Какво представлява системата за съхранение на енергия от батерията?

Батерия енергиен запас система (BESS) е устройство, което може да съхранява електрическа енергия под формата на химическа енергия и да я освобождава, когато е необходимо. BESS може да предостави различни ползи и услуги на електроенергийната система, като подобряване на интеграцията на възобновяема енергия, подобряване на качеството и надеждността на електроенергията, намаляване на пиковото търсене и понижаване на емисиите на парникови газове. BESS обаче е изправен и пред някои предизвикателства, като висока цена, проблеми с безопасността, въздействие върху околната среда и регулаторни бариери. В този блог ще представим какво е BESS, как работи, какви видове батерии се използват, какви технологии са включени и какви приложения и случаи на употреба са възможни.

Въведение

• Какво е система за съхранение на енергия от батерии (BESS) и как работи?
• Какви са предимствата и предизвикателствата от използването на BESS?
• Какви са основните приложения и случаи на използване на BESS?

!Система за съхранение на енергия от батерии)

Какво е система за съхранение на енергия от батерии (BESS) и как работи?

Системата за съхранение на енергия от батерии (BESS) е устройство, което може да съхранява електрическа енергия под формата на химическа енергия и да я освобождава, когато е необходимо. BESS се състои от три основни компонента: батерия, преобразувател на енергия и система за управление. Батерията е основният компонент, който преобразува електрическата енергия в химическа енергия и обратно. Преобразувателят на мощност е интерфейсът, който свързва батерията към мрежата или товара. Той може да преобразува променлив ток (AC) в постоянен ток (DC) или обратно, в зависимост от посоката на потока на мощността. Контролната система е мозъкът, който наблюдава и контролира работата на BESS. Той може да комуникира с оператора на мрежата, товара или други източници на енергия и да оптимизира производителността и ефективността на BESS.

Какви са предимствата и предизвикателствата от използването на BESS?

BESS може да предостави различни предимства и услуги на електроенергийната система, като например:

• Подобряване на интеграцията на възобновяема енергия: BESS може да съхранява излишната възобновяема енергия, когато производството е високо и търсенето е ниско, и да го освобождава, когато производството е ниско и търсенето е високо. Това може да намали ограничаването на възобновяемата енергия, да повиши нейното използване и да изглади нейните периодичност и променливост.
• Подобряване на качеството и надеждността на захранването: BESS може да осигури бърза и гъвкава реакция при колебания на напрежението и честотата, хармоници и други проблеми с качеството на захранването. BESS може също така да осигури резервно захранване и възможност за стартиране на черно в случай на прекъсване на мрежата или извънредни ситуации.
• Намаляване на пиковото търсене: BESS може да зарежда по време на извънпиковите часове, когато цената на електроенергията е ниска, и да разрежда по време на пиковите часове, когато цената на електроенергията е висока. Това може да намали пиковото търсене, да намали сметката за електроенергия и да отложи необходимостта от нов производствен и преносен капацитет.
• Намаляване на емисиите на парникови газове: BESS може да намали зависимостта от производство на базата на изкопаеми горива, особено в пиковите часове, и да увеличи дела на възобновяемата енергия в енергийния микс. Това може да намали емисиите на парникови газове и да смекчи въздействието от изменението на климата.

BESS обаче е изправен и пред някои предизвикателства, като например:

