Mikä on paristosähkönvarastojärjestelmä (BESS)?

Akkuenergian varastointijärjestelmä (BESS) on laite, joka varastoi sähköenergiaa akkuihin myöhempää käyttöä varten. Se latautuu sähköverkosta, aurinkopaneeleista tai muista sähköntuotantolähteistä alhaisen kysynnän tai korkean tuotannon aikana ja purkautuu huippukulutuksen aikana tai kun sähköntuotanto ei ole saatavilla. Kaupallisille ja teollisille ostajille on tärkeää ymmärtää BESS:n arkkitehtuuri, akkukemialliset vaihtoehdot ja mittakaavaluokittelut, jotta he voivat tehdä informoituja hankintapäätöksiä.

BESS:n peruskomponentit

Akkuenergian varastointijärjestelmä koostuu viidestä pääkomponentista. Akkumoduulit varastoivat sähköenergian, yleensä litium-rautafosfaatti- (LiFePO4) tai nikkeli-mangaani-koboltti- (NMC) soluilla. Akkujen hallintajärjestelmä (BMS) seuraa yksittäisten solujen jännitettä, lämpötilaa ja virtaa ja tarjoaa monitasoisen suojan liialliselta lataukselta, liialliselta purkautumiselta ja lämpötilahäiriöiltä. Tehdonmuuntajajärjestelmä (PCS) tai invertteri muuntaa akun tasavirtatulosteen vaihtovirraksi verkko- tai kuormaliitosta käytettäväksi. Kotelointi tarjoaa ympäristönsuojan, ja IP65-luokituksen omaavat kotelot soveltuvat ulkokäyttöön. Lämpöhallintajärjestelmä säätää akkujen lämpötilaa suorituskyvyn ja turvallisuuden varmistamiseksi. LiFePO4-moduulit, joiden mitat ovat 651,5 mm × 445 mm × 235 mm ja joiden nimellisjännite on 51,2 V ja kapasiteetti 100 Ah, integroivat nämä komponentit tiukkaan, seinään kiinnitettävään muotoon.

Akun kemiallinen vertailu

Akun kemiallinen koostumus määrittää BESS-järjestelmän turvallisuuden, käyttöikäsyklien määrän ja kokonaishuoltokustannukset. LiFePO4-akut kestävät lämpötilan nousua yli 500 asteikkoon Celsius asti ennen kuin niissä tapahtuu lämpökuuluminen, kun taas NMC-akut saavuttavat lämpökuulumisen noin 200 asteikkoon Celsius asti. LiFePO4-akut kestävät 6000 tai useampia lataussyklejä, kun taas NMC-akkujen lataussyklien määrä on 2000–3000. Sovelluksissa, joissa vaaditaan yli 10 vuoden käyttöikää, LiFePO4-akkujen pidempi käyttöikä vähentää korvausten tarvetta ja alentaa kokonaishuoltokustannuksia. CE-, RoHS- ja UN38.3-sertifikaatit vahvistavat, että akkujärjestelmä täyttää kansainväliset turvallisuus-, ympäristö- ja kuljetusstandardit.

BESS-järjestelmien mittakaavan luokittelu

Akun energiavarannonsäilytysjärjestelmät luokitellaan kapasiteetin ja käyttötarkoituksen mukaan kolmeen mittakaavaan. Kotitalouksien akun energiavarannonsäilytysjärjestelmä (BESS) käyttää seinään kiinnitettäviä moduuleja, joiden kapasiteetti on 5,12 kWh yksikköä kohden, ja niitä käytetään tyypillisesti 5–20 kWh:n kokonaiskapasiteetin saavuttamiseen kotitalouksien energiavarmuuden ja aurinkosähkön omaan kulutukseen varastoimisen tukemiseen. Kaupallisten ja teollisten (C&I) akun energiavarannonsäilytysjärjestelmien kapasiteetti vaihtelee 20 kWh:sta useisiin megawattituntiin, ja niitä käytetään huippukulutuksen tasaukseen, kuormituskulujen vähentämiseen ja kaupallisille tiloille varavoiman tarjoamiseen. Verkkotasoiset akun energiavarannonsäilytysjärjestelmät ylittävät 1 MWh:n ja tarjoavat sähköverkolle palveluita, kuten taajuussäädintä, uusiutuvan energian integrointia ja kapasiteetin vahvistamista. Brasilian 1,5 MW:n aurinkosähköautopaikan hanke osoittaa kaupallisten ja teollisten mittakaavan akun energiavarannonsäilytysjärjestelmän integrointia aurinkosähköntuotannon kanssa.

