سیستم های ذخیره سازی انرژی باتری (BESS) با استفاده از باتری ها برای ذخیره انرژی الکتریکی در صورت موجود بودن کار می کنند و در صورت لزوم آن را رها می کنند . در اینجا تفصیل مفصلی از اصول کار ، مؤلفه ها و فرآیندهای عملیاتی آنها آورده شده است:
اجزای اصلی یک بس
یک سیستم ذخیره سازی انرژی باتری معمولی (BESS) از چندین عنصر کلیدی تشکیل شده است:
بانک باتری:واحد اصلی ذخیره انرژی اغلب از فن آوری های باتری قابل شارژ مانند لیتیوم یون (رایج ترین) ، اسید سرب ، باتری های جریان یا باتری های مبتنی بر سدیم {3 {3} تشکیل شده است.
سیستم تبدیل برق (PCS):جریان مستقیم (DC) را از باتری ها به جریان متناوب (AC) برای استفاده از شبکه تبدیل می کند ، و برعکس هنگام شارژ باتری {{0}
سیستم مدیریت انرژی (EMS):شارژ و تخلیه باتری ها ، بهینه سازی مصرف انرژی را بر اساس عواملی مانند تقاضای شبکه ، قیمت انرژی و تولید انرژی تجدید پذیر {{0}
سیستم های نظارت و کنترل:عملکرد باتری ، دما ، ولتاژ و سایر پارامترها را برای اطمینان از عملکرد ایمن و کارآمد . پیگیری کنید
سیستم مدیریت حرارتی:درجه حرارت را برای جلوگیری از گرمای بیش از حد یا انجماد تنظیم می کند ، که می تواند عمر باتری را تخریب کند {{0}
اصل کار: چرخه شارژ و تخلیه
مرحله شارژ (ذخیره انرژی)
هنگامی که برق اضافی در دسترس است (E . G. ، در دوره های کم تقاضا یا هنگامی که منابع انرژی تجدید پذیر مانند خورشیدی یا باد انرژی بیشتری را نسبت به نیاز تولید می کنند) ، رایانه های شخصی AC را از شبکه یا ژنراتورها به DC. تبدیل می کنند.
DC Power Battery Bank را شارژ می کند و انرژی را به صورت شیمیایی در سلولهای باتری. ذخیره می کند ، به عنوان مثال ، در باتری های لیتیوم یون ، یون های لیتیوم از طریق یک الکترولیت از کاتد به آند منتقل می شوند و انرژی {2 {2} را ذخیره می کنند.
فاز تخلیه (انتشار انرژی)
هنگامی که تقاضای برق زیاد است یا منابع تجدید پذیر غیرفعال هستند ، باتری ها تخلیه می شوند:
انرژی شیمیایی ذخیره شده به DC برق تبدیل می شود {{0}
رایانه های شخصی این DC را به AC تبدیل می کنند ، که سپس به شبکه تغذیه می شود یا برای بارهای متصل به برق (E . G {1} ، ساختمانها و صنایع) استفاده می شود.
حالت های اصلی عملیاتی سیستم ذخیره انرژی باتری
اصلاح اوج:هزینه ها در ساعت کم تقاضا (خارج از اوج) که برق ارزان تر است ، سپس در طی ساعت های پر تقاضا (اوج) تخلیه می شود تا اعتماد به نفس شبکه گران قیمت.} کاهش یابد
تنظیم فرکانس:برای حفظ پایداری فرکانس شبکه به سرعت خروجی انرژی را تنظیم می کند ، و جبران نوسانات کوچک در عرضه و تقاضا {0 {0}
ادغام انرژی تجدید پذیر:انرژی اضافی را از مزارع خورشیدی یا بادی هنگامی که تولید بیش از تقاضا است ، ذخیره می کند ، هنگامی که تولید کم است ، آن را آزاد می کند (E . G. ، در شب یا در هنگام آرامش در هوای آرام) .
قدرت پشتیبان:قدرت اضطراری را در حین قطع برق فراهم می کند ، از انرژی ذخیره شده تا زمانی که شبکه ترمیم شود .