• Висока цена: BESS все още е относително скъп в сравнение с други енергийни източници, особено по отношение на капиталови разходи, разходи за експлоатация и поддръжка и разходи за целия живот. Цената на BESS зависи от много фактори, като типа на батерията, размера на системата, приложението и пазарните условия. Очаква се цената на BESS да намалее в бъдеще, тъй като технологията узрява и мащабът се увеличава, но все още може да бъде пречка за широкото приемане.
• Проблеми с безопасността: BESS включва високо напрежение, висок ток и висока температура, които представляват потенциални рискове от пожар, експлозия, изтичане и токов удар. BESS също така съдържа опасни материали, като метали, киселини и електролити, които могат да причинят опасности за околната среда и здравето, ако не бъдат правилно боравени и изхвърлени. BESS изисква строги стандарти за безопасност, разпоредби и процедури за осигуряване на безопасна работа и управление.
• Въздействия върху околната среда: BESS може да има отрицателни въздействия върху околната среда, като изчерпване на ресурсите, използване на земя, използване на вода, генериране на отпадъци и замърсяване. BESS изисква голямо количество суровини, като литий, кобалт, никел и мед, които са оскъдни и неравномерно разпределени в света. BESS също така консумира вода и земя за добив, производство, инсталиране и работа. BESS генерира отпадъци и емисии по време на жизнения си цикъл, което може да повлияе на качеството на въздуха, водата и почвата. BESS трябва да вземе предвид въздействието върху околната среда и да приеме устойчиви практики, за да ги минимизира.
• Регулаторни бариери: BESS е изправен пред някои регулаторни бариери, като неясна собственост, оценка и компенсация на услугите, предоставяни от BESS, липса на стандартизирани кодове и стандарти за взаимно свързване и работа на BESS и несигурност на бъдещия пазар и политическа среда за BESS. BESS трябва да преодолее тези регулаторни бариери и да създаде благоприятна и стабилна среда за своето развитие и внедряване.

Какви са основните приложения и случаи на използване на BESS?

BESS може да се използва за различни приложения и случаи на употреба, в зависимост от местоположението, размера и предназначението на системата. Някои от основните приложения и случаи на употреба са:

• BESS в мрежов мащаб: BESS в мрежов мащаб е широкомащабна система, която е свързана към преносната или разпределителната мрежа и предоставя услуги на мрежовия оператор или пазара на едро. BESS в мрежов мащаб може да се използва за регулиране на честотата, поддържане на напрежението, въртящ се резерв, поддържане на рампа, облекчаване на задръстванията и интегриране на възобновяема енергия.
• Разпределен BESS: Разпределеният BESS е малка система, която се намира в помещенията на клиента и предоставя услуги на клиента или пазара на дребно. Разпределеният BESS може да се използва за пиково бръснене, реакция на търсенето, подобряване на качеството на захранването, резервно захранване и собствена консумация на възобновяема енергия.
• Microgrid BESS: Microgrid BESS е система, която е интегрирана с микромрежа, която е локална мрежа от разпределени енергийни ресурси, която може да работи независимо или паралелно с основната мрежа. Microgrid BESS може да се използва за изравняване на натоварването, изолиране и устойчивост.

Видове BESS

• Какви са различните видове батерии, използвани в BESS?
• Какви са предимствата и недостатъците на всеки тип батерия?
• Как да изберете най-добрия тип батерия за вашите нужди?

!Видове BESS)

Какви са различните видове батерии, използвани в BESS?

Има много видове батерии, които могат да се използват в BESS, но най-често срещаните са:

• Оловно-киселинни батерии: Оловно-киселинните батерии са най-старият и най-широко използван тип батерии. Те се състоят от оловни пластини и електролит от сярна киселина. Те имат ниска цена, висока надеждност и дълъг живот. Въпреки това, те също имат ниска енергийна плътност, ниска ефективност и силно въздействие върху околната среда.
• Литиево-йонни батерии: Литиево-йонните батерии са най-популярният и усъвършенстван вид батерии. Те се състоят от литиево-метални или комбинирани електроди и органичен електролит. Те имат висока енергийна плътност, висока ефективност и ниско въздействие върху околната среда. Въпреки това, те също имат висока цена, проблеми с безопасността и ограничен живот.
• Проточни батерии: Проточните батерии са вид акумулаторни батерии, които използват течни електролити, съхранявани във външни резервоари. Те имат ниска енергийна плътност, висока ефективност и дълъг живот. Въпреки това, те също имат висока цена, ниска плътност на мощността и сложна система.
• Други видове батерии: Има и други видове батерии, които могат да се използват в BESS, като натриево-серни батерии, никел-кадмиеви батерии, никел-метал хидридни батерии и суперкондензатори. Те имат различни характеристики и производителност и могат да отговарят на различни приложения и случаи на употреба.

