Что такое система хранения энергии на основе аккумуляторных батарей (BESS)? 

Понимание системы хранения энергии аккумулятора (BESS)

А Система хранения энергии на основе аккумуляторных батарей (BESS) фантастическое новшество, которое помогает вам хранить и распределять энергию в виде электричества. Итак, как это работает? Представьте себе батарею, используемую в фонарике, но в гораздо большем масштабе. BESS использует батареи для хранения электроэнергии, которую вы сможете использовать позже при необходимости.

Преимущество BESS — интеграция возобновляемых источников энергии. как ветер и солнце в периоды низкого спроса (непиковые часы). Когда спрос увеличивается (пиковые часы), вы можете использовать эту накопленную энергию, чтобы сократить расходы и получить выгоду для себя.

Компоненты BESS

BESS состоит из нескольких ключевых компонентов, которые работают вместе, накапливая энергию и преобразуя ее по мере необходимости.

Основными компонентами являются:

Дополнительные компоненты

1. Система преобразования энергии (PCS), также известный как двунаправленный инвертор, в первую очередь преобразует постоянный ток из ячеек батареи в переменный ток и наоборот. Кроме того, PCS играет важную роль в управлении скоростью зарядки и разрядки батареи в зависимости от требований сети.
2. The трансформатор служит для повышения или понижения уровней напряжения электричества. В системе хранения энергии на основе аккумуляторных батарей трансформатор необходим для согласования уровней напряжения генерируемого переменного тока с требованиями электросети или подключенной нагрузки. Таким образом, он обеспечивает бесшовную и эффективную интеграцию BESS с электрической системой.
3. Система пожаротушения обеспечивает безопасную эксплуатацию и предотвращает возникновение пожаров, связанных с электричеством.
4. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха (ОВК)регулирует внутреннюю температуру для оптимальной работы аккумулятора.

Типы батарей, используемых в BESS

В этом разделе мы обсудим наиболее распространённые типы батарей, используемых в BESS: литий-ионные аккумуляторы, проточные батареи, и свинцово-кислотные аккумуляторы.

Литий-ионные аккумуляторы стали все более популярными в последние годы из-за их высокой плотности энергии, длительного срока службы и относительно низкой скорости саморазряда. Эти батареи хорошо подходят для приложений BESS, поскольку они могут хранить большое количество энергии в небольшом пространстве, что делает их идеальным выбором, когда пространство ограничено. Кроме того, литий-ионные батареи имеют более высокую скорость зарядки и разрядки по сравнению с другими типами батарей, что обеспечивает лучшую эффективность и производительность в вашей BESS.

Проточные батареи являются еще одним вариантом для BESS. Эти батареи хранят энергию в виде жидких электролитов, что позволяет разделить энергетическую емкость и мощность. Одним из ключевых преимуществ проточных батарей является их масштабируемость — просто увеличив размер резервуаров с электролитом, можно увеличить общую энергетическую емкость системы. Однако проточные батареи обычно имеют более низкую плотность энергии, чем литий-ионные батареи, которые могут потребовать больше места для установки. С другой стороны, проточные батареи известны своим длительным сроком службы и способностью часто заряжаться и разряжаться без существенной деградации.

И наконец, свинцово-кислотные аккумуляторы использовались в приложениях BESS в течение многих лет, в первую очередь из-за их низкой стоимости и доступности. Эти перезаряжаемые батареи имеют относительно низкую плотность энергии по сравнению с литий-ионными и проточными батареями, но они также очень надежны и могут выдерживать широкий диапазон условий эксплуатации. Хотя свинцово-кислотные батареи могут быть не идеальным выбором для каждого приложения BESS из-за их размера и веса, они по-прежнему предлагают ценный, экономически эффективный вариант для определенных потребностей в хранении энергии.

Как работает BESS?

Являясь инновационным решением для хранения энергии, играющим решающую роль в эффективном хранении и управлении электроэнергией, оно предназначено для хранения и распределения энергии в форме электричества, которое может широко использоваться в таких приложениях, как электросети, электромобили, солнечные электростанции и умные дома.

При использовании различных источников энергии, таких как солнечная или ветровая энергия, ваша BESS улавливает и сохраняет электроэнергию в перезаряжаемых батареях. 

Вот общая схема функционирования BESS:

1. Генерация энергии: Возобновляемые источники энергии производят электроэнергию.
2. Зарядка аккумуляторов: Электроэнергия хранится в аккумуляторных батареях BESS.
3. Разрядка аккумуляторов: При необходимости накопленная в батареях энергия высвобождается в электросеть или другое приложение.
4. Поддержка нагрузки: Система BESS помогает обеспечивать бесперебойную подачу электроэнергии в электросети, управляя колебаниями и поддерживая пиковый спрос.

