Hệ thống lưu trữ năng lượng pin (BESS) là hệ thống pin quy mô lớn dựa trên kết nối lưới, được sử dụng để lưu trữ điện và năng lượng. Nó kết hợp nhiều pin lại với nhau để tạo thành một thiết bị lưu trữ năng lượng tích hợp.
1. Pin: Là một bộ phận của hệ thống pin, nó chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng điện.
2. Mô-đun pin: Bao gồm nhiều ô pin được kết nối song song và nối tiếp, nó bao gồm Hệ thống quản lý pin mô-đun (MBMS) để giám sát hoạt động của các ô pin.
3. Cụm pin: Được sử dụng để chứa nhiều mô-đun được kết nối nối tiếp và Bộ bảo vệ pin (BPU), còn được gọi là bộ điều khiển cụm pin. Hệ thống quản lý pin (BMS) cho cụm pin sẽ giám sát điện áp, nhiệt độ và trạng thái sạc của pin trong khi điều chỉnh chu kỳ sạc và xả của chúng.
4. Container lưu trữ năng lượng: Có thể mang nhiều cụm pin kết nối song song và có thể được trang bị thêm các linh kiện khác để quản lý hoặc kiểm soát môi trường bên trong container.
5. Hệ thống chuyển đổi nguồn (PCS): Dòng điện một chiều (DC) do pin tạo ra được chuyển đổi thành dòng điện xoay chiều (AC) thông qua PCS hoặc bộ biến tần hai chiều để truyền tới lưới điện (cơ sở hoặc người dùng cuối). Khi cần thiết, hệ thống này còn có thể lấy điện từ lưới điện để sạc pin.
Nguyên lý làm việc của Hệ thống lưu trữ năng lượng pin (BESS) là gì?
Nguyên lý làm việc của Hệ thống lưu trữ năng lượng pin (BESS) chủ yếu bao gồm ba quy trình: sạc, lưu trữ và xả. Trong quá trình sạc, BESS lưu trữ năng lượng điện trong pin thông qua nguồn điện bên ngoài. Việc triển khai có thể là dòng điện một chiều hoặc dòng điện xoay chiều, tùy thuộc vào thiết kế hệ thống và yêu cầu ứng dụng. Khi có đủ năng lượng được cung cấp bởi nguồn điện bên ngoài, BESS sẽ chuyển đổi năng lượng dư thừa thành năng lượng hóa học và lưu trữ nó trong pin sạc ở dạng tái tạo bên trong. Trong quá trình lưu trữ, khi không có đủ hoặc không có nguồn cung cấp bên ngoài, BESS sẽ giữ lại năng lượng dự trữ đã được sạc đầy và duy trì sự ổn định để sử dụng trong tương lai. Trong quá trình xả, khi có nhu cầu sử dụng năng lượng dự trữ, BESS sẽ giải phóng một lượng năng lượng thích hợp tùy theo nhu cầu dẫn động các thiết bị, động cơ hoặc các dạng tải khác nhau.
Những lợi ích và thách thức của việc sử dụng BESS là gì?
BESS có thể cung cấp nhiều lợi ích và dịch vụ khác nhau cho hệ thống điện, như:
1. Tăng cường tích hợp năng lượng tái tạo: BESS có thể lưu trữ năng lượng tái tạo dư thừa trong thời kỳ sản xuất cao và nhu cầu thấp, đồng thời giải phóng nó trong thời kỳ sản xuất thấp và nhu cầu cao. Điều này có thể làm giảm việc cắt gió, cải thiện tỷ lệ sử dụng và loại bỏ tính không liên tục và tính biến đổi của nó.
2. Cải thiện chất lượng và độ tin cậy của điện năng: BESS có thể cung cấp phản hồi nhanh chóng và linh hoạt đối với các biến động về điện áp và tần số, sóng hài và các vấn đề về chất lượng điện năng khác. Nó cũng có thể phục vụ như một nguồn điện dự phòng và hỗ trợ chức năng khởi động đen trong thời gian mất điện hoặc trường hợp khẩn cấp.
3. Giảm nhu cầu cao điểm: BESS có thể sạc vào giờ thấp điểm khi giá điện thấp và xả vào giờ cao điểm khi giá điện cao. Điều này có thể làm giảm nhu cầu cao điểm, giảm chi phí điện và trì hoãn nhu cầu mở rộng công suất thế hệ mới hoặc nâng cấp hệ thống truyền tải.
4. Giảm phát thải khí nhà kính: BESS có thể giảm sự phụ thuộc vào việc sản xuất dựa trên nhiên liệu hóa thạch, đặc biệt là trong thời kỳ cao điểm, đồng thời tăng tỷ trọng năng lượng tái tạo trong cơ cấu năng lượng. Điều này giúp giảm phát thải khí nhà kính và giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu.