Какви са предимствата и недостатъците на всеки тип батерия?

Всеки тип батерия има своите предимства и недостатъци, които могат да бъдат обобщени в следната таблица:

Как да изберете най-добрия тип батерия за вашите нужди?

Няма еднозначен отговор на този въпрос, тъй като най-добрият тип батерия зависи от много фактори, като например:

• Приложението и случая на използване на BESS: Различните приложения и случаи на използване може да изискват различна производителност и характеристики на батерията, като мощност, енергия, време за разреждане, време за зареждане, живот на цикъла и време за реакция.
• Анализът на разходите и ползите на BESS: Анализът на разходите и ползите на BESS трябва да вземе предвид не само първоначалните капиталови разходи, но и разходите за експлоатация и поддръжка, разходите за целия живот и стойността на услугите, предоставяни от BESS.
• Наличността и достъпността на батерията: Наличността и достъпността на батерията може да зависи от предлагането и търсенето на суровини, производствения и транспортния капацитет, пазарната и политическата среда и местните условия и ресурси.

Следователно, най-добрият тип батерия за вашите нужди трябва да бъде избран въз основа на цялостна и цялостна оценка на горните фактори и може да варира в зависимост от случая. Можете да се консултирате с експерти, производители или доставчици на услуги, за да ви помогнат да вземете най-доброто решение.

Технология BESS

• Кои са ключовите компоненти и технологии на BESS?
• Как да оптимизирате производителността и ефективността на BESS?
• Как да гарантираме безопасността и надеждността на BESS?

!BESS Technology)

Кои са ключовите компоненти и технологии на BESS?

BESS се състои от три основни компонента: батерия, преобразувател на енергия и система за управление. Всеки компонент има свои собствени технологии и функции, които могат да бъдат описани по следния начин:

• Батерия: Батерията е основният компонент, който преобразува електрическата енергия в химическа енергия и обратно. Батерията има два основни подкомпонента: клетка и модул. Клетката е основната единица на батерията, която съдържа електродите, електролита и сепаратора. Клетката определя напрежението, капацитета и химията на батерията. Модулът е група от клетки, свързани последователно или паралелно, за да образуват по-голяма единица. Модулът определя мощността, енергията и конфигурацията на батерията. Батерията има и други подкомпоненти, като например системата за управление на батерията (BMS), системата за термично управление (TMS) и механичната структура. BMS отговаря за наблюдението и контрола на състоянието на заряд, здравословното състояние, температурата, тока и напрежението на батерията. TMS е отговорен за регулирането на температурата на батерията и предотвратяването на прегряване или преохлаждане. Механичната структура е отговорна за поддържането и защитата на батерията и осигурява нейната механична стабилност и цялост.
• Преобразувател на мощност: Преобразувателят на мощност е интерфейсът, който свързва батерията към мрежата или товара. Силовият преобразувател има два основни подкомпонента: инвертор и трансформатор. Инверторът е устройството, което преобразува DC в AC или AC в DC, в зависимост от посоката на потока на мощността. Инверторът определя честотата, формата на вълната и качеството на изходната мощност. Трансформаторът е устройството, което променя нивото на напрежението на мощността, като го повишава или намалява. Трансформаторът определя нивото на напрежението и импеданса на изходната мощност. Преобразувателят на мощност има и други подкомпоненти, като филтър, превключвател и контролер. Филтърът е отговорен за изглаждането и филтрирането на изходната мощност и намаляването на хармониците и шума. Превключвателят е отговорен за включването и изключването на захранването и контролирането на потока на мощността. Контролерът е отговорен за регулирането и синхронизирането на изходната мощност и комуникацията с мрежата или товара.
• Система за управление: Системата за управление е мозъкът, който наблюдава и контролира работата на BESS. Системата за управление има два основни подкомпонента: локален контролер и централен контролер. Локалният контролер е устройството, което контролира отделните компоненти на BESS, като батерията, преобразувателя на мощността и защитните устройства. Локалният контролер определя режима на работа, зададената точка и стратегията за управление на BESS. Централният контролер е устройството, което координира множеството BESS единици или други енергийни източници, като например мрежата, натоварването или възобновяемата енергия. Централният контролер определя оптималното изпращане, планирането и агрегирането на BESS. Системата за управление има и други подкомпоненти, като сензор, измервателен уред и комуникационно устройство. Сензорът е отговорен за измерването и събирането на данни от BESS, като напрежение, ток, мощност, енергия, температура и състояние. Измервателният уред е отговорен за записването и показването на данните на BESS, като например потреблението на енергия, генерирането на енергия и приходите. Комуникационното устройство отговаря за предаването и получаването на данните и командите на BESS, като мрежовия сигнал, пазарния сигнал и потребителския интерфейс.

