Аккумуляторная система хранения энергии (BESS) — это крупномасштабная аккумуляторная система, основанная на подключении к сети и используемая для хранения электричества и энергии. Он объединяет несколько батарей в единое устройство хранения энергии.
1. Аккумуляторный элемент. Являясь частью аккумуляторной системы, он преобразует химическую энергию в электрическую.
2. Батарейный модуль: состоит из нескольких последовательно и параллельно соединенных аккумуляторных элементов и включает в себя модульную систему управления батареями (MBMS) для мониторинга работы аккумуляторных элементов.
3. Кластер аккумуляторов: используется для размещения нескольких последовательно соединенных модулей и блоков защиты аккумуляторов (BPU), также известных как контроллер кластера аккумуляторов. Система управления батареями (BMS) для аккумуляторного блока контролирует напряжение, температуру и состояние зарядки батарей, одновременно регулируя их циклы зарядки и разрядки.
4. Контейнер для хранения энергии: может нести несколько параллельно соединенных аккумуляторных блоков и может быть оснащен другими дополнительными компонентами для управления или контроля внутренней среды контейнера.
5. Система преобразования энергии (PCS). Постоянный ток (DC), генерируемый батареями, преобразуется в переменный ток (AC) через PCS или двунаправленные инверторы для передачи в энергосистему (объекты или конечные пользователи). При необходимости эта система также может извлекать электроэнергию из сети для зарядки аккумуляторов.
Каков принцип работы аккумуляторных систем хранения энергии (BESS)?
Принцип работы аккумуляторной системы хранения энергии (BESS) в основном включает в себя три процесса: зарядку, хранение и разрядку. Во время процесса зарядки BESS сохраняет электрическую энергию в аккумуляторе через внешний источник питания. Реализация может быть как постоянного, так и переменного тока, в зависимости от конструкции системы и требований применения. Когда внешний источник питания обеспечивает достаточную мощность, BESS преобразует избыточную энергию в химическую энергию и сохраняет ее в перезаряжаемых батареях в возобновляемой форме внутри компании. В процессе хранения, когда внешнего источника питания недостаточно или он отсутствует, BESS сохраняет полностью заряженную накопленную энергию и сохраняет ее стабильность для будущего использования. В процессе разрядки, когда возникает необходимость использовать накопленную энергию, BESS высвобождает необходимое количество энергии в соответствии с потребностями для управления различными устройствами, двигателями или другими видами нагрузок.
Каковы преимущества и проблемы использования BESS?
BESS может предоставить различные преимущества и услуги энергосистеме, такие как:
1. Расширение интеграции возобновляемых источников энергии: BESS может хранить избыток возобновляемой энергии в периоды высокого уровня выработки и низкого спроса и высвобождать его в периоды низкого уровня выработки и высокого спроса. Это может уменьшить ограничение ветра, улучшить коэффициент его использования и устранить его прерывистость и изменчивость.
2. Улучшение качества и надежности электроэнергии: BESS может обеспечить быстрое и гибкое реагирование на колебания напряжения и частоты, гармоники и другие проблемы с качеством электроэнергии. Он также может служить резервным источником питания и поддерживать функцию автоматического запуска во время перебоев в сети или чрезвычайных ситуаций.
3. Сокращение пикового спроса: BESS может заряжать электроэнергию в непиковые часы, когда цены на электроэнергию низкие, и разряжать ее в часы пик, когда цены высоки. Это может снизить пиковый спрос, снизить затраты на электроэнергию и отсрочить необходимость расширения новых генерирующих мощностей или модернизации системы передачи.
4. Снижение выбросов парниковых газов: BESS может снизить зависимость от генерации на основе ископаемого топлива, особенно в периоды пиковой нагрузки, одновременно увеличивая долю возобновляемых источников энергии в структуре энергетики. Это помогает сократить выбросы парниковых газов и смягчить последствия изменения климата.
