Battery Energy Storage System (BESS) は、電力とエネルギーを貯蔵するために使用される、グリッド接続に基づく大規模なバッテリー システムです。複数のバッテリーを組み合わせて、統合されたエネルギー貯蔵デバイスを形成します。
1. バッテリーセル: バッテリーシステムの一部として、化学エネルギーを電気エネルギーに変換します。
2. バッテリー モジュール: 複数の直列および並列接続されたバッテリー セルで構成され、バッテリー セルの動作を監視するモジュール バッテリー管理システム (MBMS) が含まれています。
3. バッテリー クラスター: 複数の直列接続モジュールとバッテリー保護ユニット (BPU) を収容するために使用され、バッテリー クラスター コントローラーとも呼ばれます。バッテリー クラスターのバッテリー管理システム (BMS) は、バッテリーの充電および放電サイクルを調整しながら、バッテリーの電圧、温度、充電状態を監視します。
4. エネルギー貯蔵コンテナ: 複数の並列接続されたバッテリー クラスターを搭載でき、コンテナの内部環境を管理または制御するためのその他の追加コンポーネントを装備することもできます。
5. 電力変換システム (PCS): バッテリーによって生成された直流 (DC) は、PCS または双方向インバーターを介して交流 (AC) に変換され、電力網 (施設またはエンドユーザー) に送られます。必要に応じて、このシステムはグリッドから電力を取り出してバッテリーを充電することもできます。
バッテリーエネルギー貯蔵システム (BESS) の動作原理は何ですか?
バッテリーエネルギー貯蔵システム（BESS）の動作原理には、主に充電、貯蔵、放電の 3 つのプロセスが含まれます。充電プロセス中、BESS は外部電源を通じて電気エネルギーをバッテリーに蓄えます。システム設計とアプリケーションの要件に応じて、実装は直流または交流のいずれかになります。外部電源から十分な電力が供給されると、BESS は余剰エネルギーを化学エネルギーに変換し、内部で再生可能な形式で充電式バッテリーに蓄えます。貯蔵プロセス中に利用可能な外部供給が不十分またはまったくない場合、BESS は完全に充電された貯蔵エネルギーを保持し、将来の使用に備えて安定性を維持します。放電プロセス中に、蓄積されたエネルギーを利用する必要がある場合、BESS は、さまざまなデバイス、エンジン、その他の形式の負荷を駆動するための需要に応じて、適切な量のエネルギーを放出します。
BESS を使用する利点と課題は何ですか?
BESS は、電力システムに次のようなさまざまな利点とサービスを提供できます。
1. 再生可能エネルギーの統合の強化：BESS は、発電量が多く需要が低い期間に余剰の再生可能エネルギーを貯蔵し、発電量が少なく需要が高い期間にそれを放出できます。これにより、風の抑制が軽減され、利用率が向上し、断続性や変動性が排除されます。
2. 電力品質と信頼性の向上: BESS は、電圧と周波数の変動、高調波、その他の電力品質の問題に迅速かつ柔軟に対応できます。また、バックアップ電源としても機能し、送電網の停止や緊急時のブラックスタート機能をサポートします。
3. ピーク需要の削減: BESS は、電気料金が安いオフピーク時間帯に充電し、電気料金が高いピーク時間帯に放電できます。これにより、ピーク需要が減少し、電気コストが削減され、新しい発電容量の拡張や送電のアップグレードの必要性が遅れる可能性があります。
4. 温室効果ガス排出量の削減: BESS は、電力構成における再生可能エネルギーの割合を高めながら、特にピーク時の化石燃料ベースの発電への依存を減らすことができます。これは、温室効果ガスの排出量を削減し、気候変動の影響を軽減するのに役立ちます。
ただし、BESS は次のようないくつかの課題にも直面しています。
1. 高コスト: 他のエネルギー源と比較すると、BESS は依然として比較的高価であり、特に資本コスト、運用保守コスト、ライフサイクル コストの点で顕著です。 BESS のコストは、バッテリーの種類、システムのサイズ、アプリケーション、市場の状況などの多くの要因によって異なります。テクノロジーが成熟し規模が拡大するにつれて、BESS のコストは将来的に低下すると予想されますが、依然として広範な導入の障壁となる可能性があります。
2. 安全性の問題: BESS には高電圧、大電流、高温が含まれており、火災、爆発、感電などの潜在的な危険性があります。BESS には、環境や健康への危険を引き起こす可能性のある金属、酸、電解質などの有害物質も含まれています。適切に処理または廃棄されなかった場合。 BESS の安全な運営と管理を確保するには、厳格な安全基準、規制、手順が必要です。
5. 環境への影響: BESS は、資源の枯渇、土地利用の問題、水利用の問題、廃棄物の発生、汚染の懸念など、環境に悪影響を与える可能性があります。BESS は、リチウム、コバルト、ニッケル、銅などの大量の原材料を必要とします。世界的に希少で分布が不均一です。BESS はまた、鉱山の製造設備と操業のために水と土地を消費します。BESS はライフサイクル全体を通じて廃棄物と排出物を生成し、大気、水、土壌の品質に影響を与える可能性があります。環境への影響を考慮する必要があります。可能な限りその影響を最小限に抑えるための持続可能な実践。
BESS の主なアプリケーションとユースケースは何ですか?
BESS は、発電、エネルギー貯蔵施設、電力システムの送電線や配電線、運輸部門の電気自動車や船舶システムなど、さまざまな産業や用途で広く使用されています。住宅用および商業用建物のバッテリーエネルギー貯蔵システムにも利用されています。これらのシステムは余剰エネルギーの貯蔵ニーズを満たし、送電システムの輻輳を防ぎながら送電線と配電線の過負荷を軽減するためのバックアップ容量を提供します。 BESS は、メイングリッドに接続されているか独立して動作する分散型電力ネットワークであるマイクログリッドで重要な役割を果たします。遠隔地にある独立したマイクログリッドは、BESS と断続的な再生可能エネルギー源を組み合わせて利用することで、安定した発電を実現しながら、ディーゼル エンジンや大気汚染問題に伴う高額なコストを回避できます。 BESS にはさまざまなサイズと構成があり、小規模の家庭用機器と大規模なユーティリティ システムの両方に適しています。住宅、商業ビル、変電所など、さまざまな場所に設置できます。さらに、停電時の緊急バックアップ電源としても機能します。
BESS で使用されるバッテリーにはどのような種類がありますか?
1. 鉛蓄電池は最も広く使用されているタイプの電池で、鉛板と硫酸電解液で構成されています。主に始動用電池、非常用電源、小規模エネルギー貯蔵などの分野で応用され、低コスト、成熟した技術、長寿命が高く評価されています。
2. リチウムイオン電池は、最も一般的で先進的なタイプの電池の 1 つであり、リチウム金属または複合材料と有機溶媒から作られた正極と負極で構成されています。エネルギー密度が高く、効率が高く、環境への影響が少ないなどの利点があります。モバイルデバイス、電気自動車、その他のエネルギー貯蔵用途で重要な役割を果たしています。
3. フローバッテリーは、外部タンクに保管された液体媒体を使用して動作する再充電可能なエネルギー貯蔵装置です。エネルギー密度は低いが、効率が高く、耐用年数が長いことが特徴です。
4. 上記のオプションに加えて、ナトリウム硫黄電池、ニッケルカドミウム電池、スーパーキャパシタなど、他のタイプの BESS も選択できます。それぞれが異なる特性と性能を持ち、さまざまなシーンに適しています。
投稿日時: 2024 年 11 月 22 日