Приложение BESS

• Как да интегрираме BESS с възобновяеми енергийни източници като вятър и слънце?
• Как да използвам BESS за пиково бръснене, микромрежи и резервно захранване?
• Как да използвам BESS за поддръжка и стабилност на мрежата?

!BESS приложение)

Как да интегрираме BESS с възобновяеми енергийни източници като вятър и слънце?

BESS може да се интегрира с възобновяеми енергийни източници (ВЕИ) като вятър и слънчева енергия, за да се увеличи тяхното навлизане и използване в електроенергийната система. Има два основни начина за интегриране на BESS с ВЕИ: съвместно разполагане и хибридизация.

• Съвместно разполагане: Съвместното разполагане означава, че BESS и RES са инсталирани на едно и също място и свързани към една и съща точка на общо свързване (PCC). Съвместното разполагане може да намали загубите при пренос и разпределение, да увеличи местното потребление на ВЕИ и да осигури спомагателни услуги към мрежата. Съвместното разполагане може да бъде или зад брояча (BTM), или пред брояча (IFOM). BTM означава, че BESS и RES са свързани към потребителската страна на измервателния уред и обслужват натоварването на клиента. IFOM означава, че BESS и RES са свързани към мрежата на електромера и участват в пазара на едро.
• Хибридизация: Хибридизацията означава, че BESS и RES са комбинирани в една система и работят като едно цяло. Хибридизацията може да оптимизира работата и контрола на BESS и RES и да подобри тяхната производителност и ефективност. Хибридизацията може да бъде или AC-свързана, или DC-свързана. AC-coupled означава, че BESS и RES са свързани към една и съща AC шина и използват отделни инвертори. DC-свързан означава, че BESS и RES са свързани към една и съща DC шина и използват един инвертор.

Как да използвам BESS за пиково бръснене, микромрежи и резервно захранване?

BESS може да се използва за пиково бръснене, микромрежи и резервно захранване, за да се намалят разходите за електроенергия, да се подобри надеждността и да се подобри устойчивостта на енергийната система. Някои примери са:

