה: כחלק ממערכת הסוללות, הוא ממיר אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית.

2. מודול סוללה: מורכב ממספר תאי סוללה מחוברים בסדרות ובמקבילים, הוא כולל את מערכת ניהול הסוללות (MBMS) לניטור פעולת תאי הסוללה.

3. מקבץ סוללות: משמש להכיל מספר מודולים המחוברים בסדרה ויחידות הגנת סוללה (BPU), הידוע גם כבקר מקבץ הסוללות. מערכת ניהול הסוללות (BMS) עבור אשכול הסוללות מנטרת את המתח, הטמפרטורה ומצב הטעינה של הסוללות תוך ויסות מחזורי הטעינה והפריקה שלהן.

4. מיכל אחסון אנרגיה: יכול לשאת מספר אשכולות סוללות המחוברות במקביל ויכול להיות מצויד ברכיבים נוספים נוספים לניהול או שליטה בסביבה הפנימית של המכולה.

5. מערכת המרת חשמל (PCS): הזרם הישר (DC) שנוצר מהסוללות מומר לזרם חילופין (AC) דרך PCS או ממירים דו-כיווניים לשידור לרשת החשמל (מתקנים או משתמשי קצה). בעת הצורך, מערכת זו יכולה גם לחלץ חשמל מהרשת כדי לטעון את הסוללות.

מהו עקרון העבודה של מערכות אחסון אנרגיה בסוללות (BESS)?

עקרון העבודה של מערכת אחסון אנרגיה בסוללות (BESS) כולל בעיקר שלושה תהליכים: טעינה, אחסון ופריקה. במהלך תהליך הטעינה, BESS אוגר אנרגיה חשמלית בסוללה באמצעות מקור מתח חיצוני. היישום יכול להיות זרם ישר או זרם חילופין, בהתאם לתכנון המערכת ודרישות היישום. כאשר יש מספיק כוח המסופק על ידי מקור הכוח החיצוני, BESS ממירה עודפי אנרגיה לאנרגיה כימית ומאחסנת אותה בסוללות נטענות בצורה מתחדשת פנימית. במהלך תהליך האחסון, כאשר אין מספיק אספקה ​​חיצונית זמינה, BESS שומרת על אנרגיה מאוחסנת טעונה במלואה ושומרת על יציבותה לשימוש עתידי. במהלך תהליך הפריקה, כאשר יש צורך לנצל אנרגיה מאוחסנת, BESS משחררת כמות מתאימה של אנרגיה בהתאם לביקוש להנעת מכשירים שונים, מנועים או צורות אחרות של עומסים.

מהם היתרונות והאתגרים של השימוש ב-BESS?

BESS יכולה לספק הטבות ושירותים שונים למערכת החשמל, כגון:

1. הגברת אינטגרציה של אנרגיה מתחדשת: BESS יכולה לאגור עודפי אנרגיה מתחדשת בתקופות של ייצור גבוה וביקוש נמוך, ולשחרר אותה בתקופות של ייצור נמוך וביקוש גבוה. זה יכול להפחית את צמצום הרוח, לשפר את קצב הניצול שלה, ולבטל את הפסקות והשונות שלה.

2. שיפור איכות ואמינות הספק: BESS יכולה לספק תגובה מהירה וגמישה לתנודות מתח ותדר, הרמוניות ובעיות אחרות של איכות הספק. זה יכול לשמש גם כמקור כוח גיבוי ולתמוך בפונקציית התחלה שחורה במהלך הפסקות רשת או מקרי חירום.

3. צמצום ביקוש שיא: BESS יכולה לטעון בשעות השפל כאשר מחירי החשמל נמוכים, ולפרוק בשעות השיא כאשר המחירים גבוהים. זה יכול להפחית את שיא הביקוש, להוריד את עלויות החשמל, ולדחות את הצורך בהרחבת קיבולת דור חדש או שדרוגי הולכה.

4. הפחתת פליטת גזי חממה: BESS יכולה להפחית את ההסתמכות על ייצור מבוסס דלק מאובנים, במיוחד בתקופות שיא, תוך הגדלת חלקה של אנרגיה מתחדשת בתמהיל הכוח. זה עוזר להפחית את פליטת גזי חממה ולהפחית את ההשפעות של שינויי האקלים.

עם זאת, BESS גם מתמודדת עם כמה אתגרים, כגון:

1. עלות גבוהה: בהשוואה למקורות אנרגיה אחרים, BESS עדיין יקר יחסית, במיוחד מבחינת עלויות הון, עלויות תפעול ותחזוקה ועלויות מחזור חיים. העלות של BESS תלויה בגורמים רבים כגון סוג הסוללה, גודל המערכת, היישום ותנאי השוק. ככל שהטכנולוגיה מתבגרת ומתרחבת, העלות של BESS צפויה לרדת בעתיד אך עשויה עדיין להוות מחסום לאימוץ נרחב.

