Battery Energy Storage System (BESS) je obsežen baterijski sistem, ki temelji na omrežni povezavi in se uporablja za shranjevanje električne energije in energije. Združuje več baterij skupaj v integrirano napravo za shranjevanje energije.
1. Baterijska celica: kot del baterijskega sistema pretvarja kemično energijo v električno energijo.
2. Baterijski modul: sestavljen je iz več zaporedno in vzporedno povezanih baterijskih celic, vključuje modulski sistem za upravljanje baterij (MBMS) za nadzor delovanja baterijskih celic.
3. Baterijski grozd: uporablja se za namestitev več zaporedno povezanih modulov in baterijskih zaščitnih enot (BPU), znanih tudi kot krmilnik akumulatorskega grozda. Sistem za upravljanje baterij (BMS) za skupino baterij spremlja napetost, temperaturo in status polnjenja baterij, medtem ko uravnava njihove cikle polnjenja in praznjenja.
4. Posoda za shranjevanje energije: lahko nosi več vzporedno povezanih baterijskih grozdov in je lahko opremljena z drugimi dodatnimi komponentami za upravljanje ali nadzor notranjega okolja posode.
5. Sistem za pretvorbo električne energije (PCS): enosmerni tok (DC), ki ga ustvarijo baterije, se pretvori v izmenični tok (AC) prek PCS ali dvosmernih pretvornikov za prenos v električno omrežje (objekti ali končni uporabniki). Po potrebi lahko ta sistem tudi črpa energijo iz omrežja za polnjenje baterij.
Kakšno je načelo delovanja baterijskih sistemov za shranjevanje energije (BESS)?
Načelo delovanja sistema za shranjevanje energije v baterijah (BESS) vključuje predvsem tri procese: polnjenje, shranjevanje in praznjenje. Med postopkom polnjenja BESS shranjuje električno energijo v baterijo prek zunanjega vira napajanja. Izvedba je lahko enosmerni ali izmenični, odvisno od zasnove sistema in aplikacijskih zahtev. Ko je dovolj energije, ki jo zagotavlja zunanji vir energije, BESS pretvori odvečno energijo v kemično energijo in jo interno shrani v obnovljivih baterijah. Med postopkom shranjevanja, ko ni na voljo dovolj zunanjega napajanja ali ga ni, BESS zadrži popolnoma napolnjeno shranjeno energijo in ohrani svojo stabilnost za prihodnjo uporabo. Med procesom praznjenja, ko je treba uporabiti shranjeno energijo, BESS sprosti ustrezno količino energije glede na povpraševanje za pogon različnih naprav, motorjev ali drugih oblik bremen.
Kakšne so prednosti in izzivi uporabe BESS?
BESS lahko elektroenergetskemu sistemu zagotovi različne ugodnosti in storitve, kot so:
1. Izboljšanje integracije obnovljive energije: BESS lahko shrani odvečno obnovljivo energijo v obdobjih visoke proizvodnje in nizkega povpraševanja ter jo sprosti v obdobjih nizke proizvodnje in velikega povpraševanja. To lahko zmanjša omejevanje vetra, izboljša njegovo stopnjo izkoriščenosti ter odpravi njegovo prekinitev in spremenljivost.
2. Izboljšanje kakovosti in zanesljivosti električne energije: BESS lahko zagotovi hiter in prilagodljiv odziv na napetostna in frekvenčna nihanja, harmonike in druge težave s kakovostjo električne energije. Lahko služi tudi kot rezervni vir energije in podpira funkcijo črnega zagona med izpadi omrežja ali izrednimi dogodki.
3. Zmanjšanje največjega povpraševanja: BESS lahko polni v urah izven obremenitve, ko so cene električne energije nizke, in prazni v urah, ko so cene visoke. To lahko zmanjša največje povpraševanje, nižje stroške električne energije in odloži potrebo po razširitvi nove proizvodne zmogljivosti ali nadgradnji prenosa.
4. Zmanjšanje emisij toplogrednih plinov: BESS lahko zmanjša odvisnost od proizvodnje na osnovi fosilnih goriv, zlasti v obdobjih konic, hkrati pa poveča delež obnovljive energije v mešanici električne energije. To pomaga zmanjšati emisije toplogrednih plinov in ublažiti vplive podnebnih sprememb.
Vendar se BESS sooča tudi z nekaterimi izzivi, kot so:
1. Visoki stroški: V primerjavi z drugimi viri energije je BESS še vedno relativno drag, zlasti v smislu stroškov kapitala, stroškov delovanja in vzdrževanja ter stroškov življenjskega cikla. Stroški BESS so odvisni od številnih dejavnikov, kot so vrsta baterije, velikost sistema, aplikacija in tržni pogoji. Ko tehnologija zori in se povečuje, se pričakuje, da se bodo stroški BESS v prihodnosti zmanjšali, vendar lahko še vedno predstavljajo oviro za široko uporabo.
