سیستم های ذخیره انرژی باتری چگونه کار می کنند؟

یک سیستم ذخیره انرژی باتری، که معمولا به عنوان BESS شناخته می شود، از بانک های باتری های قابل شارژ برای ذخیره برق اضافی از شبکه یا منابع تجدید پذیر برای استفاده بعدی استفاده می کند.با پیشرفت فناوری های انرژی تجدیدپذیر و شبکه هوشمند، سیستم های BESS نقش حیاتی فزاینده ای در تثبیت منابع تغذیه و به حداکثر رساندن ارزش انرژی سبز ایفا می کنند.بنابراین این سیستم ها دقیقا چگونه کار می کنند؟
مرحله 1: بانک باتری
پایه و اساس هر BESS، رسانه ذخیره انرژی است - باتری ها.چندین ماژول باتری یا "سلول" به هم متصل می شوند تا یک "بانک باتری" را تشکیل دهند که ظرفیت ذخیره سازی مورد نیاز را فراهم می کند.سلول هایی که بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند لیتیوم یون هستند که به دلیل چگالی توان بالا، طول عمر طولانی و قابلیت شارژ سریع هستند.مواد شیمیایی دیگر مانند باتری های سرب اسید و جریان نیز در برخی کاربردها استفاده می شوند.
مرحله 2: سیستم تبدیل نیرو
بانک باتری از طریق یک سیستم تبدیل برق یا PCS به شبکه برق متصل می شود.PCS از اجزای الکترونیک قدرت مانند اینورتر، مبدل و فیلترها تشکیل شده است که به جریان برق در هر دو جهت بین باتری و شبکه اجازه می دهد.اینورتر جریان مستقیم (DC) از باتری را به جریان متناوب (AC) تبدیل می کند که شبکه از آن استفاده می کند و مبدل برای شارژ باتری برعکس عمل می کند.
مرحله 3: سیستم مدیریت باتری
یک سیستم مدیریت باتری یا BMS، تک تک سلول های باتری را در بانک باتری نظارت و کنترل می کند.BMS سلول ها را متعادل می کند، ولتاژ و جریان را در هنگام شارژ و دشارژ تنظیم می کند و از آسیب ناشی از شارژ بیش از حد، جریان بیش از حد یا تخلیه عمیق محافظت می کند.برای بهینه سازی عملکرد و طول عمر باتری، پارامترهای کلیدی مانند ولتاژ، جریان و دما را کنترل می کند.
مرحله 4: سیستم خنک کننده
یک سیستم خنک کننده گرمای اضافی را در حین کار از باتری ها خارج می کند.این برای حفظ سلول ها در محدوده دمایی مطلوب و به حداکثر رساندن عمر چرخه حیاتی است.رایج ترین انواع خنک کننده مورد استفاده عبارتند از خنک کننده مایع (با گردش مایع خنک کننده از طریق صفحات در تماس با باتری ها) و خنک کننده هوا (با استفاده از فن ها برای عبور هوا از داخل محفظه باتری).
مرحله 5: عملیات
در دوره‌های تقاضای برق کم یا تولید انرژی تجدیدپذیر بالا، BESS نیروی اضافی را از طریق سیستم تبدیل توان جذب کرده و آن را در بانک باتری ذخیره می‌کند.زمانی که تقاضا زیاد باشد یا منابع تجدیدپذیر در دسترس نباشند، انرژی ذخیره شده از طریق اینورتر به شبکه تخلیه می شود.این به BESS اجازه می‌دهد تا انرژی تجدیدپذیر متناوب را «تغییر زمان» کند، فرکانس و ولتاژ شبکه را تثبیت کند و برق پشتیبان را در هنگام قطع برق تأمین کند.
سیستم مدیریت باتری وضعیت شارژ هر سلول را کنترل می کند و نرخ شارژ و دشارژ را کنترل می کند تا از شارژ بیش از حد، گرم شدن بیش از حد و تخلیه عمیق باتری ها جلوگیری کند - عمر قابل استفاده آنها را افزایش می دهد.و سیستم خنک کننده برای حفظ دمای کلی باتری در محدوده عملکرد ایمن کار می کند.
به طور خلاصه، یک سیستم ذخیره انرژی باتری، باتری ها، اجزای الکترونیکی قدرت، کنترل های هوشمند و مدیریت حرارتی را با هم به صورت یکپارچه برای ذخیره الکتریسیته اضافی و تخلیه برق در صورت نیاز استفاده می کند.این به فناوری BESS اجازه می‌دهد تا ارزش منابع انرژی تجدیدپذیر را به حداکثر برساند، شبکه‌های برق را کارآمدتر و پایدارتر کند و از انتقال به آینده انرژی کم کربن حمایت کند.

با ظهور منابع انرژی تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و بادی، سیستم‌های ذخیره انرژی باتری در مقیاس بزرگ (BESS) نقش مهمی را در تثبیت شبکه‌های برق ایفا می‌کنند.یک سیستم ذخیره انرژی باتری از باتری‌های قابل شارژ برای ذخیره برق اضافی از شبکه یا انرژی‌های تجدیدپذیر استفاده می‌کند و در صورت نیاز آن برق را برمی‌گرداند.فناوری BESS به حداکثر استفاده از انرژی های تجدیدپذیر متناوب کمک می کند و قابلیت اطمینان، کارایی و پایداری کلی شبکه را بهبود می بخشد.
BESS معمولاً از چندین مؤلفه تشکیل شده است:
1) بانک های باتری ساخته شده از چندین ماژول باتری یا سلول برای تامین ظرفیت ذخیره سازی انرژی مورد نیاز.باتری های لیتیوم یونی به دلیل چگالی توان بالا، طول عمر طولانی و قابلیت شارژ سریع، بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند.مواد شیمیایی دیگر مانند باتری های سرب اسید و جریان نیز استفاده می شود.
2) سیستم تبدیل برق (PCS) که بانک باتری را به شبکه برق متصل می کند.PCS از یک اینورتر، مبدل و سایر تجهیزات کنترلی تشکیل شده است که به جریان برق در هر دو جهت بین باتری و شبکه اجازه می دهد.
3) سیستم مدیریت باتری (BMS) که وضعیت و عملکرد سلول های باتری جداگانه را نظارت و کنترل می کند.BMS سلول ها را متعادل می کند، در برابر آسیب ناشی از شارژ بیش از حد یا تخلیه عمیق محافظت می کند و پارامترهایی مانند ولتاژ، جریان و دما را کنترل می کند.