• Пиково бръснене: Пиковото бръснене означава, че BESS се зарежда в извънпиковите часове, когато цената на електроенергията е ниска, и се разрежда в пиковите часове, когато цената на електроенергията е висока. Намаляването на пиковите натоварвания може да намали пиковите нужди, да намали сметката за електричество и да отложи нуждата от нов производствен и преносен капацитет. Пиковото бръснене може да се извърши както от мрежа, така и от разпределен BESS, в зависимост от пазарната структура и тарифната схема.
• Микромрежи: Микромрежите са локални мрежи от разпределени енергийни ресурси, които могат да работят независимо или паралелно с основната мрежа. Микромрежите могат да осигурят надеждна и чиста енергия за отдалечени или изолирани райони, критични товари или общности. BESS може да се интегрира с микрорешетки, за да осигури изравняване на натоварването, разделяне и устойчивост. Изравняването на натоварването означава, че BESS балансира предлагането и търсенето на микромрежата и намалява колебанията и вариациите на мощността. Островното означава, че BESS позволява на микромрежата да се изключи от главната мрежа и да работи автономно в случай на прекъсване на мрежата или извънредни ситуации. Устойчивостта означава, че BESS помага на микромрежата да се възстанови и да възстанови нормалната си работа след смущение или повреда.
• Резервно захранване: Резервното захранване означава, че BESS осигурява аварийно захранване на товара в случай на прекъсване на мрежата или повреди. Резервното захранване може да подобри надеждността и сигурността на захранването и да предотврати загуба на данни, производство или живот. Резервното захранване може да бъде осигурено както от мрежов мащаб, така и от разпределен BESS, в зависимост от размера и продължителността на натоварването и прекъсването.

Как да използвам BESS за поддръжка и стабилност на мрежата?

BESS може да се използва за поддръжка и стабилност на мрежата за предоставяне на различни спомагателни услуги на оператора на мрежата или на пазара, като регулиране на честотата, поддръжка на напрежението, въртящ се резерв, поддръжка на рампа, облекчаване на задръстванията и интегриране на възобновяема енергия. Някои примери са:

• Регулиране на честотата: Регулирането на честотата означава, че BESS регулира изходната си мощност, за да поддържа честотата на мрежата в определен диапазон. Регулирането на честотата може да подобри качеството на захранването и стабилността на системата и да компенсира дисбаланса между генерирането и товара. Регулирането на честотата може да бъде осигурено както от мрежов мащаб, така и от разпределен BESS, в зависимост от пазарния механизъм и схемата на участие.
• Поддържане на напрежение: Поддържането на напрежение означава, че BESS инжектира или абсорбира реактивна мощност, за да поддържа напрежението на мрежата в определен диапазон. Поддържането на напрежение може да подобри качеството на захранването и стабилността на системата и да компенсира спада или покачването на напрежението, причинено от импеданса на линията или промяната на натоварването. Поддържането на напрежение може да бъде осигурено както от мрежов мащаб, така и от разпределен BESS, в зависимост от конфигурацията на мрежата и стратегията за управление.
• Резерв при въртене: Резерв при въртене означава, че BESS запазва определено количество изходна мощност, за да отговори на внезапно увеличаване или намаляване на товара или генерирането. Резервът при въртене може да подобри надеждността и сигурността на електрозахранването и да предотврати срив или спиране на системата. Резервът за въртене може да бъде осигурен от BESS в мащаб на мрежата, в зависимост от изискванията на пазара и наличността на BESS.
• Подкрепа за нарастване: Подкрепата за нарастване означава, че BESS увеличава или намалява своята изходна мощност, за да следва нарастването или намаляването на генерирането или товара. Подкрепата за увеличаване може да подобри ефективността и гъвкавостта на енергийната система и да изглади периодичността и променливостта на възобновяемата енергия. Подкрепата за увеличаване може да бъде осигурена както от мрежа, така и от разпределен BESS, в зависимост от състоянието на мрежата и възобновяемото проникване.
• Облекчаване на задръстванията: Облекчаването на задръстванията означава, че BESS намалява потока на енергия по претоварените линии или възли на мрежата. Облекчаването на задръстванията може да подобри работата и икономиката на електроенергийната система и да избегне претоварването или ограничаването на производството или товара. Облекчаването на претоварването може да бъде осигурено от BESS в мащаб на мрежата, в зависимост от топологията на мрежата и нивото на претоварване.
• Интеграция на възобновяема енергия: Интеграцията на възобновяема енергия означава, че BESS съхранява излишната възобновяема енергия, когато производството е високо и търсенето е ниско, и я освобождава, когато производството е ниско и търсенето е високо. Интегрирането на възобновяемата енергия може да намали ограничаването на възобновяемата енергия, да увеличи нейното използване и да изглади нейните прекъсвания и променливост. Интегрирането на възобновяема енергия може да бъде осигурено както от мрежов мащаб, така и от разпределен BESS, в зависимост от местоположението и размера на възобновяемата енергия.

