Wat is een batterij-energieopslagsysteem (BESS)? 

Inzicht in het batterij-energieopslagsysteem (BESS)

A Batterij-energieopslagsysteem (BESS) is een fantastische innovatie die u helpt energie op te slaan en te distribueren in de vorm van elektriciteit. Dus, hoe werkt het? Stel u de batterij voor die in een zaklamp wordt gebruikt, maar dan op een veel grotere schaal. Een BESS gebruikt batterijen om elektrische energie op te slaan, die u later kunt gebruiken wanneer u die nodig hebt.

Het voordeel van een BESS is de integratie van hernieuwbare energiebronnen zoals wind en zon tijdens periodes van lage vraag (daluren). Wanneer de vraag toeneemt (piekuren), kunt u die opgeslagen energie gebruiken om kosten te verlagen en voordelen voor uzelf te creëren.

Componenten van een BESS

Een BESS bestaat uit verschillende belangrijke componenten die samenwerken om energie op te slaan en indien nodig om te zetten.

De belangrijkste componenten zijn:

Extra componenten

1. Het Power Conversion System (PCS), ook wel bekend als de bidirectionele omvormer, zet voornamelijk de DC-elektriciteit van de batterijcellen om in AC-elektriciteit en vice versa. Daarnaast speelt de PCS een cruciale rol bij het regelen van de laad- en ontlaadsnelheden van de batterij op basis van de vereisten van het net.
2. De transformator dient om de spanningsniveaus van de elektriciteit te verhogen of te verlagen. In een Battery Energy Storage System is de transformator essentieel om de spanningsniveaus van de gegenereerde wisselstroom af te stemmen op de vereisten van het elektriciteitsnet of de aangesloten belasting. Door dit te doen, zorgt het voor een naadloze en efficiënte integratie van de BESS met het elektrische systeem.
3. Brandblussysteem zorgt voor een veilige werking en voorkomt elektrische branden.
4. Verwarming, ventilatie en airconditioning (HVAC) rregelt de interne temperatuur voor optimale batterijprestaties.

Soorten batterijen die worden gebruikt in BESS

In dit hoofdstuk bespreken we de meest voorkomende soorten batterijen die in BESS worden gebruikt: lithium-ionbatterijen, stroombatterijen, En loodzuuraccu's.

Lithium-ionbatterijen zijn de laatste jaren steeds populairder geworden vanwege hun hoge energiedichtheid, lange levensduur en relatief lage zelfontladingssnelheid. Deze batterijen zijn zeer geschikt voor BESS-toepassingen, omdat ze grote hoeveelheden energie in een kleine ruimte kunnen opslaan, waardoor ze een ideale keuze zijn wanneer ruimte een beperking is. Bovendien hebben lithium-ionbatterijen een snellere laad- en ontlaadsnelheid vergeleken met andere batterijtypen, wat zorgt voor een betere efficiëntie en prestatie in uw BESS.

Stroombatterijen zijn een andere optie voor BESS. Deze batterijen slaan energie op in de vorm van vloeibare elektrolyten, wat een scheiding van energiecapaciteit en vermogenscapaciteit mogelijk maakt. Een van de belangrijkste voordelen van flowbatterijen is hun schaalbaarheid: door simpelweg de grootte van de elektrolytreservoirs te vergroten, kunt u de totale energiecapaciteit van het systeem vergroten. Flowbatterijen hebben echter doorgaans een lagere energiedichtheid dan lithium-ionbatterijen, die mogelijk meer ruimte vereisen voor installatie. Aan de positieve kant staan flowbatterijen bekend om hun lange levensduur en het vermogen om vaak te worden opgeladen en ontladen zonder significante degradatie.

Ten slotte, loodzuuraccu's worden al vele jaren gebruikt in BESS-toepassingen, voornamelijk vanwege hun lage kosten en beschikbaarheid. Deze oplaadbare batterijen hebben een relatief lage energiedichtheid vergeleken met lithium-ion- en flowbatterijen, maar ze zijn ook zeer betrouwbaar en kunnen een breed scala aan bedrijfsomstandigheden weerstaan. Hoewel loodzuurbatterijen vanwege hun formaat en gewicht misschien niet de ideale keuze zijn voor elke BESS-toepassing, bieden ze nog steeds een waardevolle, kosteneffectieve optie voor bepaalde energieopslagbehoeften.

