Система накопичення енергії акумулятора (BESS) — це великомасштабна система акумуляторів, заснована на підключенні до мережі, яка використовується для зберігання електроенергії та енергії. Він поєднує в собі кілька батарей, щоб утворити інтегрований накопичувач енергії.
1. Елемент батареї: як частина системи батареї, він перетворює хімічну енергію в електричну.
2. Модуль батареї: складається з кількох послідовно та паралельно з’єднаних елементів батареї, він включає в себе систему керування батареями модуля (MBMS) для моніторингу роботи елементів батареї.
3. Акумуляторний кластер: використовується для розміщення кількох послідовно з’єднаних модулів і блоків захисту акумулятора (BPU), також відомих як контролер кластерного акумулятора. Система керування батареями (BMS) для кластеру батарей відстежує напругу, температуру та стан зарядки батарей, одночасно регулюючи їх цикли зарядки та розрядки.
4. Контейнер для зберігання енергії: може містити декілька паралельно з’єднаних кластерів акумуляторів і може бути оснащений іншими додатковими компонентами для управління або контролю внутрішнього середовища контейнера.
5. Система перетворення електроенергії (PCS): Постійний струм (DC), що генерується батареями, перетворюється на змінний струм (AC) через PCS або двонаправлені інвертори для передачі в електромережу (об’єкти або кінцеві користувачі). За потреби ця система також може отримувати електроенергію від мережі для зарядки акумуляторів.
Який принцип роботи батарейних систем зберігання енергії (BESS)?
Принцип роботи системи накопичення енергії акумулятора (BESS) включає три процеси: заряджання, зберігання та розряджання. Під час процесу зарядки BESS накопичує електричну енергію в акумуляторі через зовнішнє джерело живлення. Реалізація може бути як постійного, так і змінного струму, залежно від конструкції системи та вимог застосування. Коли зовнішнє джерело живлення забезпечує достатню потужність, BESS перетворює надлишкову енергію в хімічну енергію та зберігає її в акумуляторних батареях у внутрішньому відновлюваному вигляді. Під час процесу зберігання, коли зовнішнього джерела недостатньо або немає, BESS зберігає повністю заряджену накопичену енергію та зберігає свою стабільність для майбутнього використання. Під час процесу розрядки, коли необхідно використовувати накопичену енергію, BESS вивільняє відповідну кількість енергії відповідно до вимог для приводу різних пристроїв, двигунів або інших видів навантажень.
Які переваги та труднощі використання BESS?
BESS може надавати різні переваги та послуги системі живлення, наприклад:
1. Покращення інтеграції відновлюваної енергії: BESS може накопичувати надлишок відновлюваної енергії в періоди високої генерації та низького попиту та вивільняти її в періоди низького генерування та високого попиту. Це може зменшити стримування вітру, покращити його коефіцієнт використання та усунути його переривчастість і мінливість.
2. Покращення якості та надійності електроенергії: BESS може забезпечити швидку та гнучку реакцію на коливання напруги та частоти, гармоніки та інші проблеми з якістю електроенергії. Він також може служити резервним джерелом живлення та підтримувати функцію запуску з нуля під час відключень мережі або аварійних ситуацій.
3. Зменшення пікового попиту: BESS може заряджати в непікові години, коли ціни на електроенергію низькі, і розряджати в години пік, коли ціни високі. Це може зменшити піковий попит, знизити витрати на електроенергію та відстрочити потребу в розширенні нових генеруючих потужностей або модернізації передачі.
4. Зменшення викидів парникових газів: BESS може зменшити залежність від генерації на основі викопного палива, особливо в періоди пікового навантаження, одночасно збільшуючи частку відновлюваної енергії в структурі електроенергії. Це допомагає зменшити викиди парникових газів і пом’якшити наслідки зміни клімату.
Однак BESS також стикається з деякими проблемами, такими як:
1. Висока вартість: порівняно з іншими джерелами енергії, BESS все ще є відносно дорогим, особливо з точки зору капітальних витрат, витрат на експлуатацію та обслуговування та витрат протягом життєвого циклу. Вартість BESS залежить від багатьох факторів, таких як тип акумулятора, розмір системи, застосування та ринкові умови. У міру того, як технологія розвивається та розширюється, очікується, що вартість BESS зменшиться в майбутньому, але все ще може бути перешкодою для широкого впровадження.
