До 2030 року глобальний ринок акумуляторних систем зберігання енергії (BESS), за прогнозами, досягне 25 мільярдів доларів. Оснащені будинки та підприємства BESS можуть зменшити свої рахунки за електроенергію до 30%. Оскільки ми стикаємося зі зростаючими потребами в енергії та зростаючою залежністю від відновлюваних джерел, BESS починає змінювати правила гри. Ці системи не тільки забезпечують надійне резервне живлення, але й підвищують стабільність мережі та роблять відновлювану енергію більш життєздатною.
Що таке BESS?
Акумуляторна система накопичення енергії BESS це технологія, призначена для зберігання електричної енергії за допомогою однієї або кількох акумуляторних батарей. Ця енергія зберігається для подальшого використання в разі потреби, таким чином забезпечуючи безперервне постачання електроенергії під час відключень або періодів високого попиту. Типовий BESS складається з елементів батареї, системи керування батареєю (BMS), інвертора та системи управління енергією (EMS).
- Акумулятори: Це основні блоки, де зберігається електрична енергія.
- BMS: контролює стан і безпеку батареї, включаючи напругу, струм, температуру та стан заряду, щоб запобігти перезарядженню та перегріву; в той же час балансуючи заряд між усіма елементами для оптимальної продуктивності та подовженого терміну служби.
- Інвертор/конвертер: Цей пристрій перетворює накопичену енергію постійного струму (DC) в батареях на енергію змінного струму (AC), яка є формою електрики, яка використовується в більшості будинків і підприємств. Він також може перетворювати змінний струм назад у постійний для зберігання.
- EMS: Ця система контролює роботу, вирішуючи, коли заряджати або розряджати батареї на основі попиту та постачання енергії.
поняття BESS не є новим; він розвивався роками завдяки прогресу в технології акумуляторів, зокрема літій-іонних акумуляторів. Тепер ці системи мають величезні можливості для ефективного зберігання великої кількості енергії, що робить їх невід’ємною частиною модернізованих стратегій управління енергією.
Як BESS працювати?
Енергія з різних джерел може зберігатися в системі накопичення енергії батареї (BESS), включаючи відновлювані джерела енергії, такі як сонячні батареї та вітрові турбіни, а також із самої електричної мережі.
По суті, a BESS діє як гігантська акумуляторна батарея. Коли є надлишок енергії, скажімо, у сонячний день із великою кількістю сонячної енергії або у вітряний день, коли генерується багато енергії вітру, BESS зберігає цей надлишок. Він робить це шляхом перетворення електричної енергії в хімічну енергію всередині батарей.
Ця накопичена енергія зберігається в елементах акумулятора, доки вона не знадобиться. Коли попит на електроенергію зростає або під час відключення, BESS Він перетворює хімічну енергію назад в електричну та постачає її туди, куди потрібно, чи то у ваш дім, на компанію чи безпосередньо назад до національної мережі, якщо ваша система налаштована таким чином.
Типи акумуляторних систем накопичення енергії
Літій-іонні акумулятори
Літій-іонні акумулятори є найпоширенішою технологією зберігання акумуляторів, і це не дарма. Вони мають високу щільність енергії, що означає, що вони можуть упакувати більше енергії в менший простір. Ці батареї також дуже ефективні; вони швидко заряджаються та розряджаються, тож їх можна використовувати в ситуаціях, коли потрібно часто змінювати енергію, наприклад у домашніх енергетичних системах чи електромобілях. Крім того, їх життєвий цикл довгий, отже, ці клітини можуть працювати при регулярному використанні протягом багатьох років. Зауважте, однак, що це може зробити їх дорожчими, ніж інші варіанти, і, таким чином, потрібно використовувати обережно, щоб уникнути перегріву.
Свинцево-кислотні акумулятори
Свинцево-кислотні батареї існують уже давно і деякими з них все ще використовуються BESS програми. Можливо, вони не такі передові, як літій-іонні акумулятори, але вони значно дешевші. Це робить їх ідеальним вибором для стаціонарного використання, яке вимагає менших витрат, наприклад для резервного живлення для будівель. Насправді ці клітини витривалі та надійні, хоча вони мають свої недоліки. Наприклад, користувачам потрібно регулярно обслуговувати їх, хоча термін їх служби менший, ніж у тих, виготовлених з використанням літій-іонної технології, оскільки вони важать більше та займають більше місця.