Hoe werkt BESS?

Het is een innovatieve oplossing voor energieopslag die een cruciale rol speelt bij het efficiënt opslaan en beheren van elektriciteit. Het is ontworpen om energie op te slaan en te distribueren in de vorm van elektriciteit. Elektriciteit kan op grote schaal worden gebruikt in toepassingen zoals elektriciteitsnetten, elektrische voertuigen, zonne-energie-installaties en slimme huizen.

Wanneer u gebruikmaakt van verschillende energiebronnen, zoals zonne- of windenergie, vangt uw BESS de elektriciteit op en slaat deze op in oplaadbare batterijen. 

Hieronder volgt een algemeen overzicht van hoe een BESS functioneert:

1. Energieopwekking: Hernieuwbare energiebronnen produceren elektriciteit.
2. Batterijen opladen: De elektrische energie wordt opgeslagen in de batterijen van de BESS.
3. Ontladen batterijen: Wanneer nodig wordt de in de batterijen opgeslagen energie afgegeven aan het elektriciteitsnet of een andere toepassing.
4. Laadondersteuning: BESS zorgt voor een consistente levering van stroom aan elektriciteitsnetten door schommelingen te beheersen en de piekvraag te ondersteunen.

Eén ding dat u moet weten is dat BESS is ontworpen om gelijkstroom (DC) van de batterijen om te zetten in wisselstroom (AC), wat het standaardtype elektriciteit is dat wordt gebruikt in huizen en bedrijven. Deze omzetting wordt bereikt met behulp van omvormers in het energieopslagsysteem. Bovendien kan het ook in de omgekeerde richting werken, door wisselstroom om te zetten in gelijkstroom, om de batterijen op te laden.

Toepassing van BESS

Laten we eens kijken naar enkele van de meest voorkomende toepassingen en hoe ze uw dagelijks leven kunnen verbeteren:

1. Noodstroom: Een BESS kan u een betrouwbare bron van back-upstroom bieden in geval van stroomuitval of noodgevallen. Dit zorgt ervoor dat uw essentiële apparaten en toestellen blijven functioneren, waardoor u zich geen zorgen hoeft te maken in onverwachte situaties.
2. Piek scheren: Uw elektriciteitsverbruik varieert gedurende de dag, waarbij de vraag doorgaans hoger is tijdens piekuren. Met BESS kunt u energie opslaan tijdens daluren en deze gebruiken tijdens periodes met een hoge vraag, wat u kan helpen uw elektriciteitsrekening te verlagen en de belasting op het net te verdelen.
3. Netaansluiting: BESS kan worden gebruikt om het net te ondersteunen door diensten te leveren zoals frequentieregeling, spanningsondersteuning en lastnivellering. Dit helpt de stabiliteit van het net te verbeteren en vermindert de behoefte aan op fossiele brandstoffen gebaseerde elektriciteitscentrales.

Economische aspecten van BESS

Installatiekosten

Wanneer u een Battery Energy Storage System (BESS) overweegt, moet u rekening houden met de installatiekosten. Deze kosten kunnen variëren, afhankelijk van de grootte en complexiteit van het systeem. Meestal vereisen grotere systemen meer investeringen, maar schaalvoordelen kunnen een rol spelen, waardoor de kosten per eenheid energieopslagcapaciteit lager zijn voor grotere systemen.

Inkomsten genereren

BESS kan op verschillende manieren inkomsten genereren, waaronder het leveren van diensten aan het nutsnet en deelname aan energiemarkten. Uw BESS kan bijvoorbeeld het volgende bieden:

• Frequentieregelingsdiensten: Batterijen kunnen snel reageren op schommelingen in de netfrequentie. Zo blijft het net stabiel en genereert u inkomsten.
• Energie arbitrage: Met een BESS kunt u energie kopen wanneer de prijzen laag zijn en deze terugleveren aan het net wanneer de prijzen hoog zijn.
• Uitstel van netcapaciteit: Wanneer u uw BESS gebruikt om netwerkbeperkingen te verlichten, kunt u een vergoeding ontvangen voor het uitstellen van de noodzaak voor netwerkupgrades.

Deze inkomstenstromen kunnen de initiële kosten compenseren en bijdragen aan de winstgevendheid van uw BESS-investering.

