Do roku 2030 bude celosvětový trh pro bateriové systémy pro ukládání energie (BESS) se očekává, že dosáhne 25 miliard dolarů. Vybavení domácností a firem BESS mohou snížit své účty za elektřinu až o 30 %. Vzhledem k tomu, že čelíme rostoucím nárokům na energii a rostoucí závislosti na obnovitelných zdrojích, BESS se ukazuje jako změna hry. Tyto systémy poskytují nejen spolehlivou záložní energii, ale také zvyšují stabilitu sítě a zvyšují životaschopnost obnovitelné energie.
Co je to BESS?
Systém skladování energie z baterie BESS je technologie určená k ukládání elektrické energie pomocí jedné nebo několika dobíjecích baterií. Tato energie se ukládá pro pozdější použití v případě potřeby, čímž je zajištěna nepřetržitá dodávka elektřiny během výpadků proudu nebo období vysoké poptávky. Typické BESS sestává z bateriových článků, systému řízení baterií (BMS), měniče a systému řízení energie (EMS).
- Baterie: Toto jsou základní jednotky, kde se ukládá elektrická energie.
- BMS: Monitoruje zdraví a bezpečnost baterie včetně napětí, proudu, teploty a stavu nabití, aby se zabránilo přebití a přehřátí; zároveň vyrovnává náboj napříč všemi články pro optimální výkon a prodlouženou životnost.
- Invertor/konvertor: Toto zařízení přeměňuje uloženou energii stejnosměrného proudu (DC) v bateriích na energii střídavého proudu (AC), což je forma elektřiny, kterou používá většina domácností a podniků. Může také převést AC zpět na DC pro skladování.
- EMS: Tento systém dohlíží na provoz a rozhoduje, kdy nabíjet nebo vybíjet baterie na základě poptávky a dodávky energie.
Pojem BESS není nový; v průběhu let se vyvíjel díky pokrokům v technologii baterií, konkrétně lithium-iontových bateriích. Tyto systémy mají nyní obrovské možnosti pro efektivní ukládání velkého množství energie, což z nich dělá nedílnou součást modernizovaných strategií energetického managementu.
Jak se dělá BESS práce?
Energie z různých zdrojů může být uložena v bateriovém systému skladování energie (BESS), včetně obnovitelných zdrojů, jako jsou solární panely a větrné turbíny, a také ze samotné elektrické sítě.
V zásadě, a BESS funguje jako obří dobíjecí baterie. Když je přebytek energie – řekněme za slunečného dne se spoustou sluneční energie nebo za větrného dne, který generuje spoustu větrné energie – BESS ukládá tento přebytek. Dělá to přeměnou elektrické energie na chemickou energii v bateriích.
Tato uložená energie zůstává v článcích baterie, dokud není potřeba. Při zvýšení poptávky po elektřině nebo při výpadku BESS Přeměňuje chemickou energii zpět na elektrickou energii a dodává ji tam, kde je potřeba, buď do vašeho domova, firmy, nebo přímo zpět do národní sítě, pokud je váš systém takto nastaven.
Typy bateriových systémů skladování energie
Lithium-iontové baterie
Lithium-iontové baterie jsou nejběžnější technologií pro ukládání baterií, a to z dobrého důvodu. Mají vysokou energetickou hustotu, což znamená, že dokážou zabalit více energie do menšího prostoru. Tyto baterie jsou také velmi účinné; rychle se nabíjejí a vybíjejí, takže je lze použít v situacích, kdy je potřeba často střídat energii, jako jsou domácí energetické systémy nebo elektrická vozidla. Navíc mají dlouhou životnost, takže tyto buňky vydrží při pravidelném používání mnoho let. Všimněte si však, že je to může prodražit než jiné možnosti, a proto je třeba s nimi zacházet opatrně, aby nedošlo k přehřátí.
Olověné kyseliny
Olověné baterie existují již dlouhou dobu a pro některé se stále používají BESS aplikací. Možná nejsou tak pokročilé jako lithium-iontové baterie, ale jsou výrazně levnější. Díky tomu jsou ideální volbou pro stacionární použití, které vyžaduje nižší náklady, jako je záložní energie pro budovy. Ve skutečnosti jsou tyto buňky odolné a spolehlivé, i když mají své vlastní nevýhody. Uživatelé je například potřebují pravidelně udržovat, zatímco jejich životnost je kratší než u těch vyrobených pomocí lithium-iontové technologie, protože váží více a zabírají větší prostor.
