คุณรู้จักเบสมากแค่ไหน?

ระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (BESS) เป็นระบบแบตเตอรี่ขนาดใหญ่ที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้า ซึ่งใช้สำหรับกักเก็บไฟฟ้าและพลังงาน โดยจะรวมแบตเตอรี่หลายก้อนเข้าด้วยกันเพื่อสร้างอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานแบบครบวงจร

1. เซลล์แบตเตอรี่: เป็นส่วนหนึ่งของระบบแบตเตอรี่ โดยจะแปลงพลังงานเคมีให้เป็นพลังงานไฟฟ้า

2. โมดูลแบตเตอรี่: ประกอบด้วยเซลล์แบตเตอรี่หลายซีรีย์และเซลล์แบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อแบบขนาน โดยมีระบบการจัดการแบตเตอรี่โมดูล (MBMS) เพื่อตรวจสอบการทำงานของเซลล์แบตเตอรี่

3. คลัสเตอร์แบตเตอรี่: ใช้เพื่อรองรับโมดูลที่เชื่อมต่อหลายชุดและหน่วยป้องกันแบตเตอรี่ (BPU) หรือที่เรียกว่าตัวควบคุมคลัสเตอร์แบตเตอรี่ ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS) สำหรับคลัสเตอร์แบตเตอรี่จะตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า อุณหภูมิ และสถานะการชาร์จของแบตเตอรี่ พร้อมทั้งควบคุมรอบการชาร์จและการคายประจุ

4. คอนเทนเนอร์เก็บพลังงาน: สามารถบรรทุกกลุ่มแบตเตอรี่ที่เชื่อมต่อแบบขนานได้หลายกลุ่ม และอาจติดตั้งส่วนประกอบเพิ่มเติมอื่น ๆ สำหรับการจัดการหรือควบคุมสภาพแวดล้อมภายในของคอนเทนเนอร์

5. ระบบแปลงกำลัง (PCS): กระแสตรง (DC) ที่สร้างโดยแบตเตอรี่จะถูกแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ผ่านทาง PCS หรืออินเวอร์เตอร์แบบสองทิศทางเพื่อส่งไปยังโครงข่ายไฟฟ้า (สิ่งอำนวยความสะดวกหรือผู้ใช้ปลายทาง) เมื่อจำเป็น ระบบนี้สามารถดึงพลังงานจากโครงข่ายเพื่อชาร์จแบตเตอรี่ได้

หลักการทำงานของระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (BESS) คืออะไร?

หลักการทำงานของระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (BESS) ประกอบด้วยกระบวนการ 3 ประการหลัก ได้แก่ การชาร์จ การจัดเก็บ และการคายประจุ ในระหว่างกระบวนการชาร์จ BESS จะเก็บพลังงานไฟฟ้าไว้ในแบตเตอรี่ผ่านแหล่งพลังงานภายนอก การใช้งานอาจเป็นได้ทั้งไฟฟ้ากระแสตรงหรือไฟฟ้ากระแสสลับ ขึ้นอยู่กับการออกแบบระบบและข้อกำหนดการใช้งาน เมื่อมีพลังงานเพียงพอจากแหล่งพลังงานภายนอก BESS จะแปลงพลังงานส่วนเกินให้เป็นพลังงานเคมีและเก็บไว้ในแบตเตอรี่แบบชาร์จใหม่ได้ในรูปแบบพลังงานหมุนเวียนภายใน ในระหว่างกระบวนการจัดเก็บ เมื่อมีพลังงานภายนอกไม่เพียงพอหรือไม่มีเหลือ BESS จะรักษาพลังงานที่เก็บไว้ที่เก็บไว้จนเต็มและรักษาความเสถียรสำหรับการใช้งานในอนาคต ในระหว่างกระบวนการคายประจุ เมื่อมีความจำเป็นต้องใช้พลังงานที่สะสมไว้ BESS จะปล่อยพลังงานในปริมาณที่เหมาะสมตามความต้องการในการขับเคลื่อนอุปกรณ์ เครื่องยนต์ หรือโหลดรูปแบบอื่น ๆ

ประโยชน์และความท้าทายของการใช้ BESS คืออะไร?