Одна вещь, которую вы должны знать, это то, что BESS разработан для преобразования постоянного тока (DC) от батарей в переменный ток (AC), который является стандартным типом электричества, используемого в домах и на предприятиях. Это преобразование достигается с помощью инверторов в системе хранения энергии. Более того, он может работать в обратном направлении, преобразуя переменный ток в постоянный ток, чтобы заряжать батареи.

Применение BESS

Давайте рассмотрим некоторые из наиболее распространенных применений и то, как они могут улучшить вашу повседневную жизнь:

1. Резервное питание: BESS может предоставить вам надежный источник резервного питания в случае отключения электроэнергии или чрезвычайных ситуаций. Это гарантирует, что ваши основные приборы и устройства продолжат работать, давая вам душевное спокойствие в непредвиденных ситуациях.
2. Снижение пиковой нагрузки: Потребление электроэнергии меняется в течение дня, при этом спрос обычно выше в часы пик. BESS позволяет вам хранить энергию в непиковые часы и использовать ее в периоды высокого спроса, что может помочь вам сократить счет за электроэнергию и выровнять нагрузку на сеть.
3. Подключение к сети: BESS может использоваться для поддержки сети, предоставляя такие услуги, как регулирование частоты, поддержка напряжения и выравнивание нагрузки. Это помогает улучшить стабильность сети и снижает потребность в электростанциях на основе ископаемого топлива.

Экономические аспекты BESS

Стоимость установки

При рассмотрении системы хранения энергии на основе аккумулятора (BESS) вам необходимо учитывать расходы на установку. Эти расходы могут варьироваться в зависимости от размера и сложности системы. Обычно более крупные системы требуют больших инвестиций, но может сыграть свою роль экономия за счет масштаба, что снижает стоимость единицы емкости хранения энергии для более крупных систем.

Получение дохода

BESS может генерировать доход различными способами, включая предоставление услуг коммунальной сети и участие в энергетических рынках. Например, ваш BESS может предложить:

• Услуги регулирования частоты: Аккумуляторы могут быстро реагировать на колебания частоты сети, помогая поддерживать ее стабильность и принося вам доход.
• Энергетический арбитраж: С помощью BESS вы можете покупать электроэнергию, когда цены низкие, и продавать ее обратно в сеть, когда цены высокие.
• Отсрочка пропускной способности сети: Используя BESS для устранения ограничений сети, вы можете получить компенсацию за отсрочку необходимости модернизации сети.

Эти источники дохода могут компенсировать первоначальные затраты и способствовать прибыльности ваших инвестиций в BESS.

Экономия на счетах за электроэнергию

Внедрение BESS может привести к значительной экономии на счетах за электроэнергию. Вот несколько способов, которыми BESS может помочь вам сэкономить деньги:

• Снижение пиковой нагрузки: Ваша система BESS может накапливать энергию в часы пониженной нагрузки, когда цены на электроэнергию ниже, и разряжать ее в часы пик, когда цены на электроэнергию выше, что позволяет снизить расходы на пиковый спрос.
• Оптимизация времени использования: Зная тарифы вашей коммунальной службы на электроэнергию по времени использования (TOU), вы сможете максимально эффективно использовать свою систему BESS, заряжая ее в периоды более низких тарифов и разряжая в периоды более высоких тарифов.
• Интеграция возобновляемых источников энергии: Если у вас есть возобновляемый источник энергии, например солнечные панели, BESS может хранить избыточную энергию для использования в периоды, когда возобновляемая генерация низкая или отсутствует. Это помогает максимизировать ценность вашей возобновляемой энергетической системы.

Подводя итог, можно сказать, что экономические аспекты BESS включают в себя затраты на установку, получение дохода и экономию на счетах за электроэнергию. Тщательно продумав эти факторы, вы сможете максимально эффективно использовать свои инвестиции в BESS, в конечном итоге извлекая выгоду из более низких затрат на электроэнергию и увеличивая потоки доходов.