Průtokové baterie
Ve srovnání s jinými typy baterií jsou průtokové jednotky poněkud zvláštní. Energie je uložena v kapalných elektrolytech obsažených v externích nádržích, takže její kapacita by mohla být podle potřeby zvýšena pouhým přidáním dalších elektrolytů; díky tomu je vhodný pro rozsáhlé projekty, jako je ukládání do sítě nebo začlenění obnovitelných zdrojů. Nedegradují příliš ani poté, co byly vystaveny mnoha cyklům nabíjení/vybíjení, a proto mají průtokové jednotky dlouhou životnost. Nicméně lithium-iontové obvykle nabízí vyšší hustotu energie než průtokové systémy, takže vyžadují více prostoru pro skladovací nádrže, které mohou působit jako omezení. .
Sodno-sirné baterie
Sodno-sírové baterie jsou technologie vysokoteplotních baterií, které mají vysokou hustotu energie, a proto jsou vhodné pro aplikace ve velkém měřítku. Pracují při vysoké teplotě, kterou je třeba pro bezpečný a efektivní provoz řádně kontrolovat. Tyto baterie se obvykle používají při skladování energie v užitkovém měřítku a průmyslových aplikacích, kde je potřeba velké množství energie. Nevýhoda tohoto účinného spolehlivého řešení však spočívá ve složitosti způsobené vysokými provozními teplotami, které však zvyšují náklady.
výhody BESS
Vylepšená stabilita a spolehlivost sítě
Systémy skladování energie z baterie (BESS) výrazně zvyšuje stabilitu sítě tím, že poskytuje nárazník mezi nabídkou a poptávkou po energii. Během období špičkové poptávky, kdy dochází k nárůstu spotřeby elektřiny, BESS vybíjí uloženou energii na podporu sítě. To snižuje zatížení elektráren a minimalizuje riziko výpadků proudu, což zajišťuje stabilní a spolehlivé dodávky elektřiny. Tato schopnost je zvláště kritická v regionech s vysokou penetrací obnovitelných zdrojů energie, která může být občasná a méně předvídatelná, takže BESS klíčovou součástí energetického přechodu k udržitelnější budoucnosti.
Integrace obnovitelných zdrojů energie
Jednou z největších výhod BESS je jeho schopnost efektivně integrovat obnovitelné zdroje energie do sítě bez ohledu na povětrnostní podmínky. Obnovitelné zdroje energie, jako je slunce a vítr, jsou fantastické, ale proměnlivé – vyrábějí energii pouze tehdy, když svítí slunce nebo fouká vítr. BESS pomáhá vyrovnat tyto výkyvy. Ukládá přebytečnou energii generovanou během slunečného nebo větrného období a uvolňuje ji, když se změní počasí nebo se zvýší poptávka. To zajišťuje konzistentní dodávky energie a umožňuje nám maximálně využívat obnovitelné zdroje energie, což snižuje závislost na fosilních palivech.
Snížené náklady na energii a špičkové holení
Účty za elektřinu se mohou stát neúnosnými, zejména když ceny elektřiny vystřelí během špičky. BESS nabízí řešení prostřednictvím procesu známého jako špičkové holení. Ukládáním elektřiny, když je levná v době mimo špičku, a uvolňováním této energie během špiček, kdy jsou ceny vysoké, BESS pomůže snížit naše náklady na elektřinu. Kromě toho, že přináší výhody spotřebitelům, pomáhá také energetickým společnostem vyhnout se drahým investicím do kapacity do dodatečné výroby, aby se vyrovnaly špičkám i nejnižším hodnotám způsobeným cyklickými změnami ve vzorcích poptávky. Je to oboustranně výhodná situace, která vede k celkovým úsporám nákladů v energetickém systému.
Zvýšená energetická účinnost
BESS také zvyšuje energetickou účinnost snížením energetických ztrát spojených s přenosem a distribucí na dlouhé vzdálenosti. Když musí elektřina cestovat na velké vzdálenosti, část se po cestě ztrácí. Uložením energie blíže místu, kde bude použita, BESS minimalizuje tyto ztráty. To znamená, že více vyrobené energie se dostane na místo určení, čímž se zlepší celková účinnost systému. Je to jako mít místní nádrž, která zajišťuje, že voda je v případě potřeby snadno dostupná, čímž se snižuje plýtvání a neefektivita dlouhého dodavatelského řetězce.