Tärkeät sovellukset

BESS-sovellukset kattavat asuintalojen, kaupallisten ja hyödyntäjäkohtaisten sektoreiden. Kotitalouksille BESS tarjoaa varavirtaa sähkökatkojen aikana ja maksimoi aurinkoenergian omaa kulutusta. Kaupallisille tiloille järjestelmä vähentää huippukulutuksen aiheuttamia maksuja, tarjoaa jatkuvan virransyötön ja tukee energiakustannusten hallintaa. Verkkoon kytkemättömissä ja etäisissä paikoissa BESS mahdollistaa uusiutuvan energian riippumattomuuden. Malediivien asennus, joka tuottaa vuosittain 15 miljoonaa kWh ja vähentää dieselkäyttöä 50 tonnilla vuodessa, osoittaa, kuinka BESS korvaa dieselgeneraattoreita saarilla ja verkkoon kytkemättömissä ympäristöissä. Aurinkosuojan integroitu varastointijärjestelmä on saatavilla kapasiteeteissa 3,84 kWh, 7,68 kWh, 11,52 kWh ja 15,36 kWh ja soveltuu kiinteistöihin, joissa yhdistetään pysäköintiinfrastruktuuri ja energiantuotanto.

Turvallisuus ja käyttöönottohistoria

BESS-teknologian turvallisuusrekisteri on keskeinen hankintakriteeri. Yli 30 000 seinään kiinnitettävää LiFePO4-energianvarastointiyksikköä on asennettu Saksassa, Australiassa ja Japanissa ilman yhtään ilmoitettua turvallisuusongelmaa. Tämä asennushistoria yhdessä 500+ asteen Celsiusin lämpötilan kriittisen rajan ja IP65-ympäristönsuojauksen kanssa osoittaa LiFePO4-BESS-järjestelmien luotettavuutta erilaisissa ilmastoloissa ja asennusympäristöissä. BMS:n monitasoinen suojajärjestelmä, johon kuuluvat yli- ja alijännitesuojaus, ylikuormitussuojaus, oikosulkusuojaus sekä ylilämpötilasuojaus, varmistaa käyttöturvallisuuden koko järjestelmän käyttöiän ajan.

Integraatio uusiutuvan energian kanssa

BESS-järjestelmä integroituu aurinkopaneeleihin, tuuliturbiineihin ja hybridivoimalaitoksiin tasallaan epäjatkuvaa sähköntuotantoa ja tarjoaa vakautta sähkön tuotantoon. Kun BESS-yksikkö yhdistetään aurinkosuojavarastoihin, se varastoi päivällä tuotettua ylimääräistä aurinkoenergiaa käytettäväksi yöllä, mikä parantaa laitoksen uusiutuvan energian itse riittävyyttä. Liukuvan työpöydän tyyppinen energiavarastobatteria, jonka kapasiteetti on 2–20 kWh, tarjoaa kannettavan varastointiratkaisun, joka voidaan siirtää uudelleen, kun sähköntuotantolaitteet muuttuvat. Aurinkoinvertterit ja seurantalaitteet, mukaan lukien yksi- ja kaksiakseliset mallit, toimivat yhdessä BESS-järjestelmän kanssa optimoidakseen aurinkoenergian keruu- ja energiantoimitusaikataulun.

UKK

K: Mitä BESS tarkoittaa energiavarastossa?

V: BESS tarkoittaa akkuenergiavarastojärjestelmää (Battery Energy Storage System). Se on järjestelmä, joka varastoi sähköenergiaa akkuihin myöhempää käyttöä varten ja johon kuuluu akkumoduulit, akkujen hallintajärjestelmä, tehonmuunnosjärjestelmä, kotelointi ja lämmönhallinta.

K: Mikä on ero LiFePO4- ja NMC-akkujen välillä BESS-järjestelmissä?

A: LiFePO4-tyyppiset akut tarjoavat lämpöä lähellä 500 °C ja yli 6000 latauskykysykliä, kun taas NMC-akut saavuttavat lämpöä lähellä noin 200 °C ja 2000–3000 latauskykysykliä. LiFePO4-tyyppiset akut tarjoavat pidemmän käyttöiän ja suuremman turvallisuusvaran BESS-sovelluksissa.

K: Kuinka suuri BESS-järjestelmä minun tarvitsee sovellukseeni?

A: Kotikäytössä käytetään yleensä 5–20 kWh:n seinäkiinnityksellä varustettuja järjestelmiä. Kaupallisissa tiloissa kapasiteetti vaihtelee 20 kWh:sta useisiin megawattituntiin. Teollisuuden mittakaavan järjestelmät ylittävät 1 MWh:n. Aurinkosähköautotallien integroitu varastointi tarjoaa 3,84–15,36 kWh:n kapasiteettitasoja kiinteistöille, joissa yhdistetään pysäköinti ja energiantuotanto.