Меры безопасности для BESS

При работе с системами хранения энергии на основе аккумуляторных батарей важно уделять первостепенное внимание безопасности, чтобы защитить как людей, так и имущество. Внедряя правильные меры безопасности, вы можете гарантировать, что ваша BESS работает эффективно, одновременно снижая любые потенциальные опасности. Вот некоторые ключевые меры безопасности, которые следует иметь в виду:

1. Правильное размещение и установка: Убедитесь, что BESS установлена и размещена в месте, которое соответствует правилам безопасности и передовым методам. Это может включать достаточное расстояние от других структур или соответствие конкретным указаниям местных органов власти.
2. Управление температурным режимом: Чтобы избежать перегрева, должна быть установлена надежная система терморегулирования. Она включает в себя датчики температуры, системы охлаждения и регулярный мониторинг для поддержания оптимальных рабочих температур.
3. Противопожарная защита: Внедрите меры противопожарной защиты, такие как огнестойкие корпуса и соответствующие системы пожаротушения, особенно в крупномасштабных установках BESS. Кроме того, убедитесь, что ваша система соответствует местным нормам пожарной безопасности.
4. Регулярное техническое обслуживание: Проводите плановые проверки и техническое обслуживание для обеспечения безопасной работы вашего BESS. Это включает проверку элементов аккумуляторной батареи, соединений и систем мониторинга на предмет износа или повреждений.
5. Знаки и этикетки безопасности: Четко обозначьте все опасности и предупреждения по безопасности вокруг вашей установки BESS, включая электрические и пожарные риски. Это поможет гарантировать, что любой, кто взаимодействует с системой, полностью осознает потенциальные опасности.
6. Готовность к чрезвычайным ситуациям: Имейте план реагирования на чрезвычайные ситуации с четко определенными ролями, обязанностями и процедурами. Он должен включать контактную информацию для экстренных случаев, пути эвакуации и планы решения любых потенциальных проблем, которые могут возникнуть с вашей BESS.

Техническое обслуживание и эффективность BESS

Техническое обслуживание вашей системы хранения энергии аккумулятора имеет важное значение для обеспечения длительной производительности и эффективности. Как и любая другая электрическая система, регулярное обслуживание а мониторинг вашей BESS может помочь выявить потенциальные проблемы и обеспечить бесперебойную работу системы.

Одним из важных аспектов обслуживания является проверка система управления аккумуляторными батареями (BMS), что обеспечивает безопасность и эффективность системы аккумуляторов. Следя за BMS, вы можете оптимизировать хранение и использование энергии и потенциально продлить срок службы аккумуляторов.

Чтобы гарантировать эффективность вашей BESS, вам также необходимо учитывать такие факторы, как плотность энергии. Это относится к количеству энергии, которое может храниться в батарее на единицу объема или массы. Более высокая плотность энергии обычно означает меньшую и более легкую систему батареи, что упрощает ее интеграцию в различные приложения. Помните, что плотность энергии может влиять на общую эффективность вашей BESS, поэтому выбирайте батареи с плотностью энергии, соответствующей вашим конкретным потребностям..

Вот некоторые общие советы по обслуживанию Чтобы помочь вам поддерживать эффективность и бесперебойную работу BESS:

• Осмотреть батареи, разъемы и клеммы на предмет наличия признаков коррозии или повреждений.
• Чистый отсек для батареи и клеммы, чтобы предотвратить скопление грязи и мусора.
• Затянуть любые неплотные соединения для обеспечения оптимальной передачи энергии.
• Тест регулярно проверяйте аккумуляторы, чтобы убедиться, что они держат заряд и работают так, как ожидается.
• Монитор температуру, напряжение и ток системы, чтобы убедиться, что она работает в соответствии с предполагаемыми параметрами.
• Заменять любые поврежденные или неэффективные компоненты по мере необходимости.

Взаимосвязь между микросетями и BESS

Представьте себе жизнь в сообществе, которое генерирует и потребляет собственную электроэнергию. Вот где на сцену выходят микросети. Микросеть — это небольшая электросеть, которая соединяет местные энергетические ресурсы, такие как солнечные панели, ветровые турбины или газогенераторы, с местными электрическими нагрузками. Она может работать автономно или совместно с основной электросетью, обеспечивая большую надежность и гибкость.

Одним из ключевых компонентов микросети является система хранения энергии на основе аккумуляторов. BESS хранит энергию в форме электричества, которое может распределяться при пиках спроса или когда возобновляемые источники энергии периодически недоступны. Это помогает гарантировать, что ваше электроснабжение остается стабильным и бесперебойным.

Преимущества BESS в микросетях:

1. Источник бесперебойного питания (ИБП): BESS выступает в качестве надежного резервного решения для предотвращения отключений электроэнергии и поддержания электроснабжения при отключении основной сети или в чрезвычайных ситуациях, таких как стихийные бедствия.
2. Стабильность сети: Мгновенно реагируя на колебания спроса на энергию, BESS способствует более стабильной и эффективной сети. Это особенно важно, когда возобновляемые источники энергии, такие как солнечная и ветровая энергия с переменной производительностью, интегрируются в микросеть.
3. Оптимизация интеграции возобновляемых источников энергии: BESS помогает сгладить подачу энергии из непостоянных возобновляемых источников, позволяя эффективно использовать имеющуюся энергию и сокращая потребность в генераторах, работающих на ископаемом топливе.
4. Управление нагрузкой: Накапливая избыточную энергию в часы низкого спроса и высвобождая ее в периоды высокого спроса, BESS помогает снизить пиковые нагрузки и снимает нагрузку на основную сеть.