Energierekening Besparingen

Het implementeren van een BESS kan leiden tot aanzienlijke besparingen op uw energierekeningen. Hier zijn een paar manieren waarop uw BESS u kan helpen geld te besparen:

• Piek scheren: Uw BESS kan energie opslaan tijdens daluren, wanneer de energieprijzen lager zijn, en deze ontladen tijdens piekuren, wanneer de energieprijzen hoger zijn. Zo verlaagt u uw piekvraagkosten.
• Optimalisatie van het gebruikstijdstip: Als u inzicht hebt in de TOU-tarieven (Time-of-Use) van uw nutsbedrijf, kunt u uw BESS optimaal benutten door deze op te laden tijdens periodes met lagere tarieven en te ontladen tijdens periodes met hogere tarieven.
• Integratie van hernieuwbare energie: Als u een hernieuwbare energiebron hebt, zoals zonnepanelen, kan een BESS overtollige energie opslaan voor gebruik in tijden dat de hernieuwbare opwekking laag is of niet bestaat. Dit helpt de waarde van uw hernieuwbare energiesysteem te maximaliseren.

Samengevat omvatten de economische aspecten van een BESS installatiekosten, inkomsten genereren en besparingen op de energierekening. Door deze factoren zorgvuldig te overwegen, kunt u het maximale uit uw BESS-investering halen, wat uiteindelijk resulteert in lagere energiekosten en toenemende inkomstenstromen.

Veiligheidsmaatregelen voor BESS

Bij het werken met Battery Energy Storage Systems is het essentieel om prioriteit te geven aan veiligheid om zowel mensen als eigendommen te beschermen. Door de juiste veiligheidsmaatregelen te implementeren, kunt u ervoor zorgen dat uw BESS efficiënt werkt en mogelijke gevaren beperkt. Hier zijn enkele belangrijke veiligheidsmaatregelen om in gedachten te houden:

1. Juiste plaatsing en installatie: Zorg ervoor dat uw BESS is geïnstalleerd en geplaatst op een locatie die voldoet aan de veiligheidsvoorschriften en best practices. Dit kan voldoende afstand tot andere structuren of naleving van specifieke richtlijnen van lokale autoriteiten omvatten.
2. Thermisch beheer: Om oververhitting te voorkomen, moet er een robuust thermisch beheersysteem aanwezig zijn. Dit omvat temperatuursensoren, koelsystemen en regelmatige monitoring om optimale bedrijfstemperaturen te behouden.
3. Brandbeveiliging: Implementeer brandbeveiligingsmaatregelen zoals brandwerende behuizingen en geschikte brandblussystemen, met name in grootschalige BESS-installaties. Zorg er daarnaast voor dat uw systeem voldoet aan de lokale brandveiligheidscodes.
4. Regelmatig onderhoud: Voer routinematige inspecties en onderhoud uit om de veilige werking van uw BESS te garanderen. Dit omvat het controleren van de batterijcellen, verbindingen en bewakingssystemen op tekenen van slijtage of schade.
5. Veiligheidssignalering en labels: Label alle veiligheidsrisico's en waarschuwingen rondom uw BESS-installatie duidelijk, inclusief elektrische en brandgerelateerde risico's. Dit helpt ervoor te zorgen dat iedereen die met het systeem omgaat, zich volledig bewust is van potentiële gevaren.
6. Noodvoorbereiding: Zorg voor een noodresponsplan met duidelijk gedefinieerde rollen, verantwoordelijkheden en procedures. Dit moet noodcontactinformatie, vluchtroutes en plannen voor het omgaan met mogelijke problemen die zich kunnen voordoen met uw BESS omvatten.

Onderhoud en efficiëntie van BESS

Het onderhouden van uw Battery Energy Storage System is essentieel om langdurige prestaties en efficiëntie te garanderen. Net als elk ander elektrisch systeem, regelmatig onderhoud en het monitoren van uw BESS kan helpen bij het identificeren van potentiële problemen en ervoor zorgen dat het systeem soepel blijft werken.

Een belangrijk aspect van onderhoud is het controleren van de batterijbeheersysteem (BMS), wat de veiligheid en efficiëntie van het batterijsysteem waarborgt. Door het BMS in de gaten te houden, kunt u de energieopslag en het energiegebruik optimaliseren en mogelijk de levensduur van de batterijen verlengen.

