מערכות אחסון אנרגיה סוללות (BESS) עובדות באמצעות סוללות לאחסון אנרגיה חשמלית כאשר היא זמינה ומשחררת אותה בעת הצורך. להלן פירוט מפורט של עקרונות העבודה, רכיביהם ותהליכי התפעול שלהם:
רכיבי ליבה של בס
מערכת אחסון אנרגיה סוללות טיפוסית (BESS) מורכבת מכמה אלמנטים מרכזיים:
בנק הסוללה:יחידת אחסון האנרגיה העיקרית מורכבת לרוב מטכנולוגיות סוללה נטענות, כמו ליתיום-יון (הסוללות הנפוצות ביותר), חומצת עופרת, סוללות זרימה או סוללות מבוססות נתרן.
מערכת המרת חשמל (PCS):ממיר זרם ישיר (DC) מהסוללות לזרם חילופין (AC) לשימוש ברשת, ולהיפך בעת טעינה של הסוללות.
מערכת ניהול אנרגיה (EMS):מנהל את הטעינה והפרקה של סוללות, מיטוב את השימוש באנרגיה על בסיס גורמים כמו ביקוש רשת, מחירי אנרגיה וייצור אנרגיה מתחדשת.
מערכות ניטור ובקרה:עקוב אחר ביצועי סוללה, טמפרטורה, מתח ופרמטרים אחרים כדי להבטיח פעולה בטוחה ויעילה.
מערכת ניהול תרמית:מווסת את הטמפרטורה למניעת התחממות יתר או הקפאה, מה שעלול להשפיל את חיי הסוללה.

עיקרון עבודה: מחזורי טעינה ופריקה

שלב טעינה (אחסון אנרגיה)
כאשר ניתן להשיג עודף חשמל (למשל, בתקופות דרישה נמוכה או כאשר מקורות אנרגיה מתחדשים כמו סולארי או רוח מייצרים יותר כוח מהנדרש), המחשבים ממירו AC מהרשת או הגנרטורים ל- DC.
כוח DC מטען את בנק הסוללות, ומאחסן אנרגיה כימית בתאי הסוללה. לדוגמה, בסוללות ליתיום-יון, יוני ליתיום עוברים מהקתודה לאנודה דרך אלקטרוליט, ומאחסנים אנרגיה.

שלב פריקה (שחרור אנרגיה)
כאשר הביקוש לחשמל הוא גבוה או שמקורות מתחדשים אינם פעילים, הסוללות מפילות:
האנרגיה הכימית המאוחסנת מומרים בחזרה לחשמל DC.
המחשבים האישיים ממיר DC זה ל- AC, אשר אז מוזנים לרשת או משמשים להפעלת עומסים מחוברים (למשל, מבנים ותעשיות).
מצבי תפעול מפתח של מערכת אחסון אנרגיה סוללות
גילוח שיא:טעינה בשעות דרישה (מחוץ לפסגה) בהן החשמל זול יותר, ואז משחרר בשעות ביקוש גבוה (שיא) כדי להפחית את ההסתמכות על כוח רשת יקר.
ויסות תדרים:מתאים במהירות את תפוקת החשמל לשמירה על יציבות תדר הרשת, ומפצה על תנודות קטנות בהיצע ובביקוש.
שילוב אנרגיה מתחדשת:מאחסן עודף אנרגיה מחוות סולאריות או רוח כאשר דור עולה על הביקוש, ומשחרר אותו כאשר הדור נמוך (למשל, בלילה או במזג אוויר רגוע).
כוח גיבוי:מספק כוח חירום במהלך הפסקות, שואב מאנרגיה מאוחסנת עד לשחזור הרשת.
ארביטראז ':מנצל את הבדלי מחירי החשמל על ידי חיוב כאשר המחירים נמוכים ומפרקים כאשר המחירים גבוהים, ויוצרים הכנסות.

טכנולוגיות סוללות המשמשות בבס
סוגי סוללות שונים מציעים יתרונות משתנים ליישומים ספציפיים:
| טֶכנוֹלוֹגִיָה | יתרונות | יישומים נפוצים |
| סוללות ליתיום-יון (li-ion) | צפיפות אנרגיה גבוהה, חיי מחזור ארוכים, טעינה מהירה ופריקה עצמית נמוכה. | אחסון בקנה מידה ברשת, כלי רכב חשמליים, קנדים אלקטרוניקה. |
| סוללות עופרת-חומצה | טכנולוגיה בוגרת בעלות נמוכה, המתאימה לאחסון באנרגיה נמוכה, משך זמן קצר. | כוח גיבוי, מערכות בקנה מידה קטן. |
| זורם סוללות | חיי מחזור ארוכים, יכולת אנרגיה מדרגית (אחסון אלקטרוליטים נפרד), בטיחות. | אחסון רשת בקנה מידה גדול, יישומים תעשייתיים. |
| סוללות מבוססות נתרן | חומרים שופעים, עלות נמוכה, המתאימים לאחסון בקנה מידה ברשת באזורים ספציפיים. | טכנולוגיה מתעוררת לאחסון רחב היקף לאורך זמן. |
היתרונות והאתגרים של בס
יתרונות
* יציבות רשת: מחלקת תנודות באספקת החשמל, ומשפרת את האמינות.
* שילוב מתחדש: מאפשר אימוץ גבוה יותר של אנרגיית סולארית ורוח לסירוגין.
* חיסכון בעלויות: מפחית את עלויות החשמל השיא עבור צרכנים ועסקים.
* השפעה סביבתית: תומך בפיצוח על ידי החלפת כוח מבוסס דלק מאובנים במהלך ביקוש שיא.
אתגרים
* עלות: השקעה גבוהה מראש בסוללות ותשתיות, אם כי העלויות יורדות.
* השפלה של סוללה: מחזורי טעינה ופריקה מפחיתים את אורך חיי הסוללה, הדורשים החלפה.
* אובדן אנרגיה: המרה בין AC ו- DC, בתוספת הפסדי סוללה פנימיים, מביאה לבזבוז אנרגיה מסוימת.
* בטיחות ומיחזור: סוללות Li-ion מהוות סיכוני אש אם לא מנוהלים כראוי, ותשתית מיחזור עדיין מתפתחת.
דוגמאות בעולם האמיתי
* פרויקטים של BESS בקנה מידה גדול:
שמורת הכוח של הורנסדייל באוסטרליה (150 מגה וואט\/193 מגה וואט סוללת לי-יון) מייצבת את הרשת ומשילבת אנרגיית רוח.
פרויקט אחסון האנרגיה של Gateway בארה"ב (1.2 ג'יגה -וואט\/4.8 ג'יגה -וואט) תומך באמינות רשת ואחסון אנרגיה מתחדשת.
* שימוש מגורים\/מסחרי:
מערכות כמו PowerWall של טסלה מאפשרות לבתים ועסקים לאחסן אנרגיה סולארית לשימוש בלילי או כוח גיבוי.
מגמות עתידיות של מערכת אחסון אנרגיה סוללות
על ידי איזון היצע וביקוש, BESS ממלאת תפקיד מכריע במעבר לרשת כוח גמישה, בר קיימא ויעילה יותר.
פיתוח סוללות זולות יותר, ארוכות טווח (למשל, סוללות ליתיום במצב מוצק, סוללות זרימת ונדיום).
שילוב עם רשתות חכמות ובינה מלאכותית לניהול אנרגיה אופטימיזציה.
הרחבת אחסון למשך זמן רב (10+ שעות) לתמיכה ברשתות אנרגיה מתחדשות 24\/7.
https:\/\/www.wx-alp.com\/
