До 2030 г. глобалният пазар на системи за съхранение на енергия от батерии (BESS) се очаква да достигне 25 милиарда долара. Домове и бизнеси, оборудвани с BESS могат да намалят сметките си за електроенергия с до 30%. Тъй като сме изправени пред нарастващо търсене на енергия и все по-голяма зависимост от възобновяеми източници, BESS се очертава като променящ играта. Тези системи не само осигуряват надеждно резервно захранване, но също така подобряват стабилността на мрежата и правят възобновяемата енергия по-жизнеспособна.
Какво е BESS?
Система за съхранение на енергия на батерията BESS е технология, предназначена за съхраняване на електрическа енергия с помощта на една или няколко акумулаторни батерии. Тази енергия се съхранява за по-късна употреба, когато е необходимо, като по този начин се осигурява непрекъснато снабдяване с електричество по време на прекъсвания или периоди на голямо търсене. Типичен BESS се състои от батерийни клетки, система за управление на батерията (BMS), инвертор и система за управление на енергията (EMS).
- Батерии: Това са основните единици, където се съхранява електрическата енергия.
- BMS: Наблюдава здравето и безопасността на батерията, включително напрежение, ток, температура и състояние на зареждане, така че да предотврати презареждане и прегряване; като в същото време балансира заряда във всички клетки за оптимална производителност и удължен живот.
- Инвертор/Конвертор: Това устройство преобразува съхранената енергия от постоянен ток (DC) в батериите в енергия от променлив ток (AC), което е формата на електричество, използвано от повечето домове и фирми. Може също така да преобразува AC обратно в DC за съхранение.
- EMS: Тази система контролира работата, като решава кога да зареди или разреди батериите въз основа на търсенето и доставката на енергия.
Концепцията за BESS не е нов; той се развива през годините поради напредъка в технологията на батериите, по-специално литиево-йонните батерии. Сега тези системи имат огромни възможности за ефективно съхраняване на големи количества енергия, което ги прави неразделна част от модернизираните стратегии за управление на енергията.
Как действа BESS работа?
Енергията от различни източници може да се съхранява в система за съхранение на енергия от батерии (BESS), включително възобновяеми като слънчеви панели и вятърни турбини, както и от самата електрическа мрежа.
По същество, а BESS действа като гигантска презареждаема батерия. Когато има излишък от енергия – да речем в слънчев ден с много слънчева енергия или ветровит ден, генериращ много вятърна енергия – BESS съхранява този излишък. Той прави това, като преобразува електрическата енергия в химическа енергия в батериите.
Тази съхранена енергия се намира в клетките на батерията, докато не е необходима. Когато търсенето на електроенергия се повиши или по време на прекъсване, BESS Той преобразува химическата енергия обратно в електрическа енергия и я доставя там, където е необходима, или във вашия дом, бизнес или директно обратно в националната мрежа, ако вашата система е настроена по този начин.
Видове батерийни системи за съхранение на енергия
Литиево-йонни батерии
Литиево-йонните батерии са най-разпространената технология за съхранение на батерии и има защо. Те имат висока енергийна плътност, което означава, че могат да съберат повече мощност в по-малко пространство. Тези батерии също са много ефективни; те се зареждат и разреждат бързо, така че да могат да се използват в ситуации, в които енергията трябва да се върти често, като домашни енергийни системи или електрически превозни средства. Освен това техният цикъл на живот е дълъг, следователно тези клетки могат да издържат при редовна употреба в продължение на много години. Имайте предвид обаче, че това може да ги направи по-скъпи от други опции и като такива трябва да се управляват внимателно, за да се избегне прегряване.
Оловно-киселинни батерии
Оловно-киселинните батерии съществуват от дълго време и все още се използват за някои BESS приложения. Те може да не са толкова напреднали като литиево-йонните батерии, но са значително по-евтини. Това ги прави идеален избор за стационарни приложения, които изискват по-ниски разходи, като резервно захранване за сгради. Всъщност тези клетки са издръжливи и надеждни, въпреки че имат своите недостатъци. Например, потребителите трябва да ги поддържат редовно, докато продължителността на живота им е по-кратка от тези, направени с помощта на литиево-йонна технология, тъй като те тежат повече и заемат по-голямо пространство.
