בחירת הסוגים הנכונים של מערכות אחסון אנרגיה לסוללות עבור הצרכים שלך

שוק אגירת האנרגיה העולמי, בהתאם לדוח של BloombergNEF, צפוי להתרחב מ-17 GWh בשנת 2020 ל-358 GWh עד 2030 על רקע התקדמות משמעותית והשקעות במערכות גיבוי כוח ברחבי העולם. כָּך, BESS ממלא תפקיד חשוב בתשתית רשת החשמל המודרנית.

מהי מערכת אחסון אנרגיה של סוללות (BESS)?

מערכת אחסון אנרגיה של סוללה (BESS) הוא מנגנון שצובר אנרגיה חשמלית בסוללות נטענות לשימוש מאוחר יותר. תאי סוללה, מערכות ניהול סוללות (BMS) ומערכות המרת כוח (PCS) הן חלק מהמרכיבים החיוניים. הזרם הישר המאוחסן בתוך מודולי הסוללה מועסק בעיקר על ידי BESS לספק קיבולת חשמל בזמני ביקוש גבוה.

מערכת ניהול האנרגיה (EMS) מפקחת על מצב התשלום (SOC) ומייעל את העסקת משאבים. BESS משתמש בדרך כלל במעגלים חיצוניים וממירים דו-כיווניים לאיכות חשמל יעילה וחיבור בין רשתות אשר ממירים DC ל-AC או להיפך. חלק מהיחידות המתקדמות עשויות גם לשלב צורות אחרות של אגירת אנרגיה כמו אגירת אנרגיה תרמית וקינטית כדי להגביר את היעילות הכוללת שלה.

מדוע מערכות אחסון אנרגיה חיוניות הן

מערכות אחסון אנרגיה לסוללות (BESS) חיוניים בנוף האנרגיה של היום מכמה סיבות:

• יציבות רשת משופרת: BESS מייצב את אספקת החשמל על ידי אחסון עודף אנרגיה בזמן ביקוש נמוך ושחרורה בתקופות שיא של ביקוש לחשמל, מה שמבטיח אספקת חשמל אמינה.
• יעילות אנרגטית אופטימלית: BESS אוגר אנרגיה ממקורות מתחדשים כמו אנרגיה סולארית, מקסום יעילות על ידי הפחתת בזבוז אנרגיה והסתמכות על דלקים מאובנים.
• עלויות אנרגיה מופחתות: BESS מאפשר גילוח שיא, אחסון חשמל כאשר מחירי החשמל נמוכים, ושימוש בו בתקופות שיא, מסייע בהפחתת עלויות האנרגיה לעסקים ולבעלי בתים.
• תמיכה בשילוב אנרגיה מתחדשת: BESS מקל על שילוב אנרגיה מתחדשת ברשת על ידי אגירת עודפי אנרגיה והבטחת אספקה ​​עקבית של אנרגיה נקייה.

סוגי מערכות אחסון אנרגיה לסוללות

למרות שכל מערכות אחסון האנרגיה משתמשות בסוללות, הן אינן משתמשות באותן. כמו כן, מגוון סוגי סוללות מועסקים בפתרונות אחסון אנרגיה ולעתים קרובות מפותחים חדשים.

בטריות ליתיום

סוללות ליתיום יון הן אחד מהסוגים הנפוצים ביותר של מערכת אחסון אנרגיה בסוללות (BESS) הפועלים על ידי העברת יוני ליתיום בין קתודה ואנודה לאורך מחזורי טעינה ופריקה. לאור צפיפות האנרגיה הגבוהה שלהם, הם מוצאים שימוש נרחב בכלי רכב חשמליים, אלקטרוניקה ניידת ואחסון אנרגיה ביתי.

עם זאת, חסרון גדול הוא האפשרות של בריחה תרמית, כאשר יש עלייה מהירה בטמפרטורה בתוך הסוללה המובילה לשריפה או אפילו פיצוץ. ישנן סיבות רבות, כגון כאשר הוא נטען יתר על המידה, ניזוק פיזית או מתחמם יתר על המידה. כדי שסוללות ליתיום-יון יהיו בטוחות, עליהן להיות מערכות ניהול וניטור תרמיות מתאימות. היו שיפורים מתמשכים במטרה להפוך את המכשירים הללו לבטוחים ויעילים יותר ובכך להיות אמינים מספיק עבור היישומים השונים שלהם.