2. Питання безпеки: BESS включає високу напругу, великий струм і високу температуру, що створює потенційні ризики, такі як пожежа, вибухи, ураження електричним струмом тощо. BESS також містить небезпечні речовини, такі як метали, кислоти та електроліти, які можуть завдати шкоди навколишньому середовищу та здоров’ю. у разі неправильного поводження або утилізації. Для забезпечення безпечної роботи та керування BESS необхідні суворі стандарти безпеки, правила та процедури.
5. Вплив на навколишнє середовище: BESS може мати негативний вплив на навколишнє середовище, включаючи виснаження ресурсів, проблеми із землекористуванням, проблеми з використанням води, утворення відходів і забруднення. BESS вимагає значної кількості сировини, як-от літію, кобальту, нікелю, міді тощо, які є дефіцитний у всьому світі з нерівномірним розподілом. BESS також споживає воду та землю для встановлення та експлуатації гірничодобувної промисловості. BESS створює відходи та викиди протягом усього життєвого циклу, які можуть вплинути на якість повітря, води, ґрунту. Необхідно враховувати вплив на навколишнє середовище, використовуючи стійкі методи, щоб мінімізувати їх вплив, наскільки це можливо.
Які основні програми та випадки використання BESS?
BESS широко використовується в різних галузях промисловості та застосуваннях, таких як виробництво електроенергії, накопичувачі енергії, лінії передачі та розподілу в енергосистемі, а також електромобілі та морські системи в транспортному секторі. Він також використовується в акумуляторних системах зберігання енергії для житлових і комерційних будівель. Ці системи можуть задовольнити потреби в накопиченні надлишкової енергії та забезпечити резервну потужність для зменшення перевантаження на лініях передачі та розподілу, одночасно запобігаючи перевантаженням у системі передачі. BESS відіграє вирішальну роль у мікромережах, які є розподіленими електромережами, підключеними до основної мережі або працюючими незалежно. Незалежні мікромережі, розташовані у віддалених районах, можуть покладатися на BESS у поєднанні з періодичними відновлюваними джерелами енергії для досягнення стабільного виробництва електроенергії, допомагаючи уникнути високих витрат, пов’язаних з дизельними двигунами та проблемами забруднення повітря. BESS поставляється в різних розмірах і конфігураціях, які підходять як для невеликого домашнього обладнання, так і для великих інженерних систем. Їх можна встановлювати в різних місцях, включаючи будинки, комерційні будівлі та підстанції. Крім того, вони можуть служити аварійним резервним джерелом живлення під час відключення електроенергії.
Які типи акумуляторів використовуються в BESS?
1. Свинцево-кислотні акумулятори є найпоширенішим типом акумуляторів, які складаються зі свинцевих пластин і сірчанокислого електроліту. Вони високо цінуються за низьку вартість, розвинену технологію та тривалий термін служби, головним чином застосовувані в таких сферах, як пускові батареї, аварійні джерела живлення та невеликі накопичувачі енергії.
2. Літій-іонні батареї, один із найпопулярніших і передових типів батарей, складаються з позитивних і негативних електродів, виготовлених з металевого літію або композитних матеріалів разом з органічними розчинниками. Вони мають такі переваги, як висока щільність енергії, висока ефективність і низький вплив на навколишнє середовище; відіграє вирішальну роль у мобільних пристроях, електромобілях та інших програмах зберігання енергії.
3. Проточні батареї – це накопичувачі енергії, що перезаряджаються, які працюють за допомогою рідкого середовища, що зберігається у зовнішніх резервуарах. Їх характеристики включають низьку щільність енергії, але високу ефективність і тривалий термін служби.
4. На додаток до цих опцій, згаданих вище, також доступні інші типи BESS, такі як натрієво-сірчані батареї, нікель-кадмієві батареї та суперконденсатори; кожна з них має різні характеристики та продуктивність, придатну для різних сценаріїв.
Час публікації: 22 листопада 2024 р