Поточни батерии
В сравнение с други видове батерии, блоковете за поток са малко особени. Енергията се съхранява в течни електролити, съдържащи се във външни резервоари, следователно нейният капацитет може да бъде съответно увеличен, ако е необходимо, само чрез добавяне на повече електролити; това го прави подходящ за мащабни проекти като мрежово съхранение или включване на възобновяеми източници. Те не се разграждат много дори след като са били подложени на много цикли на зареждане/разреждане, поради което поточните модули имат дълъг живот на цикъла. Независимо от това, литиево-йонните обикновено предлагат по-висока енергийна плътност от поточните системи, като по този начин изискват повече пространство за резервоари за съхранение, което може да действа като ограничение .
Натриево-серни батерии
Натриево-серните батерии са високотемпературни технологии за батерии, които имат висока енергийна плътност, което ги прави подходящи за широкомащабни приложения. Те работят при висока температура, която трябва да се контролира правилно за безопасна и ефективна работа. Тези батерии обикновено се използват в складове за съхранение на енергия и промишлени приложения, където е необходимо много съхранение на енергия. Недостатъкът на това ефективно надеждно решение обаче се крие в сложността, причинена от високите работни температури, което обаче увеличава разходите.
Предимства на BESS
Подобрена стабилност и надеждност на мрежата
Системи за съхранение на енергия от батерии (BESS) подобряват значително стабилността на мрежата, като осигуряват буфер между търсенето и предлагането на енергия. По време на периоди на пиково търсене, когато потреблението на електроенергия скочи, BESS разрежда съхранената енергия, за да поддържа мрежата. Това намалява натоварването на електроцентралите и минимизира риска от спиране на тока, осигурявайки стабилно и надеждно електроснабдяване. Тази способност е особено критична в региони със силно навлизане на възобновяеми енергийни източници, които могат да бъдат непостоянни и по-малко предвидими, правейки BESS решаващ компонент в енергийния преход към по-устойчиво бъдеще.
Интегриране на възобновяеми енергийни източници
Едно от най-големите предимства на BESS е способността му ефективно да интегрира възобновяеми енергийни източници в мрежата, независимо от метеорологичните условия. Възобновяемите енергийни източници като слънцето и вятъра са фантастични, но променливи – те произвеждат енергия само когато слънцето грее или духа вятър. BESS помага за изглаждане на тези колебания. Той съхранява излишната енергия, генерирана по време на слънчеви или ветровити периоди, и я освобождава, когато времето се промени или търсенето се увеличи. Това гарантира постоянно енергийно снабдяване и ни позволява да се възползваме максимално от възобновяемата енергия, като намаляваме зависимостта от изкопаеми горива.
Намалени енергийни разходи и пиково бръснене
Сметките за електроенергия могат да станат непоносими, особено когато цените на електричеството скочат в пиковите часове. BESS предлага решение чрез процес, известен като пиково бръснене. Чрез съхраняване на електроенергия, когато е евтино по време на ненатоварени часове и освобождаване на тази енергия по време на пикови периоди, когато цените са високи, BESS ще помогне за намаляване на разходите ни за електричество. Освен че облагодетелства потребителите, то също така помага на комуналните предприятия да избегнат скъпи инвестиции в капацитет в допълнително производство, за да посрещнат пикове, както и спадове, причинени от циклични промени в моделите на търсене. Това е печеливша ситуация, която води до общо спестяване на разходи в енергийната система.
Повишена енергийна ефективност
BESS също така повишава енергийната ефективност чрез намаляване на загубите на енергия, свързани с преноса и разпределението на дълги разстояния. Когато електричеството трябва да пътува на дълги разстояния, част от него се губи по пътя. Съхранявайки енергията по-близо до мястото, където ще бъде използвана, BESS минимизира тези загуби. Това означава, че повече от генерираната енергия достига местоназначението си, подобрявайки цялостната ефективност на системата. Това е като да имате местен резервоар, който гарантира, че водата е лесно достъпна, когато е необходима, намалявайки отпадъците и неефективността на дългата верига на доставки.