Om ervoor te zorgen dat uw BESS efficiënt blijft, moet u ook rekening houden met factoren zoals: energiedichtheid. Dit verwijst naar de hoeveelheid energie die kan worden opgeslagen in een batterij per volume- of massa-eenheid. Een hogere energiedichtheid betekent doorgaans een kleiner en lichter batterijsysteem, waardoor het gemakkelijker te integreren is in verschillende toepassingen. Houd er rekening mee dat de energiedichtheid de algehele efficiëntie van uw BESS kan beïnvloeden. Kies daarom batterijen met een energiedichtheid die geschikt is voor uw specifieke behoeften..

Hier zijn er een paar algemene onderhoudstips om u te helpen uw BESS efficiënt en goed functionerend te houden:

• Inspecteren Controleer de batterijen, connectoren en aansluitingen op tekenen van corrosie of schade.
• Schoon het batterijcompartiment en de aansluitingen om ophoping van vuil en gruis te voorkomen.
• Vastdraaien Losse verbindingen om een optimale energieoverdracht te garanderen.
• Test Controleer regelmatig of de batterijen nog opgeladen zijn en naar behoren presteren.
• Monitor de temperatuur, spanning en stroomsterkte van het systeem om ervoor te zorgen dat het binnen de beoogde parameters werkt.
• Vervangen beschadigde of slecht presterende componenten indien nodig.

De relatie tussen microgrids en BESS

Stel je voor dat je in een gemeenschap woont die zijn eigen elektriciteit opwekt en verbruikt. Dan komen microgrids in beeld. Een microgrid is een kleinschalig elektriciteitsnet dat lokale energiebronnen, zoals zonnepanelen, windturbines of gasgeneratoren, verbindt met lokale elektriciteitslasten. Het kan autonoom of in combinatie met het hoofdelektriciteitsnet werken, wat zorgt voor een grotere betrouwbaarheid en flexibiliteit.

Een van de belangrijkste onderdelen van een microgrid is het Battery Energy Storage System. Een BESS slaat energie op in de vorm van elektriciteit, die kan worden gedistribueerd wanneer de vraag piekt of wanneer hernieuwbare energiebronnen af en toe niet beschikbaar zijn. Dit helpt ervoor te zorgen dat uw elektriciteitsvoorziening stabiel en ononderbroken blijft.

Voordelen van BESS in microgrids:

1. Ononderbroken stroomvoorziening (UPS): BESS fungeert als betrouwbare back-up om stroomuitval te voorkomen en de stroomvoorziening te handhaven wanneer het hoofdnetwerk uitvalt of tijdens noodsituaties zoals natuurrampen.
2. Netstabiliteit: Door direct te reageren op schommelingen in de vraag naar energie, draagt BESS bij aan een stabieler en efficiënter netwerk. Dit is vooral cruciaal wanneer hernieuwbare energiebronnen zoals zon en wind met variabele outputs worden geïntegreerd in het microgrid.
3. Optimalisatie van de integratie van hernieuwbare energie: BESS draagt bij aan een evenwichtigere energievoorziening vanuit intermitterende hernieuwbare bronnen, waardoor de beschikbare energie efficiënt kan worden gebruikt en de behoefte aan fossiele brandstofgeneratoren afneemt.
4. Belastingbeheer: Door overtollige energie op te slaan tijdens periodes met een lage vraag en deze vrij te geven tijdens periodes met een hoge vraag, draagt BESS bij aan het verminderen van piekbelastingen en het verlichten van de druk op het hoofdnet.

Netwerkdiensten en BESS

Naarmate de behoeften van het elektriciteitsnet veranderen en hernieuwbare energiebronnen zoals zon en wind steeds populairder worden, worden batterij-energieopslagsystemen (BESS) een essentieel hulpmiddel voor het handhaven van een optimale werking van het net. In dit gedeelte wordt uitgelegd hoe BESS waardevolle netdiensten kan leveren, de stroomkwaliteit kan optimaliseren en gedistribueerde energiebronnen kan ondersteunen.