Aplikace BESS
BESS poskytuje řešení, která jsou speciálně navržena pro různé aplikace, aby umožnila spolehlivější, účinnější a nákladově efektivnější energii. Ať už se jedná o obytné, komerční, inženýrské sítě nebo EV infrastruktura nebo průmyslové provozy, BESS pomáhá uspokojovat poptávku po energii a zároveň usnadňuje integraci obnovitelných zdrojů energie.
Obytné a komerční budovy
BESS slouží jako záložní napájecí systém při výpadcích a optimalizuje spotřebu energie v obytných a komerčních budovách. Pro majitele domů může být přebytečná energie generovaná fotovoltaickými panely uložena v a BESS v denních hodinách a používané v noci, čímž se snižuje závislost na síti a také se snižují účty za elektřinu a provozní náklady. U podniků se však poplatky za špičkovou spotřebu snižují, což jim pomáhá kontrolovat jejich výdaje za energii. Skladování, když je levné, a používání, když je drahé, tedy obchodníkům ušetří obrovské náklady. dále BESS zajišťuje nepřetržitou dodávku elektřiny do kritických systémů během výpadků proudu, čímž chrání systémy a zařízení před poškozením.
Ukládání energie v užitkovém měřítku
Užitkové měřítko BESS systémy jsou klíčové pro vyrovnávání nabídky a poptávky v celé síti. V období nízké poptávky se přebytečná energie z obnovitelných zdrojů ukládá v BESS. Tato energie se pak uvolňuje během období špičky, čímž se snižuje potřeba dalších elektráren a minimalizuje se riziko výpadků proudu. Tato schopnost zvyšuje stabilitu a spolehlivost sítě a umožňuje vyšší integraci obnovitelných zdrojů energie, jako je solární a větrná energie, do sítě.
Elektromobily a nabíjecí infrastruktura
BESS hraje zásadní roli při podpoře elektrických vozidel (EV) a jejich nabíjecí infrastruktury. Pro EV, BESS poskytuje potřebné úložiště energie pro efektivní pohon vozidel. Na nabíjecích stanicích, BESS dokáže ukládat energii mimo špičku a dodávat ji během špičky, čímž zajišťuje rychlé a efektivní nabíjení bez přetížení sítě. To je zvláště důležité, protože počet elektromobilů roste, což vyžaduje robustnější a flexibilnější řešení nabíjení.
Microgrids a Off-Grid systémy
V odlehlých oblastech nebo oblastech mimo síť, BESS pomáhá při budování nezávislých mikrosítí. Tyto systémy akumulují energii, která pochází z místních obnovitelných zdrojů, jako jsou solární panely nebo větrné turbíny, a zajišťují tak stabilní dodávku energie i při přerušované výrobě. To je životně důležité pro vzdálené komunity, úsilí o obnovu po katastrofě a vojenské základny, kde je zásadní spolehlivá a odolná síla. Pro tyto izolované energetické požadavky, BESS nabízí udržitelné a nákladově efektivní řešení.
Průmyslové aplikace
BESS umožňuje průmyslům s vysokými požadavky na energii lépe řídit jejich spotřebu energie. Umožňuje vyrovnání špiček ve spotřebě elektřiny, což minimalizuje poplatky za špičku; zvyšuje také energetickou účinnost. Poskytuje také záložní napájení pro udržení nezbytných operací během výpadků, čímž se zabrání drahým prostojům a zajistí bezpečnost. Kromě toho mohou průmyslová odvětví začlenit místní obnovitelné zdroje energie BESS snížit závislost na síti a snížit jejich uhlíkovou stopu. Kombinace energetického managementu s udržitelností dělá BESS důležitý zdroj pro průmyslové aplikace.