Tuy nhiên, BESS cũng phải đối mặt với một số thách thức như:
1. Chi phí cao: So với các nguồn năng lượng khác, BESS vẫn tương đối đắt, đặc biệt là về chi phí vốn, chi phí vận hành và bảo trì cũng như chi phí vòng đời. Giá của BESS phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại pin, kích thước hệ thống, ứng dụng và điều kiện thị trường. Khi công nghệ phát triển và mở rộng quy mô, chi phí của BESS dự kiến sẽ giảm trong tương lai nhưng vẫn có thể là rào cản cho việc áp dụng rộng rãi.
2. Vấn đề an toàn: BESS liên quan đến điện áp cao, dòng điện lớn và nhiệt độ cao tiềm ẩn các rủi ro như cháy, nổ, điện giật, v.v. BESS cũng chứa các chất độc hại như kim loại, axit và chất điện phân có thể gây nguy hiểm cho môi trường và sức khỏe nếu không được xử lý hoặc xử lý đúng cách. Cần có các tiêu chuẩn, quy định và quy trình an toàn nghiêm ngặt để đảm bảo vận hành và quản lý BESS an toàn.
5. Tác động môi trường: BESS có thể có tác động tiêu cực đến môi trường bao gồm cạn kiệt tài nguyên, vấn đề sử dụng đất, vấn đề sử dụng nước, phát sinh chất thải và các vấn đề ô nhiễm. BESS yêu cầu một lượng đáng kể nguyên liệu thô như lithium, coban, niken, đồng, v.v. khan hiếm trên toàn cầu với sự phân bố không đồng đều.BESS cũng tiêu thụ nước và đất để lắp đặt và vận hành sản xuất khai thác mỏ.BESS tạo ra chất thải và khí thải trong suốt vòng đời của nó có thể ảnh hưởng đến chất lượng đất nước trong không khí. Cần phải xem xét các tác động môi trường bằng cách áp dụng các biện pháp bền vững để giảm thiểu tác động của chúng càng nhiều BẰNG có thể.
Các ứng dụng chính và trường hợp sử dụng của BESS là gì?
BESS được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp và ứng dụng khác nhau, chẳng hạn như sản xuất điện, cơ sở lưu trữ năng lượng, đường dây truyền tải và phân phối trong hệ thống điện, cũng như hệ thống xe điện và hàng hải trong lĩnh vực giao thông vận tải. Nó cũng được sử dụng trong các hệ thống lưu trữ năng lượng pin cho các tòa nhà dân cư và thương mại. Các hệ thống này có thể đáp ứng nhu cầu lưu trữ năng lượng dư thừa và cung cấp khả năng dự phòng để giảm bớt tình trạng quá tải trên đường dây truyền tải và phân phối đồng thời ngăn ngừa tắc nghẽn trong hệ thống truyền tải. BESS đóng một vai trò quan trọng trong các lưới điện vi mô, là các mạng điện phân tán được kết nối với lưới điện chính hoặc hoạt động độc lập. Các lưới điện vi mô độc lập nằm ở vùng sâu vùng xa có thể dựa vào BESS kết hợp với các nguồn năng lượng tái tạo không liên tục để đạt được sản lượng điện ổn định đồng thời giúp tránh chi phí cao liên quan đến động cơ diesel và các vấn đề ô nhiễm không khí. BESS có nhiều kích cỡ và cấu hình khác nhau, phù hợp cho cả thiết bị gia dụng quy mô nhỏ và hệ thống tiện ích quy mô lớn. Chúng có thể được lắp đặt tại các địa điểm khác nhau bao gồm nhà ở, tòa nhà thương mại và trạm biến áp. Ngoài ra, chúng có thể đóng vai trò là nguồn điện dự phòng khẩn cấp khi mất điện.
Các loại pin khác nhau được sử dụng trong BESS là gì?
1. Pin axit chì là loại pin được sử dụng rộng rãi nhất, bao gồm các tấm chì và chất điện phân axit sunfuric. Chúng được đánh giá cao nhờ chi phí thấp, công nghệ hoàn thiện và tuổi thọ dài, chủ yếu được áp dụng trong các lĩnh vực như pin khởi động, nguồn điện khẩn cấp và lưu trữ năng lượng quy mô nhỏ.
2. Pin lithium-ion, một trong những loại pin phổ biến và tiên tiến nhất, bao gồm các điện cực dương và âm được làm từ kim loại lithium hoặc vật liệu composite cùng với dung môi hữu cơ. Chúng có những ưu điểm như mật độ năng lượng cao, hiệu suất cao và tác động môi trường thấp; đóng một vai trò quan trọng trong các thiết bị di động, xe điện và các ứng dụng lưu trữ năng lượng khác.
3. Pin dòng chảy là thiết bị lưu trữ năng lượng có thể sạc lại, hoạt động bằng phương tiện lỏng được lưu trữ trong bể chứa bên ngoài. Đặc điểm của chúng bao gồm mật độ năng lượng thấp nhưng hiệu quả cao và tuổi thọ dài.
4. Ngoài các tùy chọn được đề cập ở trên, còn có các loại BESS khác để lựa chọn như pin natri-lưu huỳnh, pin niken-cadmium và siêu tụ điện; mỗi loại sở hữu những đặc điểm và hiệu suất khác nhau phù hợp với nhiều tình huống khác nhau.
Thời gian đăng: 22-11-2024