Systémy pro skladování energie baterií (BESS) pracují pomocí baterií k ukládání elektrické energie, když je k dispozici, a v případě potřeby ji uvolní . Zde je podrobné rozpis jejich pracovních principů, komponent a operačních procesů:
Základní komponenty Bess
Typický systém skladování energie (BESS) se skládá z několika klíčových prvků:
Bateriová banka:Primární ukládací jednotka pro energii se často skládá z technologií dobíjecí baterie, jako je lithium-ion (nejběžnější), olovnatý, průtokový baterie nebo baterie na bázi sodíku .
Systém převodu energie (PCS):Převádí přímý proud (DC) z baterií na střídavý proud (AC) pro použití mřížky a naopak při nabíjení baterií .
Systém řízení energie (EMS):Spravuje nabíjení a vypouštění baterií, optimalizující spotřebu energie založené na faktorech, jako je poptávka po mřížce, ceny energie a výroba obnovitelné energie .
Systémy monitorování a řízení:Sledujte výkon baterie, teplota, napětí a další parametry pro zajištění bezpečného a efektivního provozu .
Systém tepelného řízení:Reguluje teplotu, aby se zabránilo přehřátí nebo zmrazení, což může snížit životnost baterie .
Pracovní princip: nabíjení a vybíjení cyklů
Fáze nabíjení (skladování energie)
Je-li k dispozici přebytečná elektřina (E . G ., během období nízkého poptávky nebo když obnovitelné zdroje energie, jako je sluneční nebo vítr, produkují více energie, než je potřeba), převádí PC AC z mřížky nebo generátorů do DC .
Například DC nabíjí baterii a chemicky ukládá energii v bateriových článcích . Například v lithium-iontových bateriích se lithiové ionty pohybují z katody do anody přes elektrolyt a ukládají energii .
Fáze vypouštění (uvolnění energie)
Pokud je poptávka po elektřině vysoká nebo je obnovitelné zdroje neaktivní, baterie se vypouštějí:
Uložená chemická energie je převedena zpět na DC Electricity .
PCS převádí tento DC na AC, který se poté přivádí do mřížky nebo se používá k napájení připojených zatížení (e . g ., budovy a průmysl) .
Klíčové provozní režimy systému skladování energie baterie
Holení vrcholů:Poplatky během nízkopřátelských (mimo-vrchol) hodin, kdy je elektřina levnější, pak vypouští během vysoce poptávkových (vrcholů) hodin, aby se snížila závislost na drahé síle mřížky .
Regulace frekvence:Rychle nastaví výkonový výstup tak, aby udržoval stabilitu frekvence mřížky, kompenzuje malé výkyvy v nabídce a poptávce .
Integrace obnovitelné energie:Ukládá přebytečnou energii ze solárních nebo větrných farem, když generace překračuje poptávku, uvolňuje ji, když je generace nízká (E . g ., v noci nebo během klidného počasí) .
Záložní výkon:Poskytuje nouzovou energii během výpadků, čerpá z uložené energie, dokud se mřížka obnoví .
Arbitráž:Využijte rozdíly v ceně elektřiny tím, že nabíjíte, když jsou ceny nízké a vypouštějí, když jsou ceny vysoké, generují příjmy .
Technologie baterií používané v Bess
Různé typy baterií nabízejí různé výhody pro konkrétní aplikace:
| Technologie | Výhody | Běžné aplikace |
| Baterie lithium-iontů (li-ion) | Vysoká hustota energie, dlouhý životnost cyklu, rychlé nabíjení a nízké sebevyjetí . | Úložiště mřížky, elektrická vozidla, Elektronika Cand Onsumer . |
| Olověné baterie | Levná, zralá technologie, vhodná pro nízkoenergetickou, krátkodobé úložiště . | Záložní výkon, malé systémy . |
| Tok baterie | Dlouhá životnost cyklu, škálovatelná energetická kapacita (samostatné ukládání elektrolytů), bezpečnost . | Úložiště rozsáhlé mřížky, průmyslové aplikace . |
| Baterie na bázi sodíku | Bohaté materiály, nízké náklady, vhodné pro ukládání mřížky v konkrétních regionech . | Rozvíjející se technologie pro rozsáhlé, dlouhodobé úložiště . |
Výhody a výzvy Bess
Výhody
* Stabilita mřížky: Vyhladí výkyvy napájení a zlepšuje spolehlivost .
* Obnovitelná integrace: umožňuje vyšší přijetí přerušované sluneční a větrné energie .
* Úspory nákladů: Snižuje špičkové náklady na elektřinu pro spotřebitele a podniky .
* Dopad na životní prostředí: Podporuje dekarbonizaci nahrazením síly založené na fosilních palivách během špičkové poptávky .
Výzvy
* Náklady: Vysoká předem investice do baterií a infrastruktury, ačkoli náklady klesají .
* Degradace baterie: Cykly nabíjení a vybíjení snižují životnost baterie a vyžadují náhradu .
* Ztráta energie: Konverze mezi AC a DC plus ztráty interních baterií vede k promarnění určité energie .
* Bezpečnost a recyklace: Li-iontové baterie představují rizika požáru, pokud nejsou správně spravována, a recyklační infrastruktura se stále vyvíjí .
Příklady v reálném světě
* Projekty BESS ve velkém měřítku:
Hornsdale Power Reserve v Austrálii (150 MW/193 MWh Li-Ion Battery) stabilizuje mřížku a integruje větrnou energii .
Projekt ukládání energie Gateway v U . S . (1 . 2 GW/4,8 GWH) podporuje spolehlivost mřížky a obnovitelné ukládání energie.
* Rezidenční/komerční použití:
Systémy jako Tesla Powerwall umožňují domům a podnikům ukládat sluneční energii pro noční použití nebo záložní sílu .
Budoucí trendy systému skladování baterie
Vyvážením nabídky a poptávky hraje Bess klíčovou roli při přechodu na flexibilnější, udržitelnější a efektivnější energetickou mřížku .
Vývoj levnějších, dlouhodobějších baterií (E . g ., pevných state lithiových baterií, baterie vanadium) .
Integrace s inteligentními mřížkami a umělou inteligencí pro optimalizované řízení energie .
Rozšíření dlouhodobého úložiště (10+ hodin) na podporu 24/7 mřížky obnovitelné energie .
https: // www . wx-alp . com/