2. בעיות בטיחות: BESS כרוך במתח גבוה, זרם גדול וטמפרטורה גבוהה המהווים סיכונים פוטנציאליים כגון סכנות אש, פיצוצים, התחשמלות וכו'. BESS מכיל גם חומרים מסוכנים כגון מתכות, חומצות ואלקטרוליטים אשר עלולים לגרום לסכנות סביבתיות ובריאותיות אם לא טופל או נפטר כראוי. תקני בטיחות, תקנות ונהלים מחמירים נדרשים להבטחת תפעול וניהול בטוחים של BESS.

5. השפעה סביבתית: ל-BESS עשויות להיות השפעות שליליות על הסביבה, לרבות דלדול משאבים, בעיות שימוש בקרקע, בעיות יצירת פסולת, וחששות מזיהום. BESS דורש כמויות משמעותיות של חומרי גלם כמו ליתיום, קובלט, ניקל, נחושת וכו'. נדיר בעולם עם חלוקה לא אחידה. BESS גם צורכת מים וקרקעות עבור התקנה לייצור כרייה ותפעול. BESS מייצר פסולת ופליטות לאורך מחזור חייו שעלול להשפיע על איכות אדמת מי האוויר באוויר. יש לשקול השפעות סביבתיות על ידי אימוץ שיטות קיימא כדי למזער את השפעותיהן ככל האפשר.

מהם היישומים ומקרי השימוש העיקריים של BESS?

BESS נמצא בשימוש נרחב בתעשיות ויישומים שונים, כגון ייצור חשמל, מתקני אחסון אנרגיה, קווי הולכה והפצה במערכת החשמל, וכן מערכות רכב חשמליות וימיות במגזר התחבורה. הוא משמש גם במערכות אחסון אנרגיה של סוללות למבני מגורים ומסחר. מערכות אלו יכולות לענות על צורכי האחסון של עודפי אנרגיה ולספק קיבולת גיבוי כדי להקל על עומס יתר על קווי ההולכה והחלוקה תוך מניעת עומס במערכת ההולכה. BESS ממלא תפקיד מכריע במיקרו רשתות, שהן רשתות חשמל מבוזרות המחוברות לרשת הראשית או פועלות באופן עצמאי. רשתות מיקרו עצמאיות הממוקמות באזורים מרוחקים יכולות להסתמך על BESS בשילוב עם מקורות אנרגיה מתחדשים לסירוגין כדי להשיג ייצור חשמל יציב תוך כדי סיוע למנוע עלויות גבוהות הקשורות למנועי דיזל ובעיות זיהום אוויר. BESS מגיע בגדלים ובתצורות שונות, מתאים הן לציוד ביתי בקנה מידה קטן והן למערכות שירות בקנה מידה גדול. ניתן להתקין אותם במקומות שונים כולל בתים, מבנים מסחריים ותחנות משנה. בנוסף, הם יכולים לשמש כמקורות כוח לגיבוי חירום במהלך הפסקות.

מהם הסוגים השונים של סוללות בשימוש ב- BESS?

1. סוללות עופרת-חומצה הן הסוג הנפוץ ביותר של סוללות, המורכבות מלוחות עופרת ואלקטרוליט חומצה גופרתית. הם זוכים להערכה רבה בשל העלות הנמוכה שלהם, הטכנולוגיה הבוגרת ותוחלת החיים הארוכה שלהם, המיושמת בעיקר בתחומים כמו התנעת סוללות, מקורות כוח חירום ואחסון אנרגיה בקנה מידה קטן.

2. סוללות ליתיום-יון, אחד מסוגי הסוללות הפופולאריים והמתקדמים ביותר, מורכבות מאלקטרודות חיוביות ושליליות העשויות ממתכת ליתיום או חומרים מרוכבים יחד עם ממסים אורגניים. יש להם יתרונות כגון צפיפות אנרגיה גבוהה, יעילות גבוהה והשפעה סביבתית נמוכה; משחק תפקיד מכריע במכשירים ניידים, כלי רכב חשמליים ויישומי אחסון אנרגיה אחרים.

3. סוללות זרימה הן התקני אחסון אנרגיה נטענים הפועלים באמצעות מדיה נוזלית המאוחסנת במיכלים חיצוניים. המאפיינים שלהם כוללים צפיפות אנרגיה נמוכה אך יעילות גבוהה וחיי שירות ארוכים.

4. בנוסף לאפשרויות אלו שהוזכרו לעיל, ישנם גם סוגים אחרים של BESS זמינים לבחירה כגון סוללות נתרן-גופרית, סוללות ניקל-קדמיום, וקבלים על; כל אחד בעל מאפיינים וביצועים שונים המתאימים לתרחישים שונים.