BESS Konfigurace: FTM VS BTM
Systémy skladování energie z baterie (BESS) mají dvě hlavní konfigurace známé jako Front-of-the-Meter (FTM) nebo Behind-the-Meter (BTM). Systémy FTM, které se primárně zaměřují na operace v měřítku sítě, nabízejí služby, které zvyšují celkovou stabilitu a účinnost elektrického systému. Naopak BTM systémy jsou určeny pro individuální zákazníky, kteří požadují úsporu nákladů na elektřinu, nouzové napájení a také zvýšenou autonomii v dodávkách elektřiny. Níže je tabulka, která jasně kontrastuje rozdíly mezi těmito dvěma konfiguracemi:
| Funkce/vzhled | Front-of-the-Meter (FTM) | Behind-the-Meter (BTM) |
| Aktuální poloha | Užitková strana elektroměru | Spotřebitelská strana měřiče |
| Primární uživatelé | Utility, nezávislí výrobci elektřiny | Majitelé domů, podniky, průmyslová zařízení |
| Měřítko | Ve velkém měřítku | Malé až středně velké |
| Hlavní účel | Gridové služby, stabilita, obnovitelná integrace | Správa energie na místě, úspora nákladů, záložní napájení |
| Zdroj energie | Síť, velké projekty obnovitelné energie | Obnovitelná energie na místě (např. střešní solární) |
| Připojení k síti | Přímá integrace do elektrické sítě | Připojeno přes elektrický systém spotřebitele |
| Poskytnuté služby | Frekvenční regulace, napěťová podpora, špička, odklad kapacity | Energetická nezávislost, špička, řízení spotřeby |
| Ekonomická participace | Účast na energetických trzích, energetická arbitráž | Snížení účtů za elektřinu, úspora poplatků za poptávku |
| Záložní napájení | Obvykle se nepoužívá pro záložní napájení | Poskytuje záložní napájení při výpadcích |
| Zaměření na management | Zvýšení spolehlivosti a účinnosti sítě | Řízení spotřeby energie a spolehlivosti na místě |
| Toky tržeb | Doplňkové služby, účast na trhu | Úspora nákladů, potenciální příjem z přebytečné energie (pokud je k dispozici čisté měření) |
| Regulační prostředí | Podléhá utilitám a pravidlům trhu | Podléhá spotřebitelským tarifům a zásadám čistého měření |
Abychom vám pomohli vybrat správné nastavení, podívejte se na naše Typy systémů pro skladování solární energie: Kompletní průvodce kupujícího.
Často kladené otázky (FAQ)
Jaká je životnost a BESS?
Ve skutečnosti to závisí na typu baterie, kterou systém pro ukládání energie baterie používá. Při správné péči mohou lithium-iontové baterie vydržet deset až patnáct let. Nicméně olověné kyseliny mají kratší dobu existence; přibližně pět až sedm let. Životnost bateriového systému kromě toho ovlivňuje i způsob použití, podmínky prostředí, ve kterých fungoval, a režimy údržby.
Kolik to a BESS náklady?
Cenové rozpětí pro BESS se mění s velikostí, specifikací a kategorií použití. Rezidenční systémy mohou stát asi 5000 15000 až XNUMX XNUMX USD, ale komerční nebo užitkové systémy se mohou vyšplhat až na stovky tisíc až miliony dolarů, než se zváží náklady na instalaci. Na tyto náklady má velký vliv typ baterie, kapacita systému a složitost jeho instalace.
Moci BESS být recyklován?
Ano, většina součástí a BESS, zejména baterie, lze recyklovat. Lithium-iontové baterie lze například recyklovat a získat tak cenné materiály, jako je lithium, kobalt a nikl. Postupy a předpisy týkající se recyklace se v jednotlivých regionech liší, proto je důležité dodržovat místní pokyny pro recyklaci BESS komponenty.
Existují obavy o bezpečnost BESS?
Bezpečnost je kritickým hlediskem BESSPřestože jsou moderní systémy navrženy s řadou bezpečnostních prvků, existují rizika spojená s nesprávnou instalací, špatnou údržbou a extrémními provozními podmínkami. Zejména lithium-iontové baterie vyžadují pečlivou manipulaci, aby se zabránilo přehřátí a potenciálnímu nebezpečí požáru. Pro zajištění bezpečného provozu je nezbytné dodržovat pokyny výrobce a průmyslové normy. Chcete-li se dozvědět více o požadavcích na shodu, přečtěte si našeho průvodce na Vysvětlení UL9540: Základní bezpečnostní normy pro systémy skladování energie.
Jak je BESS měřená kapacita?
BESS kapacita je obvykle vyjádřena v kilowatthodinách (kWh) nebo megawatthodinách (MWh), což ukazuje množství energie, kterou může systém uložit nebo dodat. Například 10 kWh systém může vydat 1 kW energie za 10 hodin nebo 10 kW po dobu jedné hodiny. Požadovaná energetická kapacita závisí na konkrétních energetických potřebách a spotřebě energie aplikací.
