O Battery Energy Storage System (BESS) é um sistema de bateria em grande escala baseado na conexão à rede, usado para armazenar eletricidade e energia. Ele combina várias baterias para formar um dispositivo integrado de armazenamento de energia.
1. Célula de bateria: Como parte do sistema de bateria, ela converte energia química em energia elétrica.
2. Módulo de Bateria: Composto por múltiplas células de bateria conectadas em série e em paralelo, inclui o Sistema de Gerenciamento de Bateria de Módulo (MBMS) para monitorar a operação das células de bateria.
3. Cluster de bateria: usado para acomodar vários módulos conectados em série e unidades de proteção de bateria (BPU), também conhecidas como controlador de cluster de bateria. O Sistema de gerenciamento de bateria (BMS) do conjunto de baterias monitora a tensão, a temperatura e o status de carga das baterias enquanto regula seus ciclos de carga e descarga.
4. Recipiente de armazenamento de energia: Pode transportar vários conjuntos de baterias conectados em paralelo e pode ser equipado com outros componentes adicionais para gerenciar ou controlar o ambiente interno do contêiner.
5. Sistema de Conversão de Energia (PCS): A corrente contínua (DC) gerada pelas baterias é convertida em corrente alternada (AC) através de PCS ou inversores bidirecionais para transmissão à rede elétrica (instalações ou usuários finais). Quando necessário, este sistema também pode extrair energia da rede para carregar as baterias.
Qual é o princípio de funcionamento dos Sistemas de Armazenamento de Energia em Bateria (BESS)?
O princípio de funcionamento do Battery Energy Storage System (BESS) inclui principalmente três processos: carga, armazenamento e descarga. Durante o processo de carregamento, o BESS armazena energia elétrica na bateria através de uma fonte de alimentação externa. A implementação pode ser em corrente contínua ou alternada, dependendo do projeto do sistema e dos requisitos da aplicação. Quando há energia suficiente fornecida pela fonte de energia externa, o BESS converte o excesso de energia em energia química e armazena-a internamente em baterias recarregáveis de forma renovável. Durante o processo de armazenamento, quando não há fornecimento externo suficiente ou nenhum disponível, o BESS retém a energia armazenada totalmente carregada e mantém a sua estabilidade para uso futuro. Durante o processo de descarga, quando há necessidade de utilizar a energia armazenada, o BESS libera uma quantidade adequada de energia de acordo com a demanda para acionamento de diversos dispositivos, motores ou outras formas de cargas.
Quais são os benefícios e desafios de usar o BESS?
O BESS pode proporcionar diversos benefícios e serviços ao sistema elétrico, tais como:
1. Reforçar a integração das energias renováveis: O BESS pode armazenar o excesso de energia renovável durante períodos de elevada produção e baixa procura, e libertá-la durante períodos de baixa produção e elevada procura. Isto pode reduzir a redução do vento, melhorar a sua taxa de utilização e eliminar a sua intermitência e variabilidade.
2. Melhorar a qualidade e confiabilidade da energia: O BESS pode fornecer respostas rápidas e flexíveis a flutuações de tensão e frequência, harmônicos e outros problemas de qualidade de energia. Ele também pode servir como fonte de energia de backup e suportar a função black start durante interrupções na rede ou emergências.
3. Redução da procura de pico: O BESS pode cobrar fora das horas de ponta, quando os preços da electricidade são baixos, e descarregar durante as horas de ponta, quando os preços são altos. Isto pode reduzir a procura nos picos, baixar os custos de electricidade e atrasar a necessidade de expansão da nova capacidade de produção ou de actualizações de transmissão.
4. Redução das emissões de gases com efeito de estufa: o BESS pode diminuir a dependência da produção baseada em combustíveis fósseis, especialmente durante os períodos de pico, ao mesmo tempo que aumenta a quota de energias renováveis no cabaz energético. Isto ajuda a reduzir as emissões de gases com efeito de estufa e a mitigar os impactos das alterações climáticas.
