Battery Energy Storage System (BESS) is een grootschalig batterijsysteem gebaseerd op netaansluiting, dat wordt gebruikt voor de opslag van elektriciteit en energie. Het combineert meerdere batterijen samen om een geïntegreerd energieopslagapparaat te vormen.
1. Batterijcel: Als onderdeel van het batterijsysteem zet deze chemische energie om in elektrische energie.
2. Batterijmodule: samengesteld uit meerdere in serie en parallel geschakelde batterijcellen, inclusief het Module Battery Management System (MBMS) om de werking van de batterijcellen te controleren.
3. Batterijcluster: Wordt gebruikt voor het huisvesten van meerdere in serie geschakelde modules en Battery Protection Units (BPU), ook bekend als de batterijclustercontroller. Het batterijbeheersysteem (BMS) voor het batterijcluster bewaakt de spanning, temperatuur en laadstatus van de batterijen en regelt tegelijkertijd hun laad- en ontlaadcycli.
4. Energieopslagcontainer: Kan meerdere parallel geschakelde batterijclusters vervoeren en kan worden uitgerust met andere aanvullende componenten voor het beheren of controleren van de interne omgeving van de container.
5. Power Conversion System (PCS): De door de batterijen gegenereerde gelijkstroom (DC) wordt via PCS of bidirectionele omvormers omgezet in wisselstroom (AC) voor transmissie naar het elektriciteitsnet (faciliteiten of eindgebruikers). Indien nodig kan dit systeem ook stroom uit het net halen om de accu’s op te laden.
Wat is het werkingsprincipe van Battery Energy Storage Systems (BESS)?
Het werkingsprincipe van Battery Energy Storage System (BESS) omvat hoofdzakelijk drie processen: opladen, opslaan en ontladen. Tijdens het laadproces slaat BESS via een externe stroombron elektrische energie op in de accu. De implementatie kan gelijkstroom of wisselstroom zijn, afhankelijk van het systeemontwerp en de toepassingsvereisten. Wanneer er voldoende stroom wordt geleverd door de externe energiebron, zet BESS overtollige energie om in chemische energie en slaat deze intern op in oplaadbare batterijen in een hernieuwbare vorm. Tijdens het opslagproces, wanneer er onvoldoende of geen externe voeding beschikbaar is, behoudt BESS de volledig opgeladen opgeslagen energie en behoudt deze de stabiliteit voor toekomstig gebruik. Tijdens het ontlaadproces, wanneer het nodig is om opgeslagen energie te gebruiken, geeft BESS een passende hoeveelheid energie vrij, afhankelijk van de vraag, voor het aandrijven van verschillende apparaten, motoren of andere vormen van belastingen.
Wat zijn de voordelen en uitdagingen van het gebruik van BESS?
BESS kan verschillende voordelen en diensten aan het energiesysteem leveren, zoals:
1. Verbetering van de integratie van hernieuwbare energie: BESS kan overtollige hernieuwbare energie opslaan tijdens perioden van hoge opwekking en lage vraag, en deze vrijgeven tijdens perioden van lage opwekking en hoge vraag. Dit kan de windinperking verminderen, de bezettingsgraad verbeteren en de intermitterende en variabiliteit elimineren.
2. Verbetering van de stroomkwaliteit en betrouwbaarheid: BESS kan snel en flexibel reageren op spannings- en frequentieschommelingen, harmonischen en andere problemen met de stroomkwaliteit. Het kan ook dienen als back-upstroombron en ondersteunt de black-startfunctie tijdens stroomuitval of noodsituaties.
3. Terugdringen van de piekvraag: BESS kan laden tijdens de daluren als de elektriciteitsprijzen laag zijn, en ontladen tijdens de piekuren als de prijzen hoog zijn. Dit kan de piekvraag verminderen, de elektriciteitskosten verlagen en de behoefte aan uitbreiding van de capaciteit voor nieuwe opwekking of transmissie-upgrades vertragen.
4. Verlaging van de uitstoot van broeikasgassen: BESS kan de afhankelijkheid van opwekking op basis van fossiele brandstoffen verminderen, vooral tijdens piekperioden, terwijl het aandeel hernieuwbare energie in de energiemix toeneemt. Dit helpt de uitstoot van broeikasgassen te verminderen en de gevolgen van de klimaatverandering te verzachten.
BESS wordt echter ook geconfronteerd met enkele uitdagingen, zoals:
1. Hoge kosten: Vergeleken met andere energiebronnen is BESS nog steeds relatief duur, vooral in termen van kapitaalkosten, exploitatie- en onderhoudskosten en levenscycluskosten. De kosten van BESS zijn afhankelijk van vele factoren, zoals batterijtype, systeemgrootte, toepassing en marktomstandigheden. Naarmate de technologie volwassener wordt en opschaalt, wordt verwacht dat de kosten van BESS in de toekomst zullen afnemen, maar dit kan nog steeds een belemmering vormen voor wijdverbreide adoptie.
