Пре него што разговарамо о архитектури система за складиштење енергије батерија (БЕСС) и типовима батерија, прво се морамо фокусирати на најчешћу терминологију која се користи у овој области. Неколико важних параметара описује понашање система за складиштење енергије батерија.
Капацитет [Ах]: Максимални електрични набој који је систем у стању да обезбеди прикљученом оптерећењу при разумном напону. Технологија батерије има значајан утицај на овај параметар, чија је вредност подешена за одређену струју пражњења и температуру.
Номинална енергија [Вх]:Ово је укупна енергија произведена између стања пуног напуњености и потпуног пражњења. То је еквивалентно напону батерије помноженом са капацитетом. Температура и струја такође имају утицај, јер капацитет то одређује.
Снага [В]:Дефинисање излазне снаге БЕСС-а је тешко јер се ослања на прикључено оптерећење. Ипак, номинална снага представља снагу у најтипичнијем сценарију пражњења.
Специфична енергија [Вх/кг]:Ово указује на капацитет складиштења енергије батерије у односу на масу.
Скала која се користи за одређивање трајања пуњења и пражњења назива сеСандук. Струја пражњења ће потпуно испразнити батерију за сат времена на 1Ц.
Пуњење/пражњење/пуњење јециклус. Не постоји договорена дефиниција шта је циклус.
Батеријаживот циклусаје укупан број циклуса који може да произведе.
ДоД: Дубина пражњења. Потпуно пражњење је 100%;
Стање напуњености (СоЦ,%):Ниво напуњености батерије је означен овим бројем.
Термин "кулонска ефикасност" односи се на способност батерије да ефикасно преноси пуњење. То је пропорција напуњености која је потребна да се врати у првобитно стање напуњености у односу на количину напуњености (Ах) која се ослобађа током фазе пражњења. Са изузетком технологије оловне киселине, већина обичних батерије имају ефикасност која је упоредива са овом.
Главни типови електрохемијских система за складиштење енергије
Постоје бројни системи батерија, од којих је сваки заснован на јединственој комбинацији хемијских компоненти и процеса. Оловне и литијум-јонске батерије су тренутно најчешће коришћени типови, али и проточне батерије, батерије на бази никла и сумпора такође имају своје место на овом тржишту. Брзо ћемо прегледати кључне предности најпопуларнијих технологија батерија.
Ове батерије редовно користимо. Основна ћелија ове батерије састоји се од биоксидне или оловне позитивне електроде и негативне оловне електроде. Електролит је раствор сумпорне киселине у води.
Примарне предности ових батерија су њихова приступачност и напредно технолошко стање.
Никл-кадмијум (Ни-Цд) батерије
Пре него што је технологија литијумских батерија била нашироко коришћена, ова врста батерија је годинама служила као примарни извор напајања за преносиве уређаје.
Ове батерије обезбеђују велику излазну снагу и брзо време пуњења.
Побољшање ових батерија представља технологија никл-метал-хидрида (НиМХ), која може да обезбеди око 40% већу специфичну енергију од стандардне НиЦд.
Литијум-јонске (Ли-Ион) батерије
Од свих метала, литијум има највећу специфичну енергију и најлакши је. Пуњиве литијум-металне анодне батерије имају капацитет да обезбеде невероватно високе густине енергије.
Постоје и друга ограничења. На пример, развој дендрита на аноди током циклуса је релевантно ограничење. То може довести до нестанка струје, што може повећати температуру и оштетити батерију.
Тхе Цомпоситион оф а БЕСС
Различити „нивои“, и логички и физички, чине БЕСС. Сваки јединствени физички део треба свој сопствени систем контроле.
Ево резимеа ових кључних фаза:
Систем батерија се састоји од разних батерија и бројних батерија које су међусобно повезане како би се постигао жељени ниво напона и струје.