BESS สามารถให้สิทธิประโยชน์และบริการต่างๆ แก่ระบบไฟฟ้า เช่น

1. การเพิ่มประสิทธิภาพการบูรณาการพลังงานหมุนเวียน: BESS สามารถกักเก็บพลังงานหมุนเวียนส่วนเกินในช่วงที่มีการผลิตสูงและความต้องการต่ำ และปล่อยพลังงานในช่วงที่มีการผลิตต่ำและมีความต้องการสูง สิ่งนี้สามารถลดการลดขนาดลม ปรับปรุงอัตราการใช้ประโยชน์ และกำจัดความไม่ต่อเนื่องและความแปรปรวน

2. การปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้าและความน่าเชื่อถือ: BESS สามารถตอบสนองต่อความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าและความถี่ ฮาร์โมนิค และปัญหาคุณภาพไฟฟ้าอื่นๆ ได้อย่างรวดเร็วและยืดหยุ่น นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานสำรองและรองรับฟังก์ชันสตาร์ทสีดำในระหว่างที่โครงข่ายไฟฟ้าดับหรือเหตุฉุกเฉิน

3. การลดความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุด: BESS สามารถชาร์จในช่วงเวลาที่มีการใช้งานน้อยเมื่อราคาไฟฟ้าต่ำ และคายประจุในช่วงเวลาเร่งด่วนเมื่อราคาสูง สิ่งนี้สามารถลดความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุด ลดต้นทุนค่าไฟฟ้า และชะลอความจำเป็นในการขยายกำลังการผลิตหรืออัพเกรดระบบส่งกำลังรุ่นใหม่

4. การลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก: BESS สามารถลดการพึ่งพาการผลิตเชื้อเพลิงฟอสซิลได้ โดยเฉพาะในช่วงที่มีการใช้งานสูงสุด ในขณะเดียวกันก็เพิ่มส่วนแบ่งของพลังงานทดแทนในพลังงานผสม ซึ่งจะช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและลดผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

อย่างไรก็ตาม BESS ยังเผชิญกับความท้าทายบางประการ เช่น:

1. ต้นทุนสูง: เมื่อเปรียบเทียบกับแหล่งพลังงานอื่นๆ BESS ยังมีราคาค่อนข้างแพง โดยเฉพาะในแง่ของต้นทุนด้านทุน ต้นทุนการดำเนินงานและบำรุงรักษา และต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน ต้นทุนของ BESS ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย เช่น ประเภทของแบตเตอรี่ ขนาดระบบ การใช้งาน และสภาวะตลาด เมื่อเทคโนโลยีเติบโตและขยายขนาดมากขึ้น คาดว่าต้นทุนของ BESS จะลดลงในอนาคต แต่อาจยังคงเป็นอุปสรรคต่อการนำไปใช้ในวงกว้าง

2. ปัญหาด้านความปลอดภัย: BESS เกี่ยวข้องกับไฟฟ้าแรงสูง กระแสไฟฟ้าแรงสูง และอุณหภูมิสูง ซึ่งก่อให้เกิดความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้น เช่น อันตรายจากไฟไหม้ การระเบิด ไฟฟ้าช็อต เป็นต้น BESS ยังมีสารอันตราย เช่น โลหะ กรด และอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งอาจก่อให้เกิดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพ หากไม่ได้รับการจัดการหรือกำจัดอย่างเหมาะสม มาตรฐาน กฎระเบียบ และขั้นตอนด้านความปลอดภัยที่เข้มงวดเป็นสิ่งจำเป็นเพื่อให้มั่นใจถึงการดำเนินงานและการจัดการที่ปลอดภัยของ BESS

5. ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม: BESS อาจมีผลกระทบด้านลบต่อสิ่งแวดล้อม รวมถึงการสูญเสียทรัพยากร ปัญหาการใช้ที่ดิน ปัญหาการใช้น้ำ การสร้างของเสีย และความกังวลเรื่องมลพิษ BESS ต้องการวัตถุดิบจำนวนมาก เช่น ลิเธียม โคบอลต์ นิกเกิล ทองแดง ฯลฯ ซึ่งได้แก่ ขาดแคลนทั่วโลกและมีการกระจายที่ไม่สม่ำเสมอ BESS ยังใช้น้ำและที่ดินเพื่อการติดตั้งและดำเนินการผลิตเหมืองแร่ BESS ก่อให้เกิดของเสียและการปล่อยก๊าซเรือนกระจกตลอดวงจรชีวิตซึ่งอาจส่งผลต่อคุณภาพอากาศ น้ำ ดิน ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต้องได้รับการพิจารณาโดย นำแนวทางปฏิบัติที่ยั่งยืนมาใช้เพื่อลดผลกระทบให้มากที่สุด