סוללות עופרת חומצה

סוללות העופרת-חומצה הן אחת מטכנולוגיות אחסון הסוללות הוותיקות והמסורתיות ביותר; הם מוכרים באמינותם ובמחיר סביר. הם פועלים על ידי המרת אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית באמצעות תגובה בין לוחות עופרת עם חומצה גופרתית. למרות צפיפות האנרגיה הנמוכה שלהם, בדרך כלל כ-30-50 ואט לשעה/ק"ג, ותוחלת חיים קצרה יותר שנעה בין 200-800 מחזורי טעינה, הם עדיין נשארים מנוצלים מאוד בגלל הזולות שלהם. אלה משמשים בדרך כלל במערכות חשמל גיבוי, בספקי כוח אל-פסק (UPS) ובכל מקום בו יש תקציב מצומצם. הם גם קשים מספיק ויכולים להציע זרמי נחשול גבוהים ולכן מתאימים ליישומים הדורשים זמינות מיידית של כוח.

סוללות זרימה

סוללות זרימה הן סוג של סוללה האוגרת אנרגיה בתמיסות אלקטרוליטים נוזליות שזורמות דרך תאי הסוללה תוך כדי טעינה ופריקה. עיצוב זה מאפשר מדרגיות קלה שכן ניתן להגדיל את גודל מיכלי האלקטרוליטים כדי להרחיב את קיבולת האנרגיה של המערכת. לסוללות זרימה יש חיי מחזור ארוכים, לעתים קרובות יותר מ-10,000 מחזורים, מה שהופך אותם לאידיאליים עבור יישומים בקנה מידה גדול כגון אחסון אנרגיה בקנה מידה שימושי ויישומים תעשייתיים. הם מספקים תפוקת כוח יציבה לאורך זמן, מה שהופך אותם למתאימים למצבים שבהם יש צורך בכוח עקבי ואמין. צפיפות האנרגיה הנמוכה שלהן בהשוואה לצורות אחרות של סוללות עשויה להגביל את השימוש בהן ביישומים מוגבלי מקום. עם זאת, הקיבולת הגבוהה שלהן, העמידות והגמישות מאפשרות שימוש בסוללות זרימה לצורכי אחסון אנרגיה בעלי קיבולת גבוהה.

סוללות ניקל-קדמיום

תכונה יוצאת דופן של סוללות ניקל-קדמיום (Ni-Cd) היא שהן קשות ומסוגלות לתפקד בטמפרטורות קשות, ובכך הופכות אותן למתאימות לסביבות תובעניות. הם עושים שימוש בניקל אוקסיד הידרוקסיד וקדמיום בתור אלקטרודות, מה שהופך אותם עמידים אך מוריד את צפיפות האנרגיה שלהם ל-40-60 וואט/ק"ג. הכללת קדמיום גם מעלה חששות לגבי איכות הסביבה, המחייבת סילוק ומחזור נאותים. כתוצאה מכך, סוללות Ni-Cd מוצאות שימוש רק בתעשיות מיוחדות שבהן האמינות בתנאים קיצוניים היא קריטית; למשל, תעופה, ציוד צבאי, בין שאר מגזרי התעשייה. למרות כמה חסרונות, סוללות Ni-Cd נהנות ממחזורי חיים ארוכים וביצועים עקביים בסביבות תפעול מאתגרות.

סוללות נתרן-גופרית

פועלים בסביבות 300-350 מעלות צלזיוס, נתרן וגופרית מותכים משמשים כחומרים פעילים בסוללות סודיום גופרית (NaS). הם נבדלים בצפיפות האנרגיה הגבוהה שלהם שנעה בין כ-150-240 וואט/ק"ג ויעילות מעולה. סוללות NaS מוגבלות בדרך כלל למתקנים בקנה מידה גדול כגון אחסון חשמל ותחנות כוח בשל טמפרטורת הפעולה והעיצוב שלהן. זמינות החשמל המתמשכת והעקבית שלהם הופכת אותם לבעלי ערך במיוחד עבור ייצוב רשתות, ניתוק פסגות או שילוב מקורות אנרגיה מתחדשים. עם זאת, היתרונות שלהם באים עם החיסרון של צורך במערכות ניהול תרמי מתקדמות שניתן לנהל ביעילות רק ביישומים נייחים בקנה מידה גדול בהתחשב בפעולות החמות ביותר שלהן.

מדוע ליתיום-יון היא בחירה פופולרית?