Laten we eerst eens praten over netwerkdiensten. Grid services zijn de verschillende activiteiten en oplossingen die batterij-energieopslagsystemen uitvoeren om de betrouwbaarheid en stabiliteit van het elektriciteitsnet te ondersteunen. Enkele voorbeelden zijn frequentieregeling, energiebalancering en piekvraagreductie. Met BESS kunnen nutsbedrijven overtollige energie opslaan die wordt geproduceerd tijdens periodes van lage vraag en deze vrijgeven wanneer de vraag hoog is, wat helpt om een evenwichtige stroomvoorziening op het net te behouden.

Naarmate het raster meer Gedistribueerde energiebronnen (DER's) zoals zonne- en windenergie, wordt het cruciaal om de stroomkwaliteit te behouden. Integratie van grote hoeveelheden variabele hernieuwbare energie kan leiden tot problemen met de stroomkwaliteit, waaronder spanningsschommelingen, harmonische vervorming en frequentieonevenwichtigheden. BESS kan helpen deze problemen te verminderen door energie te absorberen of te ontladen indien nodig, waardoor de algehele stroomkwaliteit stabiel blijft.

In termen van stroomkwaliteit, een BESS kan helpen de systeemspanning en -frequentie te handhaven, waardoor het risico op black-outs of brown-outs wordt verminderd. Bijvoorbeeld, in het geval van een plotselinge toename van de vraag of een daling van de hernieuwbare opwekking, kan een BESS opgeslagen energie vrijgeven om het net te stabiliseren en verstoringen te voorkomen. Deze snelle reactie is cruciaal om een betrouwbare stroomvoorziening aan consumenten te garanderen.

Laten we nu eens kijken frequentie regulering. Het elektriciteitssysteem werkt op een specifieke frequentie, die wordt gehandhaafd om een stabiele en continue stroomvoorziening te leveren. Wanneer de balans tussen vraag en aanbod van elektriciteit verstoord is, kan BESS ingrijpen. Door energie snel op te laden of te ontladen, helpen ze de systeemfrequentie te regelen en mogelijke black-outs te voorkomen.

Veelgestelde vragen

Wat zijn de hoofdcomponenten van een BESS?

Een batterijopslagsysteem omvat doorgaans batterijcellen die zijn gerangschikt in modules die zijn georganiseerd in strings om de benodigde DC-spanning te bereiken. Deze strings worden vaak racks genoemd. De gecombineerde DC-uitgangen van de racks worden vervolgens naar een Power Conversion System (PCS) geleid, een omvormer met 4 kwadranten die de DC-energie omzet in bruikbare AC-elektriciteit.

Hoe dragen BESS-faciliteiten bij aan de stabilisatie van het elektriciteitsnet?

BESS-faciliteiten spelen een cruciale rol bij het stabiliseren van het elektriciteitsnet. Ze leveren back-upstroom tijdens stroomuitval, helpen bij het nivelleren van de belasting en helpen bij het beheren van schommelingen in de vraag en het aanbod van elektriciteit. Door energie snel op te laden en te ontladen, kunnen BESS-faciliteiten de stabiliteit en betrouwbaarheid van het net handhaven in situaties zoals plotselinge veranderingen in de opwekking van hernieuwbare energie of onverwachte pieken in de vraag.

Wat zijn de belangrijkste voordelen van het implementeren van een BESS?

Het implementeren van een batterij-energieopslagsysteem biedt verschillende belangrijke voordelen, waaronder verbeterde netstabiliteit en betrouwbaarheid, toegenomen gebruik van hernieuwbare energiebronnen, verminderde afhankelijkheid van op fossiele brandstoffen gebaseerde elektriciteitscentrales en potentiële kostenbesparingen door energiearbitrage en lagere piekvraagkosten. Bovendien kan BESS-technologie back-upstroom leveren tijdens noodsituaties, wat helpt de impact van stroomuitval te minimaliseren.

Wie zijn enkele van de belangrijkste fabrikanten van BESS-technologie?

Er zijn talloze fabrikanten op de BESS-technologiemarkt, met belangrijke spelers als Tesla, LG Chem, Samsung SDI, Panasonic en Deye, onder anderen. Deze fabrikanten bieden een reeks batterij-energieopslagproducten en -oplossingen, die inspelen op verschillende behoeften en toepassingen in de sector van hernieuwbare energie. Door de aanbiedingen van deze topfabrikanten te vergelijken, kunt u de juiste oplossing vinden voor uw specifieke energieopslagbehoeften.