Какво е система за съхранение на енергия в батерии (BESS)?

Система за съхранение на електрическа енергия в батерии (BESS) е устройство, което съхранява електрическа енергия в батерии за по-нататъшна употреба. То се зарежда от електропреносната мрежа, слънчеви панели или други източници на енергия по време на периоди с ниско търсене или високо производство и разтоварва по време на върховото търсене или когато производството е недостъпно. За търговските и индустриални покупатели е важно да разбират архитектурата на BESS, възможностите за химически състав на батериите и класификацията по мащаб, за да вземат обосновани решения при набавката.

Основни компоненти на BESS

Системата за съхранение на енергия в батерии се състои от пет основни компонента. Батерийните модули съхраняват електрическата енергия, обикновено чрез клетки от литиево-железо-фосфат (LiFePO4) или никел-манган-кобалт (NMC). Системата за управление на батерията (BMS) следи напрежението, температурата и тока на отделните клетки и осигурява многослойна защита срещу прекомерно зареждане, прекомерно разреждане и термични инциденти. Системата за преобразуване на мощност (PCS) или инверторът преобразува постояннотоковия изход от батерията в променлив ток за свързване към електропреносната мрежа или към натоварването. Кожухът осигурява защита от външни фактори, като степента на защита IP65 е подходяща за външна инсталация. Системата за термично управление регулира температурата на батерията, за да се поддържа нейната производителност и безопасност. Модулите LiFePO4 с размери 651,5 мм x 445 мм x 235 мм и номинално напрежение 51,2 V и капацитет 100 Ah интегрират тези компоненти в компактен, монтиран на стена формат.

Сравнение на химичния състав на батериите

Изборът на химията на батерията определя профила на безопасността, цикловия живот и общата стойност на притежание на системата за съхранение на електрическа енергия (BESS). Батериите LiFePO4 постигат устойчивост към термичен разпад при температури над 500 °C, докато клетките NMC достигат термичен разпад при около 200 °C. LiFePO4 осигурява 6000 или повече цикъла на зареждане в сравнение с 2000–3000 цикъла за NMC. За приложения, изискващи срок на експлоатация от 10 или повече години, по-дългият циклов живот на LiFePO4 намалява честотата на подмяна и намалява общата стойност на притежание. Сертификатите CE, RoHS и UN38.3 потвърждават, че батерийната система отговаря на международните стандарти за безопасност, околната среда и транспортиране.

Класификация на системите за съхранение на електрическа енергия (BESS) според мащаба

Системите за съхранение на енергия в батерии се класифицират по капацитет и приложение на три мащаба. Битовите системи за съхранение на енергия в батерии (BESS) използват модули, монтирани на стена, с капацитет 5,12 kWh на единица, обикновено конфигурирани за общ капацитет от 5 до 20 kWh, и служат за резервно захранване на домакинствата и за самопотребление на енергия от слънчеви панели. Комерсиалните и индустриални (C&I) системи за съхранение на енергия в батерии имат капацитет от 20 kWh до няколко мегаватчаса и подпомагат намаляването на пиковото натоварване, намаляването на таксите за максимално натоварване и осигуряването на резервно захранване за търговски обекти. Системите за съхранение на енергия в батерии за електроенергийни мрежи надвишават 1 MWh и предоставят услуги за електроенергийната мрежа, като например регулиране на честотата, интеграция на възобновяеми енергийни източници и гарантиране на мощността. Проектът за слънчева паркингова конструкция с мощност 1,5 MW в Бразилия демонстрира интеграцията на C&I-мащабна система за съхранение на енергия в батерии с генериране на слънчева енергия.

Ключови приложения

Системите за съхранение на електрическа енергия (BESS) намират приложение в жилищния, търговския и енергийния сектор. За домакинствата BESS осигурява резервно захранване по време на прекъсвания и максимизира собственото потребление на енергия от слънчеви панели. За търговските обекти системата намалява таксите за върховото електрическо натоварване, осигурява непрекъснато захранване и подпомага управлението на енергийните разходи. За автономни и отдалечени местности BESS осигурява независимост от възобновяеми източници на енергия. Инсталация в Малдивите, която генерира 15 милиона кВтч електроенергия годишно и намалява използването на дизелово гориво с 50 тона годишно, демонстрира как BESS замества дизеловите генератори в островни и автономни енергийни системи. Съоръжения за съхранение, интегрирани в слънчеви паркинги, с капацитети от 3,84 кВтч, 7,68 кВтч, 11,52 кВтч и 15,36 кВтч, обслужват обекти, които комбинират паркингова инфраструктура с производство на енергия.

Безопасност и доказана ефективност при внедряване

Рекордът за безопасност на технологията за системи за съхранение на електроенергия (BESS) е критичен критерий при набавката. Повече от 30 000 монтирани на стена единици за съхранение на енергия с литиево-железо-фосфатни (LiFePO4) батерии са инсталирани в Германия, Австралия и Япония без нито един докладван инцидент, свързан с безопасността. Тази история на разгърнати системи, заедно с прага за термичен разгон над 500 °C и защитата от външни влияния според стандарт IP65, потвърждава надеждността на LiFePO4 BESS в различни климатични условия и среди за инсталация. Многослойната система за защита на системата за управление на батериите (BMS), включваща защита от прекомерно напрежение, недостатъчно напрежение, прекомерен ток, късо съединение и прекомерна температура, гарантира безопасността на експлоатацията през целия експлоатационен живот на системата.

Интеграция с възобновяема енергия

Системата за съхранение на електроенергия (BESS) се интегрира със слънчеви панели, вятърни турбини и хибридни енергийни системи, за да изглади прескачащото производство и да осигури стабилен изход на електроенергия. При комбиниране със слънчеви паркинги BESS съхранява излишната слънчева енергия през деня за употреба през нощта, което подобрява автономността на обекта по отношение на възобновяема енергия. Акумулаторната батерия с ролково-десков дизайн и капацитет от 2–20 kWh осигурява преносимо съхранение, което може да се премества според промените в генериращите активи. Слънчевите инвертори и следящите крепежни скоби, включително едноосеви и двуосеви конструкции, работят заедно с BESS, за да оптимизират улавянето на слънчева енергия и времето на доставяне на енергия.

Често задавани въпроси

В: Какво означава абревиатурата BESS в областта на съхранението на енергия?

О: BESS е съкращение от Battery Energy Storage System (система за съхранение на електроенергия чрез батерии). Това е система, която съхранява електрическа енергия в батерии за последваща употреба и се състои от батерийни модули, система за управление на батерии (BMS), система за преобразуване на мощност (PCS), корпус и система за термично управление.

В: Каква е разликата между LiFePO4 и NMC за BESS?

A: LiFePO4 предлага устойчивост към термичен разпад при температури над 500 °C и повече от 6000 цикъла на зареждане, докато NMC достига термичен разпад при около 200 °C и 2000–3000 цикъла. LiFePO4 осигурява по-дълъг експлоатационен живот и по-високи нива на безопасност за системи за съхранение на електрическа енергия (BESS).

В: Какъв размер BESS ми е необходим за моето приложение?

О: За битови приложения обикновено се използват стенни системи с капацитет от 5 до 20 kWh. Търговските обекти изискват системи с капацитет от 20 kWh до няколко мегаватчаса. Системите за електроенергийни мрежи имат капацитет над 1 MWh. Интегрираните в слънчеви паркинги системи за съхранение предлагат варианти с капацитет от 3,84 до 15,36 kWh за обекти, които комбинират паркинг с генериране на енергия.