แอปพลิเคชันหลักและกรณีการใช้งานของ BESS คืออะไร

BESS ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมและการใช้งานต่างๆ เช่น การผลิตไฟฟ้า สิ่งอำนวยความสะดวกการจัดเก็บพลังงาน สายส่งและจำหน่ายในระบบไฟฟ้า รวมถึงรถยนต์ไฟฟ้าและระบบทางทะเลในภาคการขนส่ง นอกจากนี้ยังใช้ในระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่สำหรับอาคารที่พักอาศัยและอาคารพาณิชย์ ระบบเหล่านี้สามารถตอบสนองความต้องการในการกักเก็บพลังงานส่วนเกินและให้ความจุสำรองเพื่อบรรเทาภาระที่มากเกินไปในสายส่งและสายจ่าย ในขณะเดียวกันก็ป้องกันความแออัดในระบบส่งกำลัง BESS มีบทบาทสำคัญในไมโครกริด ซึ่งเป็นเครือข่ายพลังงานแบบกระจายที่เชื่อมต่อกับกริดหลักหรือทำงานอย่างเป็นอิสระ กริดขนาดเล็กอิสระที่ตั้งอยู่ในพื้นที่ห่างไกลสามารถพึ่งพา BESS ร่วมกับแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ไม่ต่อเนื่องเพื่อให้เกิดการผลิตไฟฟ้าที่เสถียร ในขณะเดียวกันก็ช่วยหลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายสูงที่เกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์ดีเซลและปัญหามลพิษทางอากาศ BESS มีหลายขนาดและหลายรูปแบบ เหมาะสำหรับอุปกรณ์ในครัวเรือนขนาดเล็กและระบบสาธารณูปโภคขนาดใหญ่ สามารถติดตั้งได้ในสถานที่ต่างๆ รวมถึงบ้าน อาคารพาณิชย์ และสถานีไฟฟ้าย่อย นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานสำรองฉุกเฉินในระหว่างไฟดับได้อีกด้วย

แบตเตอรี่ประเภทต่างๆ ที่ใช้ใน BESS มีอะไรบ้าง

1. แบตเตอรี่ตะกั่วกรดเป็นแบตเตอรี่ประเภทที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ประกอบด้วยแผ่นตะกั่วและอิเล็กโทรไลต์กรดซัลฟูริก ได้รับการยกย่องอย่างสูงในด้านต้นทุนที่ต่ำ เทคโนโลยีที่สมบูรณ์ และอายุการใช้งานที่ยาวนาน โดยส่วนใหญ่นำไปใช้ในด้านต่างๆ เช่น แบตเตอรี่สตาร์ท แหล่งพลังงานฉุกเฉิน และการจัดเก็บพลังงานขนาดเล็ก

2. แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ซึ่งเป็นแบตเตอรี่ประเภทหนึ่งที่ได้รับความนิยมและทันสมัยที่สุด ประกอบด้วยอิเล็กโทรดขั้วบวกและขั้วลบที่ทำจากโลหะลิเธียมหรือวัสดุคอมโพสิต พร้อมด้วยตัวทำละลายอินทรีย์ มีข้อได้เปรียบ เช่น ความหนาแน่นของพลังงานสูง ประสิทธิภาพสูง และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมต่ำ มีบทบาทสำคัญในอุปกรณ์เคลื่อนที่ ยานพาหนะไฟฟ้า และแอปพลิเคชันกักเก็บพลังงานอื่นๆ

3. แบตเตอรี่ Flow เป็นอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานแบบชาร์จได้ซึ่งทำงานโดยใช้สื่อของเหลวที่เก็บไว้ในถังภายนอก ลักษณะเฉพาะ ได้แก่ ความหนาแน่นของพลังงานต่ำ แต่มีประสิทธิภาพสูงและมีอายุการใช้งานยาวนาน

4. นอกเหนือจากตัวเลือกเหล่านี้ที่กล่าวมาข้างต้น ยังมี BESS ประเภทอื่นให้เลือกเช่นแบตเตอรี่โซเดียมซัลเฟอร์ แบตเตอรี่นิกเกิลแคดเมียม และตัวเก็บประจุซุปเปอร์ แต่ละอันมีคุณสมบัติและประสิทธิภาพที่แตกต่างกันเหมาะสมกับสถานการณ์ต่างๆ