Приложения на BESS
BESS предоставя решения, които са специално проектирани за различни приложения, за да позволят по-надеждна, ефективна и рентабилна енергия. Независимо дали е жилищна, търговска, комунална мрежа или EV инфраструктура или промишлени дейности, BESS подпомага задоволяването на търсенето на енергия, като същевременно улеснява интегрирането на възобновяеми енергийни източници.
Жилищни и стопански сгради
BESS служи като резервна система за захранване по време на прекъсвания и оптимизира консумацията на енергия в жилищни и търговски сгради. За собствениците на жилища излишната мощност, генерирана от фотоволтаични панели, може да се съхранява в a BESS през дневните часове и се използва през нощта, като по този начин намалява зависимостта от мрежата, както и понижава сметките за електроенергия и оперативните разходи. При предприятията обаче таксите при пиково потребление се намаляват, като по този начин им помагат да контролират енергийните си разходи. Следователно съхраняването, когато е евтино, и използването, когато е скъпо, в крайна сметка спестява огромни разходи на бизнесмени. Освен това, BESS осигурява непрекъснато снабдяване с електричество на критични системи по време на спиране на тока, като по този начин предпазва системите и оборудването от повреда.
Съхранение на енергия в мащаб на полезност
Полезен мащаб BESS системите са от решаващо значение за балансиране на търсенето и предлагането в цялата мрежа. По време на периоди на ниско търсене излишната енергия от възобновяеми източници се съхранява в BESS. След това тази енергия се освобождава по време на пиковите периоди на търсене, намалявайки необходимостта от допълнителни електроцентрали и свеждайки до минимум риска от спиране на тока. Тази способност подобрява стабилността и надеждността на мрежата, позволявайки по-висока интеграция на възобновяеми енергийни източници като слънчева и вятърна енергия в мрежата.
Електрически превозни средства и инфраструктура за зареждане
BESS играе жизненоважна роля в поддръжката на електрически превозни средства (EV) и тяхната инфраструктура за зареждане. За електромобили, BESS осигурява необходимото съхранение на енергия за ефективно задвижване на превозни средства. На зарядните станции, BESS може да съхранява енергия по време на извънпиковите часове и да я доставя по време на пиковите часове, като гарантира бързо и ефективно зареждане без претоварване на мрежата. Това е особено важно, тъй като броят на електромобилите нараства, което изисква по-стабилни и гъвкави решения за зареждане.
Микромрежи и системи извън мрежата
В отдалечени или извън мрежата райони, BESS помага при изграждането на независими микромрежи. Тези системи акумулират енергия, която се получава от местни възобновяеми източници като слънчеви панели или вятърни турбини, като по този начин осигуряват стабилно електрозахранване дори при периодично генериране. Това е от жизненоважно значение за далечни общности, усилия за възстановяване след бедствия и военни бази, където надеждната и устойчива сила е от решаващо значение. За тези изолирани енергийни изисквания, BESS предлага устойчиво и рентабилно решение.
индустриални приложения
BESS позволява на индустриите с високи енергийни изисквания да управляват по-добре потреблението на енергия. Позволява изравняване на пиковете в потреблението на електроенергия, което минимизира таксите за пиково потребление; повишава и енергийната ефективност. Също така, той осигурява резервно захранване, за да поддържа основни операции, работещи по време на прекъсвания, като по този начин предотвратява скъпи престои и гарантира безопасност. Освен това индустриите могат да включат възобновяеми енергийни източници на място BESS да намалят зависимостта от мрежата и да намалят въглеродния си отпечатък. Комбинацията от управление на енергията с устойчивост прави BESS важен ресурс за индустриални приложения.