Заключение

• Какви са настоящите тенденции и бъдещи перспективи на BESS?
• Какви са най-добрите практики и съвети за използване на BESS?

Какви са настоящите тенденции и бъдещи перспективи на BESS?

BESS е бързо развиваща се и развиваща се област, която има много възможности и предизвикателства в енергийната система. Някои от настоящите тенденции и бъдещи перспективи на BESS са:

• Увеличаващо се търсене и внедряване на BESS: Търсенето и внедряването на BESS се очаква да се увеличат значително през следващите години, водени от нарастващото навлизане на възобновяемата енергия, нарастващите цени на електроенергията, подобряването на цената и производителността на батериите и поддържащите политики и стимули. Според доклад на BloombergNEF, глобалният кумулативен инсталиран капацитет на BESS се очаква да достигне 741 GWh до 2030 г., което е 31-кратно увеличение спрямо 2019 г.
• Разнообразяване на приложенията и случаите на използване на BESS: Приложенията и случаите на използване на BESS се очаква да се разнообразят и разширят в бъдеще, обхващайки различни сектори и услуги, като транспорт, индустрия, сгради и селско стопанство. BESS може също така да активира нови бизнес модели и потоци от стойност, като виртуални електроцентрали, peer-to-peer търговия и трансактивна енергия.
• Иновационни технологии и решения на BESS: Технологиите и решенията на BESS се очаква да бъдат иновативни и напреднали в бъдеще, подобрявайки производителността и ефективността на BESS и намалявайки разходите и въздействието на BESS върху околната среда. Някои от нововъзникващите технологии и решения на BESS са твърдотелни батерии, батерии за втори живот, съхранение на водород и блокчейн.

Какви са най-добрите практики и съвети за използване на BESS?

BESS е сложна и динамична система, която изисква внимателно планиране, проектиране, експлоатация и управление. Някои от най-добрите практики и съвети за използване на BESS са:

• Провеждане на проучване за осъществимост и анализ на разходите и ползите на BESS: Преди да инсталирате или използвате BESS, е важно да проведете проучване на осъществимостта и анализ на разходите и ползите на BESS, за да оцените техническите, икономическите и екологичните аспекти на BESS, и да сравните алтернативите и опциите на BESS. Това може да помогне за определяне на оптималния размер, тип, местоположение и конфигурация на BESS и за оценка на възвръщаемостта на инвестицията и периода на изплащане на BESS.
• Изберете правилния тип батерия и правилния доставчик на BESS: Както беше обсъдено по-рано, има много видове батерии, които могат да се използват в BESS, всяка със своите предимства и недостатъци. Важно е да изберете правилния тип батерия, която отговаря на вашите нужди и предпочитания, и да вземете предвид фактори като производителност, цена, продължителност на живота, безопасност и въздействие върху околната среда на батерията. Също така е важно да изберете правилния доставчик на BESS, който може да осигури надеждни, висококачествени и персонализирани продукти и услуги и който може да предложи гаранция, поддръжка и поддръжка за BESS.
• Оптимизирайте работата и контрола на BESS: Работата и контролът на BESS са от решаващо значение за максимизиране на ползите и минимизиране на рисковете от BESS. Важно е да се оптимизира работата и контрола на BESS, като се използват интелигентни алгоритми, анализ на данни и изкуствен интелект и като се вземат предвид фактори като състоянието на мрежата, пазарния сигнал, потребителското търсене и състоянието на батерията. Също така е важно да наблюдавате и управлявате BESS, като използвате сензори, измервателни уреди и комуникационни устройства и чрез събиране и анализиране на данните и обратната връзка от BESS.