2. Veiligheidskwesties: BESS brengt hoge spanning, grote stroomsterkte en hoge temperaturen met zich mee die potentiële risico's met zich meebrengen, zoals brandgevaar, explosies, elektrische schokken enz. BESS bevat ook gevaarlijke stoffen zoals metalen, zuren en elektrolyten die gevaren voor het milieu en de gezondheid kunnen veroorzaken als het niet op de juiste manier wordt behandeld of weggegooid. Om de veilige werking en het veilige beheer van BESS te garanderen, zijn strikte veiligheidsnormen, voorschriften en procedures vereist.
5. Milieu-impact: BESS kan negatieve gevolgen hebben voor het milieu, waaronder uitputting van hulpbronnen, problemen met landgebruik, problemen met watergebruik, afvalproductie en zorgen over vervuiling. BESS vereist aanzienlijke hoeveelheden grondstoffen zoals lithium, kobalt, nikkel, koper enz., die wereldwijd schaars met ongelijke verdeling. BESS verbruikt ook water en land voor de installatie en exploitatie van mijnbouwproductie. BESS genereert afval en emissies gedurende de hele levenscyclus die de lucht-, water- en bodemkwaliteit kunnen beïnvloeden. Er moet rekening worden gehouden met de gevolgen voor het milieu door het aannemen van duurzame maatregelen om de gevolgen ervan zo veel mogelijk te beperken.
Wat zijn de belangrijkste toepassingen en use cases van BESS?
BESS wordt veel gebruikt in verschillende industrieën en toepassingen, zoals energieopwekking, energieopslagfaciliteiten, transmissie- en distributielijnen in het energiesysteem, evenals elektrische voertuigen en maritieme systemen in de transportsector. Het wordt ook gebruikt in batterij-energieopslagsystemen voor residentiële en commerciële gebouwen. Deze systemen kunnen voldoen aan de opslagbehoeften van overtollige energie en bieden back-upcapaciteit om de overbelasting op transmissie- en distributielijnen te verminderen en tegelijkertijd congestie in het transmissiesysteem te voorkomen. BESS speelt een cruciale rol in micronetwerken, dit zijn gedistribueerde elektriciteitsnetwerken die zijn aangesloten op het hoofdnet of onafhankelijk opereren. Onafhankelijke micronetwerken in afgelegen gebieden kunnen vertrouwen op BESS in combinatie met intermitterende hernieuwbare energiebronnen om een stabiele elektriciteitsopwekking te bereiken en tegelijkertijd de hoge kosten in verband met dieselmotoren en problemen met luchtvervuiling te helpen vermijden. BESS is verkrijgbaar in verschillende maten en configuraties, geschikt voor zowel kleinschalige huishoudelijke apparatuur als grootschalige nutssystemen. Ze kunnen op verschillende locaties worden geïnstalleerd, waaronder woningen, commerciële gebouwen en onderstations. Bovendien kunnen ze dienen als noodstroombron tijdens stroomuitval.
Welke verschillende soorten batterijen worden er in BESS gebruikt?
1. Loodzuuraccu's zijn het meest gebruikte type accu en bestaan uit loodplaten en zwavelzuurelektrolyt. Ze staan hoog aangeschreven vanwege hun lage kosten, volwassen technologie en lange levensduur, voornamelijk toegepast op gebieden zoals startbatterijen, noodstroombronnen en kleinschalige energieopslag.
2. Lithium-ionbatterijen, een van de meest populaire en geavanceerde typen batterijen, bestaan uit positieve en negatieve elektroden gemaakt van lithiummetaal of composietmaterialen, samen met organische oplosmiddelen. Ze hebben voordelen zoals een hoge energiedichtheid, een hoog rendement en een lage impact op het milieu; spelen een cruciale rol in mobiele apparaten, elektrische voertuigen en andere toepassingen voor energieopslag.
3. Flow-batterijen zijn oplaadbare energieopslagapparaten die werken met vloeibare media die zijn opgeslagen in externe tanks. Hun kenmerken omvatten een lage energiedichtheid, maar een hoog rendement en een lange levensduur.
4. Naast de bovengenoemde opties zijn er ook andere typen BESS beschikbaar, zoals natriumzwavelbatterijen, nikkel-cadmiumbatterijen en supercondensatoren; elk met verschillende kenmerken en prestaties die geschikt zijn voor verschillende scenario's.
Posttijd: 22 november 2024