Jak działają systemy magazynowania energii akumulatorowej?

System magazynowania energii akumulatorowej, powszechnie znany jako BESS, wykorzystuje zestawy akumulatorów do magazynowania nadwyżki energii elektrycznej z sieci lub ze źródeł odnawialnych do późniejszego wykorzystania.W miarę postępu technologii energii odnawialnej i inteligentnych sieci systemy BESS odgrywają coraz większą rolę w stabilizowaniu dostaw energii i maksymalizowaniu wartości zielonej energii.Jak dokładnie działają te systemy?
Krok 1: Bank baterii
Podstawą każdego BESS-u jest nośnik energii – baterie.Wiele modułów akumulatorowych lub „ogniw” jest ze sobą połączonych przewodami, tworząc „zespół akumulatorów”, który zapewnia wymaganą pojemność.Najczęściej stosowanymi ogniwami są ogniwa litowo-jonowe ze względu na ich dużą gęstość mocy, długą żywotność i możliwość szybkiego ładowania.W niektórych zastosowaniach stosowane są również inne chemikalia, takie jak akumulatory kwasowo-ołowiowe i przepływowe.
Krok 2: System konwersji mocy
Zespół akumulatorów łączy się z siecią elektryczną za pośrednictwem systemu konwersji mocy lub PCS.PCS składa się z elementów elektroniki mocy, takich jak falownik, konwerter i filtry, które umożliwiają przepływ mocy w obu kierunkach pomiędzy akumulatorem a siecią.Falownik przekształca prąd stały (DC) z akumulatora na prąd przemienny (AC), który wykorzystuje sieć, a konwerter wykonuje działanie odwrotne, aby naładować akumulator.
Krok 3: System zarządzania baterią
System zarządzania akumulatorami, w skrócie BMS, monitoruje i kontroluje każde pojedyncze ogniwo akumulatora w zestawie akumulatorów.BMS równoważy ogniwa, reguluje napięcie i prąd podczas ładowania i rozładowywania oraz chroni przed uszkodzeniami spowodowanymi przeładowaniem, przetężeniem lub głębokim rozładowaniem.Monitoruje kluczowe parametry, takie jak napięcie, prąd i temperatura, aby zoptymalizować wydajność i żywotność baterii.
Krok 4: Układ chłodzenia
Układ chłodzenia usuwa nadmiar ciepła z akumulatorów podczas pracy.Ma to kluczowe znaczenie dla utrzymania ogniw w optymalnym zakresie temperatur i maksymalizacji żywotności cyklu.Najpopularniejszymi rodzajami chłodzenia są chłodzenie cieczą (poprzez cyrkulację chłodziwa przez płyty stykające się z akumulatorami) i chłodzenie powietrzem (przy użyciu wentylatorów przetłaczających powietrze przez obudowy akumulatorów).
Krok 5: Operacja
W okresach niskiego zapotrzebowania na energię elektryczną lub dużej produkcji energii odnawialnej BESS pochłania nadwyżkę energii poprzez system konwersji mocy i przechowuje ją w banku akumulatorów.Gdy zapotrzebowanie jest duże lub źródła odnawialne są niedostępne, zmagazynowana energia jest odprowadzana z powrotem do sieci za pośrednictwem falownika.Dzięki temu BESS może „przesuwać w czasie” przerywaną energię odnawialną, stabilizować częstotliwość i napięcie sieci oraz zapewniać zasilanie rezerwowe podczas przerw w dostawie energii.
System zarządzania akumulatorami monitoruje stan naładowania każdego ogniwa i kontroluje szybkość ładowania i rozładowywania, aby zapobiec przeładowaniu, przegrzaniu i głębokiemu rozładowaniu akumulatorów - wydłużając ich żywotność.Układ chłodzenia utrzymuje ogólną temperaturę akumulatora w bezpiecznym zakresie roboczym.
Podsumowując, akumulatorowy system magazynowania energii wykorzystuje akumulatory, komponenty energoelektroniki, inteligentne sterowanie i zarządzanie temperaturą w zintegrowany sposób, aby magazynować nadwyżkę energii elektrycznej i rozładowywać ją na żądanie.Dzięki temu technologia BESS maksymalizuje wartość odnawialnych źródeł energii, zwiększa wydajność i zrównoważenie sieci energetycznych oraz wspiera przejście na przyszłość energii niskoemisyjnej.

Wraz z rozwojem odnawialnych źródeł energii, takich jak energia słoneczna i wiatrowa, wielkoskalowe systemy magazynowania energii w akumulatorach (BESS) odgrywają coraz ważniejszą rolę w stabilizacji sieci elektroenergetycznych.System magazynowania energii oparty na bateriach wykorzystuje akumulatory do magazynowania nadwyżki energii elektrycznej z sieci lub ze źródeł odnawialnych i dostarczania jej z powrotem w razie potrzeby.Technologia BESS pomaga zmaksymalizować wykorzystanie nieciągłej energii odnawialnej oraz poprawia ogólną niezawodność, wydajność i zrównoważony rozwój sieci.
BESS zazwyczaj składa się z wielu elementów:
1) Banki akumulatorów składające się z wielu modułów lub ogniw akumulatorowych w celu zapewnienia wymaganej pojemności magazynowania energii.Najczęściej stosowane są akumulatory litowo-jonowe ze względu na ich dużą gęstość mocy, długą żywotność i możliwość szybkiego ładowania.Stosowane są również inne chemikalia, takie jak akumulatory kwasowo-ołowiowe i przepływowe.
2) System konwersji mocy (PCS), który łączy zestaw akumulatorów z siecią elektryczną.PCS składa się z falownika, konwertera i innego sprzętu sterującego, który umożliwia przepływ mocy w obu kierunkach pomiędzy akumulatorem a siecią.
3) System zarządzania baterią (BMS), który monitoruje i kontroluje stan i wydajność poszczególnych ogniw baterii.BMS równoważy ogniwa, chroni przed uszkodzeniami spowodowanymi przeładowaniem lub głębokim rozładowaniem oraz monitoruje parametry takie jak napięcie, prąd i temperatura.