Сетевые службы и BESS

Поскольку потребности электросети меняются, а возобновляемые источники энергии, такие как солнечная и ветровая, продолжают расти в популярности, системы хранения энергии на основе аккумуляторных батарей (BESS) становятся важным инструментом для поддержания оптимальной работы сети. В этом разделе будет объяснено, как BESS может предоставлять ценные сетевые услуги, оптимизировать качество электроэнергии и поддерживать распределенные энергетические ресурсы.

Во-первых, давайте обсудим сетевые услуги. Сетевые услуги — это различные действия и решения, которые выполняют системы хранения энергии аккумуляторов для поддержки надежности и стабильности энергосистемы. Некоторые примеры включают регулирование частоты, балансировку энергии и снижение пикового спроса. С помощью BESS коммунальные службы могут хранить избыточную энергию, произведенную в периоды низкого спроса, и высвобождать ее, когда спрос высок, помогая поддерживать сбалансированное электроснабжение в сети.

Поскольку сетка включает в себя больше распределенные энергетические ресурсы (DER) таких как солнечная и ветровая энергия, становится критически важным поддерживать качество электроэнергии. Интеграция большого количества переменной возобновляемой энергии может привести к проблемам с качеством электроэнергии, включая колебания напряжения, гармонические искажения и частотный дисбаланс. BESS может помочь смягчить эти проблемы, поглощая или высвобождая энергию по мере необходимости, гарантируя, что общее качество электроэнергии остается стабильным.

С точки зрения качество электроэнергии, BESS может помочь поддерживать напряжение и частоту системы, снижая риск отключений или падений напряжения. Например, в случае внезапного увеличения спроса или падения возобновляемой генерации BESS может высвободить накопленную энергию для стабилизации сети и предотвращения сбоев. Такой быстрый ответ имеет решающее значение для обеспечения надежного электроснабжения потребителей.

Теперь давайте рассмотрим частота Регулирование. Энергосистема работает на определенной частоте, поддерживаемой для обеспечения стабильной и непрерывной подачи электроэнергии. Когда баланс между поставками и спросом электроэнергии нарушается, BESS может вмешаться. Быстро заряжая или разряжая энергию, они помогают контролировать частоту системы и предотвращать потенциальные отключения электроэнергии.

Часто задаваемые вопросы

Каковы основные компоненты BESS?

Система хранения аккумуляторных батарей обычно включает в себя элементы аккумуляторных батарей, организованные в модули, организованные в цепочки для достижения необходимого напряжения постоянного тока. Эти цепочки часто называют стойками. Объединенные выходные сигналы постоянного тока со стоек затем направляются в Систему преобразования мощности (PCS), которая представляет собой 4-квадрантный инвертор, преобразующий энергию постоянного тока в пригодное для использования электричество переменного тока.

Каким образом объекты BESS помогают стабилизировать электросеть?

Объекты BESS играют важную роль в стабилизации электросети. Они обеспечивают резервное питание во время отключений, помогают выравнивать нагрузку и помогают управлять колебаниями в поставках и спросе на электроэнергию. Благодаря быстрой зарядке и разрядке энергии объекты BESS могут поддерживать стабильность и надежность сети в таких ситуациях, как внезапные изменения в генерации возобновляемой энергии или неожиданные скачки спроса.

Каковы основные преимущества внедрения BESS?

Внедрение системы хранения энергии на основе аккумуляторов обеспечивает несколько ключевых преимуществ, включая повышение стабильности и надежности сети, более широкое использование возобновляемых источников энергии, снижение зависимости от электростанций на основе ископаемого топлива и потенциальную экономию средств за счет арбитража энергии и снижения пиковых расходов. Кроме того, технология BESS может обеспечить резервное питание во время чрезвычайных ситуаций, помогая минимизировать последствия отключений электроэнергии.

Кто является основными производителями технологии BESS?

На рынке технологий BESS присутствует множество производителей, среди которых ключевые игроки: Tesla, LG Chem, Samsung SDI, Panasonic и Deye, среди прочих. Эти производители предлагают ряд продуктов и решений для хранения энергии аккумуляторов, удовлетворяющих различным потребностям и приложениям в секторе возобновляемой энергетики. Сравнивая предложения этих ведущих производителей, вы можете найти правильное решение для ваших конкретных потребностей в хранении энергии.