סוללות ליתיום-יון הפכו לבחירה המובילה עבור פתרונות אחסון אנרגיה רבים בשל השילוב שלהן בין ביצועים, יעילות ואמינות. הנה הסיבה שהם בולטים:

• צפיפות אנרגיה גבוהה: מאפשר אחסון של כמויות גדולות של אנרגיה בצורה קומפקטית, אידיאלי עבור יישומים מוגבלי מקום.
• חיי מחזור ארוכים: תומך באלפי מחזורי טעינה ופריקה, תורם לאריכות ימים.
• יעילות גבוהה: יעילות טעינה/פריקה של כ-90-95%, מזעור אובדן אנרגיה.
• קצב פריקה עצמית נמוך: שומר על טעינה לתקופות ארוכות, מושלם עבור כוח גיבוי ואחסון אנרגיה אמין לטווח ארוך.

יישומים מגוונים של מערכות אחסון אנרגיה בסוללות (BESS)

מערכות אחסון אנרגיה לסוללות (BESS) חיוניים במגזרים שונים, כאשר כל אחד מהם נותן מענה לצרכי אנרגיה ייחודיים.

אחסון אנרגיה של סוללות למגורים

בבתים, BESS אוגר אנרגיה ממקורות כמו פאנלים סולאריים, מספק כוח גיבוי בזמן הפסקות חשמל ומפחית את התלות ברשת. זה מאפשר לבעלי בתים לנהל את צריכת החשמל שלהם בצורה יעילה יותר ומעודד אימוץ של אנרגיה מתחדשת.

אחסון אנרגיה מסחרי של סוללות

BESS משמש על ידי ארגונים לגילוח שיא, אחסון חשמל בזמנים בהם אין לו ביקוש, כך שניתן להשיג עלויות נמוכות יותר בתקופות ביקוש גבוהות יותר. מערכות אלו מספקות גם כוח חירום ומקדמות את השימוש באנרגיה מתחדשת, ובכך מבטיחות פעילות חלקה ויעדי קיימות.

אחסון אנרגיה בסוללה בקנה מידה שירות

סולם תועלת BESS מאזן בין היצע וביקוש ברשת, חוסך עודפי חשמל ומשחרר אותו בעת הצורך. מערכות אלו חיוניות ליציבות הרשת, במיוחד כאשר משולבים יותר אנרגיה מתחדשת, והן מבצעות פונקציות חיוניות כמו שירותים נלווים ותמיכה במתח. יתרה מכך, מתקנים אלה יכולים להפיג את המתח בקווי החלוקה בשעות שיא הביקוש.

הערכת צרכי אחסון האנרגיה שלך

בעת בחירת מערכת אחסון האנרגיה המתאימה של הסוללה, חיוני להעריך את הדרישות הספציפיות שלך בקפידה. הטבלה הבאה מתארת ​​את הגורמים העיקריים שיש לקחת בחשבון:

מסקנה: העתיד של מערכת אחסון אנרגיה בסוללות (BESS)

בהתפתחות המתמשכת של מעבר האנרגיה העולמי, BESS זה להיות אפילו יותר חשוב. פיתוחים מתמשכים בטכנולוגיית הסוללות משפרים את היעילות, האמינות והמחיר סביר של BESS, מה שהופך אותו לפן אינטגרלי של אנרגיה בת קיימא עבור הדורות הבאים. ועם התלות הולכת ופוחתת בדלקים מאובנים, BESS יהיה שימושי בשמירה על חוסן ואבטחת אספקת החשמל שכן זה מגדיר את משמעותו במגזר אנרגיה משתנה. יתר על כן, זהו צעד חיוני לקראת טיפול בשינויי האקלים.

הגבר את מערכות אחסון האנרגיה שלך בסוללות עם BENY

הגדל את מערכות אחסון האנרגיה שלך בסוללה עם פתרונות מתקדמים מ BENY. עם מובילים בתעשייה R&D תומך, המוצרים המובילים שלנו נועדו להיות יעילים ומהימנים בבתים, משרדים ויישומים מסחריים כמו גם בתעשייה בקנה מידה גדול. כתוצאה מכך, BENY מציע תגובות מותאמות מהירות ותמיכה גלובלית 24/7 כדי להבטיח מיטוב ביצועים טובים של מערכות אחסון האנרגיה שלך לקראת יעדי הקיימות שהגדרת. שפר את ניהול האנרגיה שלך באמצעות קישור עם BENY, כך שלך BESS פרויקטים יכולים להצליח.