Jaka jest zasada działania akumulatorowego systemu magazynowania energii?

System magazynowania energii akumulatorowej (BESS) to kluczowa technologia w nowoczesnym krajobrazie energetycznym, odgrywająca kluczową rolę w równoważeniu podaży i popytu na energię, integracji odnawialnych źródeł energii i zwiększaniu stabilności sieci. Jako wiodący dostawca akumulatorowych systemów magazynowania energii z radością podzielę się z Państwem zasadą działania tej niezwykłej technologii.

Podstawowe elementy systemu magazynowania energii akumulatorowej

Przed zagłębieniem się w zasadę działania konieczne jest zrozumienie kluczowych elementów BESS. Typowy BESS składa się z następujących głównych części:

1. Moduły akumulatorowe: Są to serce systemu, w którym energia elektryczna jest magazynowana w postaci chemicznej. W BESS można stosować różne typy akumulatorów, takie jak akumulatory litowo-jonowe (np. LiFePO4), akumulatory ołowiowo-kwasowe i akumulatory przepływowe. Wśród nich szeroko stosowane są akumulatory litowo-jonowe ze względu na ich wysoką gęstość energii, długą żywotność i stosunkowo niski współczynnik samorozładowania. Na przykład naszSystem magazynowania energii Pojemnik LiFePO4wykorzystuje zaawansowaną technologię akumulatorów LiFePO4, oferując wysoką wydajność i niezawodność.
2. System zarządzania baterią (BMS): BMS jest odpowiedzialny za monitorowanie i sterowanie modułami akumulatorowymi. Mierzy parametry, takie jak napięcie, prąd, temperatura i stan naładowania (SOC) każdego ogniwa akumulatora. Dzięki temu zapewnia bezpieczną i wydajną pracę akumulatorów, zapobiegając przeładowaniu, nadmiernemu rozładowaniu i przegrzaniu. BMS równoważy także ładunek pomiędzy ogniwami akumulatora, aby wydłużyć ich żywotność.
3. System konwersji mocy (PCS): PCS działa jako interfejs pomiędzy modułami akumulatorowymi a siecią elektryczną lub obciążeniem. Może konwertować prąd stały (DC) z akumulatorów na prąd przemienny (AC) do wykorzystania w sieci lub po stronie obciążenia. I odwrotnie, podczas procesu ładowania przekształca prąd przemienny z sieci na prąd stały w celu ładowania akumulatorów. PCS kontroluje również przepływ mocy oraz reguluje napięcie i częstotliwość, aby dopasować je do wymagań sieci.
4. System sterowania: System ten zarządza całością działania BESS. Otrzymuje sygnały od operatora sieci lub innych ośrodków kontrolnych i podejmuje decyzje o tym, kiedy naładować lub rozładować akumulatory, w oparciu o takie czynniki, jak ceny energii elektrycznej, zapotrzebowanie sieci i dostępność energii odnawialnej.

Zasada działania ładowania

Proces ładowania BESS rozpoczyna się, gdy w sieci występuje nadmiar energii elektrycznej lub gdy ładowanie akumulatorów jest opłacalne. Oto wyjaśnienie krok po kroku, jak działa proces ładowania:

1. Podłączenie źródła zasilania: BESS jest podłączony do źródła zasilania, którym może być sieć elektryczna, generator energii odnawialnej (taki jak panel słoneczny lub turbina wiatrowa) lub kombinacja obu. Korzystając z odnawialnych źródeł energii, BESS może magazynować nadwyżkę energii, która w przeciwnym razie zostałaby zmarnowana, gdy produkcja przekroczy bezpośrednie zapotrzebowanie.
2. Konwersja AC-na-DC: PCS pobiera prąd przemienny ze źródła zasilania i przekształca go w prąd stały. Ta konwersja jest konieczna, ponieważ akumulatory przechowują energię w postaci prądu stałego. PCS reguluje również prąd i napięcie ładowania, aby zapewnić bezpieczne i wydajne ładowanie akumulatorów.
3. Ładowanie baterii: Zasilanie prądem stałym z PCS jest następnie przesyłane do modułów akumulatorowych. Wewnątrz akumulatora zachodzi reakcja chemiczna, w wyniku której energia elektryczna zostaje magazynowana w postaci energii chemicznej. Na przykład w akumulatorze litowo-jonowym jony litu przemieszczają się podczas ładowania z elektrody dodatniej (katody) do elektrody ujemnej (anody) poprzez elektrolit.
4. Monitorowanie BMS: Przez cały proces ładowania BMS stale monitoruje parametry akumulatora. Kiedy akumulator osiągnie stan pełnego naładowania (SOC = 100%), BMS wysyła sygnał do PCS, aby zatrzymać proces ładowania i zapobiec przeładowaniu.