BESS Конфигурации: FTM VS BTM
Системи за съхранение на енергия от батерии (BESS) имат две основни конфигурации, известни като Front-of-the-Meter (FTM) или Behind-the-Meter (BTM). Основно насочени към операции в мащаб на мрежата, FTM системите предлагат услуги, които подобряват цялостната стабилност и ефективност на електрическата система. Обратно, BTM системите са предназначени за индивидуални клиенти, които се нуждаят от спестяване на разходи за електроенергия, аварийно захранване, както и повишена автономност по отношение на електроснабдяването. По-долу има таблица, която ясно контрастира разликите между тези две конфигурации:
| Характеристика/аспект | Предна част на измервателния уред (FTM) | Зад измервателния уред (BTM) |
| Адрес | Полезна страна на измервателния уред | Потребителската страна на измервателния уред |
| Основни потребители | Комунални услуги, независими производители на енергия | Собственици на жилища, предприятия, промишлени съоръжения |
| Мащаб | В голям мащаб | Малък до среден мащаб |
| Главна цел | Грид услуги, стабилност, възобновяема интеграция | Управление на енергията на място, спестяване на разходи, резервно захранване |
| Източник на енергия | Мрежа, големи проекти за възобновяема енергия | Възобновяема енергия на място (напр. слънчева енергия на покрива) |
| Връзка с мрежа | Директна интеграция в електрическата мрежа | Свързва се през електрическата мрежа на потребителя |
| Предоставени услуги | Регулиране на честотата, поддръжка на напрежението, бръснене на пикове, отлагане на капацитета | Енергийна независимост, пиково бръснене, управление на зареждането при потребление |
| Икономическо участие | Участие в енергийни пазари, енергиен арбитраж | Намаляване на сметките за електроенергия, спестяване на такси за търсене |
| Резервно захранване | Обикновено не се използва за резервно захранване | Осигурява резервно захранване по време на прекъсвания |
| Фокус на управлението | Подобряване на надеждността и ефективността на мрежата | Управление на използването на енергия и надеждността на място |
| Потоци от приходи | Съпътстващи услуги, пазарно участие | Спестяване на разходи, потенциални приходи от излишък на енергия (ако е налично нетно измерване) |
| Регулаторна среда | Предмет на разпоредбите за комунални услуги и пазарните правила | Предмет на потребителските тарифи и правилата за нетно измерване |
За да ви помогнем да изберете правилната настройка, разгледайте нашите Видове системи за съхранение на слънчева енергия: Пълно ръководство за купувача.
Често задавани въпроси (FAQ)
Каква е продължителността на живота на a BESS?
Всъщност зависи от вида на батерията, която използва системата за съхранение на енергия на батерията. При правилна грижа литиево-йонните батерии могат да издържат между десет и петнадесет години. Оловно-киселините обаче имат по-кратък период на съществуване; приблизително пет до седем години. Освен това, как е бил използван, както и условията на околната среда, при които е работил, и режимите на поддръжка също влияят върху продължителността на живота на акумулаторната система.
Колко струва а BESS струва?
Ценовият диапазон за BESS промени с размер, спецификация и категория на приложение. Жилищните системи може да струват около $5000-$15000, но комерсиалните или комунални системи могат да стигнат до стотици хиляди до милиони долари, преди да се вземат предвид разходите за инсталиране. Това, което оказва голямо влияние върху тези разходи, са типът на батерията, капацитетът на системата и сложността на нейната инсталация.
Мога BESS да бъдат рециклирани?
Да, повечето компоненти на a BESS, особено батериите, могат да бъдат рециклирани. Литиево-йонните батерии, например, могат да бъдат рециклирани за възстановяване на ценни материали като литий, кобалт и никел. Практиките и разпоредбите за рециклиране варират според региона, така че е важно да следвате местните указания за рециклиране BESS компоненти.
Има ли опасения за безопасността при BESS?
Безопасността е критично съображение за BESSВъпреки че съвременните системи са проектирани с множество функции за безопасност, съществуват рискове, свързани с неправилен монтаж, лоша поддръжка и екстремни условия на работа. Литиево-йонните батерии, по-специално, се нуждаят от внимателно управление, за да се предотврати прегряване и потенциални опасности от пожар. Важно е да се спазват указанията на производителя и индустриалните стандарти, за да се осигури безопасна работа. За да научите повече за изискванията за съответствие, прочетете нашето ръководство за... Обяснение на UL9540: Основни стандарти за безопасност за системи за съхранение на енергия.
Как е BESS капацитет измерен?
BESS капацитетът обикновено се изразява в киловатчаса (kWh) или мегаватчаса (MWh), което показва количеството енергия, което системата може да съхранява или доставя. Например система от 10 kWh може да даде 1 kW мощност за 10 часа или 10 kW за един час. Необходимият енергиен капацитет зависи от специфичните енергийни нужди и потреблението на енергия на приложенията.
Какви са въздействията върху околната среда на BESS?