داوری:از تفاوت قیمت برق با شارژ در هنگام پایین بودن قیمت ها و تخلیه در هنگام افزایش قیمت ها استفاده می کند ، درآمد.}
فن آوری های باتری مورد استفاده در بس
انواع مختلف باتری مزایای مختلفی را برای برنامه های خاص ارائه می دهد:
| فناوری | مزایا | برنامه های مشترک |
| باتری های لیتیوم یون (لی یون) | چگالی انرژی بالا ، عمر چرخه طولانی ، شارژ سریع و خود تخفیف کم. | ذخیره سازی در مقیاس شبکه ، وسایل نقلیه برقی ، آب نبات Electronics . |
| باتری های اسید سرب | فناوری کم هزینه و بالغ ، مناسب برای ذخیره سازی کم مصرف و کوتاه مدت {{3} | قدرت پشتیبان ، سیستم های در مقیاس کوچک . |
| باتری ها | عمر چرخه طولانی ، ظرفیت انرژی مقیاس پذیر (ذخیره سازی الکترولیت جداگانه) ، ایمنی. | ذخیره سازی شبکه در مقیاس بزرگ ، برنامه های صنعتی. |
| باتری های مبتنی بر سدیم | مواد فراوان ، کم هزینه ، مناسب برای ذخیره سازی در مقیاس شبکه در مناطق خاص {{1} | فناوری نوظهور برای ذخیره سازی در مقیاس بزرگ . |
مزایا و چالش های بس
فواید
* پایداری شبکه: نوسانات در منبع تغذیه را صاف می کند و قابلیت اطمینان را بهبود می بخشد .
* ادغام تجدید پذیر: امکان پذیرش بالاتر انرژی خورشیدی و باد متناوب .
* صرفه جویی در هزینه: اوج هزینه برق را برای مصرف کنندگان و مشاغل کاهش می دهد {0 {}}
* تأثیر محیطی: با جایگزینی قدرت مبتنی بر سوخت فسیلی در طول تقاضای اوج.}}} از دکربونیزاسیون پشتیبانی می کند
چالش
* هزینه: سرمایه گذاری پیش رو در باتری ها و زیرساخت ها ، اگرچه هزینه ها در حال کاهش است.
* تخریب باتری: چرخه شارژ و تخلیه باعث کاهش طول عمر باتری می شود و نیاز به تعویض .
* از دست دادن انرژی: تبدیل بین AC و DC ، به علاوه از دست دادن باتری داخلی ، منجر به هدر رفتن انرژی .
* ایمنی و بازیافت: باتری های Li-ion در صورت عدم مدیریت صحیح ، خطرات آتش سوزی را ایجاد می کنند ، و زیرساخت های بازیافت هنوز در حال توسعه هستند. 1 {1}
نمونه های دنیای واقعی
* پروژه های بزرگ در مقیاس بزرگ:
ذخیره انرژی Hornsdale در استرالیا (باتری 150 مگاوات/193 مگاوات ساعت و ساعت) شبکه را تثبیت می کند و انرژی باد را یکپارچه می کند {3 {}}
پروژه ذخیره انرژی دروازه در U {{0} S . (1. 2 GW/4.8 GWH) از قابلیت اطمینان شبکه و ذخیره انرژی تجدید پذیر پشتیبانی می کند.
* استفاده مسکونی/تجاری:
سیستمهایی مانند Powerwall Tesla به خانه ها و مشاغل اجازه می دهد تا انرژی خورشیدی را برای استفاده در شب یا قدرت پشتیبان ذخیره کنند {{0}
روندهای آینده سیستم ذخیره انرژی باتری
با متعادل کردن عرضه و تقاضا ، بس نقش مهمی در انتقال به یک شبکه برق انعطاف پذیر ، پایدار و کارآمد تر . دارد
توسعه باتری های ارزان تر و طولانی تر (E.} G {{2} ، باتری های لیتیوم حالت جامد ، باتری های جریان وانادیوم) {4 4}}
ادغام با شبکه های هوشمند و هوش مصنوعی برای مدیریت بهینه شده انرژی .
گسترش ذخیره سازی طولانی مدت ({1} ساعت) برای پشتیبانی از شبکه های انرژی تجدید پذیر 24/7.
https: // www . wx-alp . com/