Jaké jsou dopady na životní prostředí BESS?
BESS má pozitivní i negativní dopady na životní prostředí. Na jedné straně usnadňují integraci obnovitelných zdrojů energie, čímž snižují závislost na fosilních palivech a zároveň minimalizují emise skleníkových plynů. Nicméně, pokud jde o výrobu a likvidaci baterií, existují určité ekologické problémy, jako je těžba surovin nebo nakládání s odpady baterií. Patří mezi ně vývoj a postupy recyklace, které jsou šetrné k životnímu prostředí.
Jak se dělá BESS interagovat s obnovitelnými zdroji energie?
BESS může ukládat přebytečnou energii vyrobenou z obnovitelných zdrojů, jako je slunce a vítr, a v případě potřeby ji uvolňovat. To pomáhá vyrovnat variabilitu výroby obnovitelné energie a zajišťuje stabilnější a spolehlivější dodávku energie. Efektivním řízením přerušování obnovitelných zdrojů energie BESS umožňuje větší pronikání čisté energie do elektrické sítě.
Moci BESS rozšiřovat systémy?
Ano, mnoho bateriových úložných systémů je navrženo s ohledem na škálovatelnost, což znamená, že více úložného prostoru lze přidat pomocí přídavných bateriových modulů, pokud nemohou uložit dostatek energie pro pokrytí poptávky. Tato flexibilita také znamená začít s menšími jednotkami a postupem času je přidávat, aby bylo možné uspokojit rostoucí poptávku po elektřině nebo nepromeškat příležitost kvůli technologickým pokrokům.
Jaké jsou alternativy k BESS?
Několik alternativ k BESS existují, každý má své vlastní výhody a aplikace:
- Přečerpávací vodní nádrž: Jedná se o metodu, kdy se voda čerpá na vyšší hladiny během období s nízkou spotřebou a uvolňuje se přes turbíny k výrobě elektřiny, když je poptávka vysoká.
- Skladování energie stlačeného vzduchu (CAES): Systémy CAES ukládají energii stlačováním vzduchu do podzemních jeskyní. Když je potřeba energie, stlačený vzduch se uvolňuje k pohonu turbín a výrobě elektřiny.
- Zásobník energie setrvačníku: Setrvačníky ukládají energii roztočením rotoru při vysokých rychlostech. Když je potřeba energie, rotační energie se přemění zpět na elektřinu. Tato technologie je známá svou vysokou účinností a rychlou dobou odezvy.
- Skladování tepelné energie: Tepelné zásobníky uchovávají energii jako teplo, které lze později přeměnit zpět na energii. Roztavené soli a led jsou běžně používaná média pro tepelné skladování.
- Skladování vodíkové energie: Přebytečná energie generovaná elektrolyzérem produkuje plynný vodík, který lze uložit pro použití v palivových článcích jako elektřinu nebo dokonce použít jako palivo jako takové.
Závěr
Moderní správa energie se do značné míry spoléhá na systémy skladování energie z baterií (BESS), které poskytují odpovědi na zlepšení stability sítě, integraci obnovitelné zelené energie a úspory nákladů. Význam BESS se bude zvyšovat pouze s přechodem k udržitelnější budoucnosti energetiky. Pákovým efektem BESS, Máme příležitost vybudovat odolnější, efektivnější a čistý nulový uhlíkový systém pro budoucí generace.
Získejte BESS Řešení od BENY Odborník
BENY je lídrem v oblasti špičkových rezidenčních a komerčních řešení skladování energie. Zaměřeno na spolehlivost a flexibilitu, BENYModulární baterie LFP jsou rozšiřitelné, což jim umožňuje být ideální pro různé úložné kapacity. Takové integrované systémy kombinují jednotky, jako je Battery Management System (BMS) a Power Conversion Systems (PCS), čímž poskytují výkon s vysokou hustotou a bezpečnostní funkce.
BENYŘešení společnosti umožňují majitelům domů a podnikům optimalizovat využití solární energie, snížit náklady na elektřinu a užívat si spolehlivého napájení. Naše produkty zahrnují pokročilé kapalinové a vzduchem chlazené bateriové úložné systémy, které jsou navrženy pro efektivní výkon a dlouhou životnost. BENY je uznávána jako důvěryhodný partner v oblasti skladování energie díky svému silnému závazku ke kvalitě a inovacím.