Zasada działania rozładowywania

Proces rozładowywania BESS uruchamiany jest w przypadku dużego zapotrzebowania na energię elektryczną w sieci lub gdy cena energii elektrycznej jest wysoka. Oto jak to działa:

1. Sygnał popytu: System sterowania BESS otrzymuje sygnał wskazujący na konieczność rozładowania akumulatorów. Sygnał ten może pochodzić od operatora sieci, systemu inteligentnej sieci lub lokalnej jednostki sterującej.
2. Konwersja DC-na-AC: PCS pobiera prąd stały z modułów akumulatorowych i przekształca go w prąd przemienny. PCS dostosowuje również napięcie i częstotliwość prądu przemiennego, aby dopasować je do wymagań sieci lub obciążenia.
3. Dostarczanie mocy: Przekonwertowana moc prądu przemiennego jest następnie przesyłana do sieci lub obciążenia. Na przykład w okresach szczytowego zapotrzebowania BESS może dostarczać energię do sieci, aby pomóc sprostać zwiększonemu obciążeniu, zmniejszając w ten sposób obciążenie sieci i potencjalnie unikając przerw w dostawie prądu.
4. Monitorowanie BMS: Podobnie jak w przypadku procesu ładowania, BMS monitoruje parametry akumulatora podczas rozładowywania. Kiedy stan naładowania akumulatora osiągnie pewien niski poziom (np. SOC = 20%), BMS wysyła sygnał do PCS, aby zatrzymał proces rozładowywania, aby zapobiec nadmiernemu rozładowaniu.

Zastosowania akumulatorowych systemów magazynowania energii

Bateryjne systemy magazynowania energii mają szeroki zakres zastosowań, w tym:

1. Stabilizacja siatki: BESS może pomóc zrównoważyć podaż i popyt na energię elektryczną w sieci. Magazynując nadwyżkę energii poza godzinami szczytu i uwalniając ją w godzinach szczytu, może wygładzić wahania w wytwarzaniu i zużyciu energii, poprawiając stabilność i niezawodność sieci.
2. Integracja OZE: Odnawialne źródła energii, takie jak energia słoneczna i wiatrowa, mają charakter nieciągły. BESS może magazynować energię wytwarzaną przez te źródła, gdy jest ona dostępna, i uwalniać ją, gdy istnieje zapotrzebowanie, dzięki czemu energia odnawialna jest bardziej niezawodna i przewidywalna. NaszKontenerowe magazynowanie energiirozwiązania są szczególnie odpowiednie dla dużych projektów integracji energii odnawialnej.
3. Szczytowe golenie: Klienci przemysłowi i komercyjni mogą korzystać z BESS w celu zmniejszenia swoich rachunków za energię elektryczną poprzez rozładowywanie akumulatorów w okresach szczytowego zapotrzebowania, gdy ceny energii elektrycznej są wysokie, i ładowanie ich poza szczytami, gdy ceny są niskie.
4. Zasilanie rezerwowe: BESS może zapewnić zasilanie awaryjne w przypadku awarii sieci. W przypadku obiektów krytycznych, takich jak szpitale, centra danych i stacje telekomunikacyjne, niezawodny BESS może zapewnić ciągłą pracę podczas przerw w dostawie prądu. NaszAkumulator do montażu w stojakuto idealny wybór do zastosowań związanych z zasilaniem rezerwowym.

Wniosek

Podsumowując, akumulatorowy system magazynowania energii jest złożoną, ale wysoce efektywną technologią, która odgrywa kluczową rolę we współczesnej infrastrukturze energetycznej. Rozumiejąc jego zasadę działania, możemy lepiej docenić jego zalety i potencjalne zastosowania. Jako wiodący dostawca akumulatorowych systemów magazynowania energii, dokładamy wszelkich starań, aby dostarczać wysokiej jakości, niezawodne i opłacalne rozwiązania, aby sprostać różnorodnym potrzebom naszych klientów.

Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na temat naszych systemów magazynowania energii akumulatorowej lub chciałbyś omówić potencjalne zamówienie, skontaktuj się z nami. Z niecierpliwością czekamy na możliwość współpracy z Państwem i przyczynienia się do bardziej zrównoważonej i niezawodnej przyszłości energetycznej.

Referencje

• Kempton, W. i Tomić, J. (2005). Podstawy zasilania pojazdu do sieci: Obliczanie wydajności i przychodów netto. Journal of Power Sources, 144(1), 268 - 279.
• Lund, H. i Mathiesen, BV (2009). Analiza systemu energetycznego systemów energii w 100% odnawialnej – przypadek Danii w roku 2030. Energia, 34(5), 524 - 531.
• Lu, L., Han, X., Li, J., Hua, J. i Ouyang, M. (2013). Przegląd kluczowych zagadnień zarządzania akumulatorami litowo-jonowymi w pojazdach elektrycznych. Journal of Power Sources, 226, 272 - 288.