BESS има както положително, така и отрицателно въздействие върху околната среда. От една страна, те улесняват интегрирането на възобновяеми енергийни източници, като по този начин намаляват зависимостта от изкопаеми горива, както и минимизират емисиите на парникови газове. Въпреки това, когато става въпрос за производство и изхвърляне на батерии, съществуват някои опасения за околната среда, като добив на суровини или обработка на отпадъци от батерии. Те включват разработки и практики за рециклиране, които са щадящи околната среда.
Как действа BESS взаимодействат с възобновяеми енергийни източници?
BESS може да съхранява излишната енергия, генерирана от възобновяеми източници като слънце и вятър, и да я освобождава, когато е необходимо. Това спомага за изглаждане на променливостта на производството на възобновяема енергия, осигурявайки по-стабилно и надеждно захранване. Чрез ефективно управление на периодичността на възобновяемите енергийни източници, BESS позволява по-голямо проникване на чиста енергия в електрическата мрежа.
Мога BESS системите да бъдат разширени?
Да, много системи за съхранение на батерии са проектирани с оглед на мащабируемостта, което означава, че може да се добави повече място за съхранение чрез използване на допълнителни модули на батерията, ако те не могат да съхраняват достатъчно енергия, за да отговорят на търсенето. Тази гъвкавост също така означава да се започне с по-малките единици и след това да се добави с течение на времето, за да се отговори на нарастващото търсене на електроенергия или за да не се пропусне възможност поради навлизането на технологиите.
Какви са алтернативите на BESS?
Няколко алтернативи на BESS съществуват, всяко със своите предимства и приложения:
- Помпено водно съхранение: Това е метод, при който водата се изпомпва до по-високи нива по време на периоди с ниско търсене и се освобождава през турбини за генериране на електричество, когато търсенето е високо.
- Съхранение на енергия със сгъстен въздух (CAES): Системите CAES съхраняват енергия чрез компресиране на въздух в подземни пещери. Когато е необходима енергия, сгъстеният въздух се освобождава за задвижване на турбини и генериране на електричество.
- Съхранение на енергия на маховика: Маховиците съхраняват енергия чрез въртене на ротор при високи скорости. Когато е необходима енергия, ротационната енергия се преобразува обратно в електричество. Тази технология е известна със своята висока ефективност и бързо време за реакция.
- Съхранение на топлинна енергия: Термоакумулаторите запазват енергията като топлина, която по-късно може да се трансформира обратно в енергия. Разтопените соли и лед са често използвани среди за термично съхранение.
- Съхранение на водородна енергия: Излишната енергия, генерирана от електролизатор, произвежда водороден газ, който може да бъде спестен за използване в горивни клетки като електричество или дори използван като гориво сам по себе си.
Заключение
Съвременното управление на енергията разчита в голяма степен на системи за съхранение на енергия от батерии (BESS), които дават отговори за подобрена стабилност на мрежата, интегриране на възобновяема зелена енергия и спестяване на разходи. Значението на BESS само ще нараства, докато преминаваме към по-устойчиво енергийно бъдеще. Чрез ливъридж BESS, Имаме възможността да изградим по-устойчива, ефективна система с нулеви въглеродни емисии за бъдещи поколения.
Обратна BESS Решения от BENY Експерт
BENY е лидер в авангардни решения за съхранение на енергия за жилищни и търговски обекти. Фокусиран върху надеждността и гъвкавостта, BENYМодулните батерийни пакети LFP на LFP могат да се разширяват, което им позволява да бъдат идеални за различни капацитети за съхранение. Такива интегрирани системи съчетават единици като системи за управление на батерии (BMS) и системи за преобразуване на мощност (PCS), като по този начин осигуряват мощност с висока плътност и функции за безопасност.
BENYРешенията на позволяват на собствениците на жилища и бизнеса да оптимизират използването на слънчева енергия, да намалят разходите за електроенергия и да се насладят на надеждно захранване. Нашите продукти включват усъвършенствани системи за съхранение на батерии с течно и въздушно охлаждане, които са проектирани за ефективна работа и дълъг експлоатационен живот. BENY е признат за доверен партньор в областта на съхранението на енергия благодарение на силния си ангажимент към качеството и иновациите.