2. Varnostna vprašanja: BESS vključuje visoko napetost, velik tok in visoko temperaturo, ki predstavljajo možna tveganja, kot so nevarnost požara, eksplozije, električni udari itd. BESS vsebuje tudi nevarne snovi, kot so kovine, kisline in elektroliti, ki lahko povzročijo nevarnosti za okolje in zdravje če z njimi ne ravnate ali jih ne odstranite pravilno. Za zagotavljanje varnega delovanja in upravljanja BESS so potrebni strogi varnostni standardi, predpisi in postopki.
5. Vpliv na okolje: BESS ima lahko negativne vplive na okolje, vključno z izčrpavanjem virov, težavami pri rabi zemlje, težavami pri rabi vode, nastajanjem odpadkov in zaskrbljenostjo zaradi onesnaževanja. BESS potrebuje znatne količine surovin, kot so litij, kobalt, nikelj, baker itd. po vsem svetu redka z neenakomerno porazdelitvijo. BESS porablja tudi vodo in zemljo za namestitev in delovanje rudarske proizvodnje. BESS ustvarja odpadke in emisije v celotnem življenjskem ciklu, ki bi lahko vplivale na kakovost zraka, vode in tal. Okoljske vplive je treba upoštevati s sprejetjem trajnostnih praks, da se njihovi učinki čim bolj zmanjšajo.
Katere so glavne aplikacije in primeri uporabe BESS?
BESS se pogosto uporablja v različnih panogah in aplikacijah, kot so proizvodnja električne energije, skladišča energije, prenosni in distribucijski vodi v elektroenergetskem sistemu, kot tudi sistemi za električna vozila in ladje v transportnem sektorju. Uporablja se tudi v baterijskih sistemih za shranjevanje energije za stanovanjske in poslovne zgradbe. Ti sistemi lahko zadovoljijo potrebe po shranjevanju presežne energije in zagotovijo rezervno zmogljivost za zmanjšanje preobremenitve prenosnih in distribucijskih vodov, hkrati pa preprečujejo zastoje v prenosnem sistemu. BESS igra ključno vlogo v mikro omrežjih, ki so porazdeljena električna omrežja, povezana z glavnim omrežjem ali delujejo neodvisno. Neodvisna mikro omrežja, ki se nahajajo na oddaljenih območjih, se lahko zanesejo na BESS v kombinaciji z občasnimi obnovljivimi viri energije, da dosežejo stabilno proizvodnjo električne energije, hkrati pa pomagajo pri preprečevanju visokih stroškov, povezanih z dizelskimi motorji in težavami z onesnaževanjem zraka. BESS je na voljo v različnih velikostih in konfiguracijah, primernih tako za manjšo gospodinjsko opremo kot za velike komunalne sisteme. Namestijo se lahko na različnih lokacijah, vključno z domovi, poslovnimi zgradbami in transformatorskimi postajami. Poleg tega lahko služijo kot zasilni rezervni viri napajanja med izpadi elektrike.
Katere različne vrste baterij se uporabljajo v BESS?
1. Svinčeno-kislinske baterije so najpogosteje uporabljena vrsta baterij, sestavljena iz svinčenih plošč in elektrolita žveplove kisline. Zelo so cenjeni zaradi nizkih stroškov, zrele tehnologije in dolge življenjske dobe, ki se uporabljajo predvsem na področjih, kot so zagonske baterije, zasilni viri energije in shranjevanje energije v majhnem obsegu.
2. Litij-ionske baterije, ena najbolj priljubljenih in naprednih vrst baterij, so sestavljene iz pozitivnih in negativnih elektrod iz kovinskega litija ali kompozitnih materialov skupaj z organskimi topili. Imajo prednosti, kot so visoka gostota energije, visoka učinkovitost in majhen vpliv na okolje; igrajo ključno vlogo pri mobilnih napravah, električnih vozilih in drugih aplikacijah za shranjevanje energije.
3. Pretočne baterije so naprave za shranjevanje energije za ponovno polnjenje, ki delujejo s pomočjo tekočih medijev, shranjenih v zunanjih rezervoarjih. Njihove značilnosti vključujejo nizko energijsko gostoto, vendar visoko učinkovitost in dolgo življenjsko dobo.
4. Poleg teh možnosti, omenjenih zgoraj, so na voljo tudi druge vrste BESS, kot so natrijeve žveplove baterije, nikelj-kadmijeve baterije in super kondenzatorji; vsaka ima drugačne lastnosti in zmogljivost, ki je primerna za različne scenarije.
Čas objave: 22. nov. 2024