Однако BESS также сталкивается с некоторыми проблемами, такими как:
1. Высокая стоимость: по сравнению с другими источниками энергии BESS по-прежнему относительно дорог, особенно с точки зрения капитальных затрат, затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание, а также затрат на жизненный цикл. Стоимость BESS зависит от многих факторов, таких как тип батареи, размер системы, применение и рыночные условия. Ожидается, что по мере развития и расширения технологий стоимость BESS в будущем снизится, но все еще может оставаться препятствием для широкого внедрения.
2. Проблемы безопасности: BESS предполагает высокое напряжение, большой ток и высокую температуру, которые создают потенциальные риски, такие как пожар, взрыв, поражение электрическим током и т. д. BESS также содержит опасные вещества, такие как металлы, кислоты и электролиты, которые могут нанести вред окружающей среде и здоровью. при неправильном обращении или утилизации. Для обеспечения безопасной эксплуатации и управления BESS необходимы строгие стандарты, правила и процедуры безопасности.
5. Воздействие на окружающую среду: BESS может оказывать негативное воздействие на окружающую среду, включая истощение ресурсов, проблемы землепользования, проблемы использования воды, образование отходов и проблемы загрязнения. BESS требует значительного количества сырья, такого как литий, кобальт, никель, медь и т. д., которые во всем мире встречается неравномерно. BESS также потребляет воду и землю для установки и эксплуатации горнодобывающего производства. BESS генерирует отходы и выбросы на протяжении всего своего жизненного цикла, которые могут повлиять на качество воздуха, воды и почвы. Воздействие на окружающую среду необходимо учитывать внедрение устойчивых практик, чтобы максимально минимизировать их последствия.
Каковы основные приложения и варианты использования BESS?
BESS широко используется в различных отраслях и приложениях, таких как производство электроэнергии, средства хранения энергии, линии передачи и распределения в энергосистеме, а также электромобили и морские системы в транспортном секторе. Он также используется в аккумуляторных системах хранения энергии для жилых и коммерческих зданий. Эти системы могут удовлетворить потребности в хранении избыточной энергии и обеспечить резервную мощность для снижения перегрузки линий передачи и распределения, одновременно предотвращая перегрузки в системе передачи. BESS играет решающую роль в микросетях, которые представляют собой распределенные электросети, подключенные к основной сети или работающие независимо. Независимые микросети, расположенные в отдаленных районах, могут полагаться на BESS в сочетании с прерывистыми возобновляемыми источниками энергии для достижения стабильного производства электроэнергии, одновременно помогая избежать высоких затрат, связанных с дизельными двигателями и проблемами загрязнения воздуха. BESS поставляется в различных размерах и конфигурациях, подходящих как для мелкого бытового оборудования, так и для крупных коммунальных систем. Их можно устанавливать в разных местах, включая дома, коммерческие здания и подстанции. Кроме того, они могут служить в качестве аварийного резервного источника питания во время отключений электроэнергии.
Какие типы батарей используются в BESS?
1. Свинцово-кислотные аккумуляторы являются наиболее широко используемым типом аккумуляторов, состоящих из свинцовых пластин и сернокислотного электролита. Они высоко ценятся за свою низкую стоимость, зрелую технологию и длительный срок службы, в основном применяются в таких областях, как стартовые батареи, источники аварийного питания и небольшие накопители энергии.
2. Литий-ионные аккумуляторы, один из самых популярных и современных типов аккумуляторов, состоят из положительных и отрицательных электродов, изготовленных из металлического лития или композитных материалов, а также из органических растворителей. Они имеют такие преимущества, как высокая плотность энергии, высокая эффективность и низкое воздействие на окружающую среду; играют решающую роль в мобильных устройствах, электромобилях и других приложениях для хранения энергии.
3. Проточные аккумуляторы – это перезаряжаемые накопители энергии, работающие с использованием жидких сред, хранящихся во внешних резервуарах. Их характеристики включают низкую плотность энергии, но высокую эффективность и длительный срок службы.
4. В дополнение к этим вариантам, упомянутым выше, на выбор доступны также другие типы BESS, такие как натриево-серные батареи, никель-кадмиевые батареи и суперконденсаторы; каждый из них обладает разными характеристиками и характеристиками, подходящими для различных сценариев.
Время публикации: 22 ноября 2024 г.