Систем управљања батеријама регулише одговарајуће функционисање сваке ћелије како би омогућио систему да функционише у опсегу напона, струје и температуре који је сигуран за одлично здравље батерија, а не систем у целини. Поред тога, на тај начин се прилагођава и балансира статус напуњености у свакој ћелији.
За претварање струје у наизменичну струју, претварачи су прикључени на систем батерија. Специјализовани енергетски електронски ниво познат као ПЦС (систем конверзије снаге) присутан је у сваком БЕСС-у. Обично се групише у јединицу за конверзију заједно са свим помоћним услугама потребним за одговарајући надзор.
Систем и надзор и контрола токова енергије (систем управљања енергијом) су следећи кораци. Систем надзорне контроле и прикупљања података, или СЦАДА систем, често укључује опште функције надзора и контроле. С друге стране, систем за управљање енергијом је посебно дизајниран да надгледа проток енергије у складу са захтевима апликације.
Прикључак средњег/ниског напона трансформатора и, на основу величине система, високонапонски/средњенапонски трансформатор у наменској трафостаници су последње везе.
ПВ модул и БЕСС интеграција
Обновљиви извори енергије су спремни да имају значајан утицај на електричне системе у будућности, као што је објашњено у првом делу ове серије. И електрични систем и електрана на обновљиве изворе могу имати користи од интеграције БЕСС-а са обновљивим извором енергије.
Следеће објашњава различите начине на које БЕСС може помоћи електрани:
Да би се постигла стабилнија и предвидљивија кривуља производње, ово би надокнадило „променљивост“ профила производње испод облака или наглих скокова снаге. Контраст између криве генерације фотонапонских постројења по облачном дану и оне са ведрим небом приказан је на слици 4. Генерација би показала мање "треперења" са интеграцијом БЕСС-а, што би дало правилнију криву.
Крива генерације ће се "изгладити" као резултат бријања на врхунцу (за више информација о врхунском бријању, прочитајте претходни чланак).
Што се тиче подршке мрежи и помоћних услуга, БЕСС може играти значајну улогу у интеграцији електране у електричну мрежу нудећи регулацију фреквенције и управљање напоном (заједно са компензацијом реактивне снаге) са знатно мањим утицајем на електрични систем.
Поред наведених услуга, постоји још потенцијалних колаборација између фотонапонских модула и система за складиштење енергије батерија, почевши од размене тачке везе (ПОЦ). Будући да се БЕСС често инсталира да "допуни" ПВ модул, његово присуство не може захтевати додатну снагу у ПОЦ-у.
Додатне потенцијалне сарадње произилазе из одлука донетих у архитектури о томе како се ПВ модули повезују на БЕСС. Постоје најмање три основне опције:
ДЦ Цоуплинг: У овој опцији, одређени ДЦ/ДЦ претварач се користи за повезивање БЕСС-а и ПВ-а на ДЦ страни батерија и ПВ модула како би се стабилизовао напон. Овим методом, сва АЦ страна постројења ће делити претвараче између ПВ модула и БЕСС-а (инвертер у овом сценарију ће моћи да ради у сва 4 квадранта ПК дијаграма). Овај избор је прилично уобичајен за стамбене објекте. апликације, или у случају малог постројења (кВ). У случају велике фабрике, БЕСС ће бити распоређен дуж поља. Међутим, биће потребна специфична и скупа логика за контролу једносмерног напона и пуњења сваке батерије.
АЦ спојница после претварача: Овај метод је упоредив са претходним, али поставља тачку спајања БЕСС и ПВ модула после претварача. У овом случају, БЕСС и ПВ модул ће имати сваки свој наменски претварач. Пошто нема потребе за додатном контролном логиком за ДЦ спојницу, овај метод је такође популаран за стамбене апликације и може се користити у великим постројењима за креирање дистрибуираног БЕСС-а.
АЦ спојница на ПОЦ-у:У овом решењу, ПВ модул и БЕСС деле само објекат интерконекције, док имају потпуно одвојене секције на нивоу постројења.