No entanto, o BESS também enfrenta alguns desafios, tais como:
1. Custo elevado: Comparado com outras fontes de energia, o BESS ainda é relativamente caro, especialmente em termos de custos de capital, custos de operação e manutenção e custos de ciclo de vida. O custo do BESS depende de muitos fatores, como tipo de bateria, tamanho do sistema, aplicação e condições de mercado. À medida que a tecnologia amadurece e aumenta, espera-se que o custo do BESS diminua no futuro, mas ainda pode ser uma barreira à adoção generalizada.
2. Questões de segurança: O BESS envolve alta tensão, grande corrente e alta temperatura que apresentam riscos potenciais, como riscos de incêndio, explosões, choques elétricos, etc. O BESS também contém substâncias perigosas, como metais, ácidos e eletrólitos, que podem causar riscos ambientais e à saúde. se não for manuseado ou descartado adequadamente. Padrões, regulamentos e procedimentos de segurança rigorosos são necessários para garantir a operação e o gerenciamento seguros do BESS.
5. Impacto ambiental: O BESS pode ter impactos negativos no meio ambiente, incluindo esgotamento de recursos, problemas de uso da terra, problemas de uso de água, geração de resíduos e preocupações com poluição. O BESS requer quantidades significativas de matérias-primas como lítio, cobalto, níquel, cobre, etc., que são escasso globalmente com distribuição desigual. O BESS também consome água e terra para instalação e operação de fabricação de mineração. O BESS gera resíduos e emissões ao longo de seu ciclo de vida que podem afetar a qualidade do ar, água e solo. minimizar ao máximo seus efeitos.
Quais são as principais aplicações e casos de uso do BESS?
O BESS é amplamente utilizado em diversas indústrias e aplicações, como geração de energia, instalações de armazenamento de energia, linhas de transmissão e distribuição no sistema de energia, bem como veículos elétricos e sistemas marítimos no setor de transporte. Também é utilizado em sistemas de armazenamento de energia de baterias para edifícios residenciais e comerciais. Estes sistemas podem satisfazer as necessidades de armazenamento de energia excedentária e fornecer capacidade de reserva para aliviar a sobrecarga nas linhas de transmissão e distribuição, evitando ao mesmo tempo o congestionamento no sistema de transmissão. O BESS desempenha um papel crucial nas microrredes, que são redes de energia distribuída ligadas à rede principal ou que operam de forma independente. Micro-redes independentes localizadas em áreas remotas podem contar com o BESS combinado com fontes de energia renováveis intermitentes para alcançar uma produção estável de electricidade, ajudando ao mesmo tempo a evitar custos elevados associados a motores diesel e problemas de poluição atmosférica. O BESS vem em vários tamanhos e configurações, adequado tanto para equipamentos domésticos de pequena escala quanto para sistemas utilitários de grande escala. Eles podem ser instalados em diferentes locais, incluindo residências, edifícios comerciais e subestações. Além disso, eles podem servir como fontes de energia de emergência durante apagões.
Quais são os diferentes tipos de baterias usadas no BESS?
1. As baterias de chumbo-ácido são o tipo de bateria mais utilizado, consistindo em placas de chumbo e eletrólito de ácido sulfúrico. Eles são altamente considerados por seu baixo custo, tecnologia madura e longa vida útil, aplicados principalmente em áreas como baterias de partida, fontes de energia de emergência e armazenamento de energia em pequena escala.
2. As baterias de íon-lítio, um dos tipos mais populares e avançados de baterias, consistem em eletrodos positivos e negativos feitos de metal de lítio ou materiais compósitos junto com solventes orgânicos. Apresentam vantagens como alta densidade energética, alta eficiência e baixo impacto ambiental; desempenhando um papel crucial em dispositivos móveis, veículos elétricos e outras aplicações de armazenamento de energia.
3. As baterias de fluxo são dispositivos recarregáveis de armazenamento de energia que operam utilizando meios líquidos armazenados em tanques externos. Suas características incluem baixa densidade energética, mas alta eficiência e longa vida útil.
4. Além dessas opções mencionadas acima, também existem outros tipos de BESS disponíveis para seleção, como baterias de sódio-enxofre, baterias de níquel-cádmio e supercapacitores; cada um possuindo diferentes características e desempenho adequado para vários cenários.
Horário da postagem: 22 de novembro de 2024