Редокс-батареї
Порівняно з іншими типами акумуляторів блоки потоку є дещо своєрідними. Енергія зберігається в рідких електролітах, що містяться у зовнішніх резервуарах, тому його ємність можна відповідно збільшити, якщо потрібно, просто додавши більше електролітів; це робить його придатним для великомасштабних проектів, таких як мережеве зберігання або використання відновлюваних джерел. Вони не руйнуються значно навіть після багатьох циклів заряджання/розряджання, отже, проточні блоки мають тривалий термін служби. Тим не менш, літій-іонні зазвичай пропонують вищу щільність енергії, ніж проточні системи, тому потрібно більше місця для резервуарів для зберігання, що може діяти як обмеження. .
Сірчано-натрієві батареї
Натрієво-сірчані батареї – це високотемпературні акумуляторні батареї, які мають високу щільність енергії, що робить їх придатними для великомасштабних застосувань. Вони працюють при високій температурі, яку необхідно належним чином контролювати для безпечної та ефективної роботи. Ці батареї зазвичай використовуються в накопичувачах енергії комунального масштабу та промислових застосуваннях, де потрібно накопичувати багато енергії. Однак недолік цього ефективного надійного рішення полягає в складності, спричиненій високими робочими температурами, що, однак, збільшує витрати.
Переваги BESS
Покращена стабільність і надійність мережі
Системи акумулятора енергії акумулятора (BESS) значно підвищити стабільність мережі, забезпечуючи буфер між пропозицією та попитом на енергію. У періоди пікового попиту, коли споживання електроенергії зростає, BESS розряджає накопичену енергію для підтримки мережі. Це зменшує навантаження на електростанції та мінімізує ризик знеструмлення, забезпечуючи стабільне та надійне електропостачання. Ця здатність особливо важлива в регіонах із високим рівнем проникнення відновлюваних джерел енергії, які можуть бути періодичними та менш передбачуваними, роблячи BESS вирішальний компонент енергетичного переходу до більш сталого майбутнього.
Інтеграція відновлюваних джерел енергії
Одна з найбільших переваг BESS це його здатність ефективно інтегрувати відновлювані джерела енергії в мережу незалежно від погодних умов. Відновлювані джерела енергії, такі як сонце та вітер, є фантастичними, але змінними — вони виробляють енергію лише тоді, коли світить сонце або дме вітер. BESS допомагає згладити ці коливання. Він накопичує надлишкову енергію, що виробляється під час сонячних або вітряних періодів, і вивільняє її, коли змінюється погода або збільшується попит. Це забезпечує постійне енергопостачання та дозволяє нам максимально використовувати відновлювані джерела енергії, зменшуючи залежність від викопного палива.
Зменшені витрати на електроенергію та пікове гоління
Рахунки за електроенергію можуть стати нестерпними, особливо коли ціни на електроенергію різко зростають у години пік. BESS пропонує рішення за допомогою процесу, відомого як пікове гоління. Зберігаючи електроенергію, коли вона дешева, у період непікової навантаження, і вивільняючи цю енергію в періоди пік, коли тарифи високі, BESS допоможе зменшити витрати на електроенергію. Окрім користі для споживачів, це також допомагає комунальним підприємствам уникнути дорогих інвестицій у потужності в додаткову генерацію, щоб досягти піків, а також спадів, викликаних циклічними змінами моделей попиту. Це безпрограшна ситуація, яка веде до загальної економії витрат в енергетичній системі.
Підвищена енергоефективність
BESS також підвищує енергоефективність, зменшуючи втрати енергії, пов’язані з передачею та розподілом на великі відстані. Коли електрика доводиться долати великі відстані, частина її втрачається в дорозі. Зберігаючи енергію ближче до місця її використання, BESS мінімізує ці втрати. Це означає, що більше виробленої енергії досягає місця призначення, покращуючи загальну ефективність системи. Це схоже на наявність місцевого резервуару, який забезпечує доступність води, коли це необхідно, зменшуючи відходи та неефективність довгого ланцюжка поставок.
Заявки на BESS
BESS надає рішення, які спеціально розроблені для різних застосувань, щоб забезпечити більш надійну, ефективну та рентабельну енергію. Незалежно від того, чи це житлові, комерційні, комунальні мережі або EV інфраструктура або промислові операції, BESS допомагає задовольнити попит на енергію, одночасно сприяючи інтеграції відновлюваних джерел енергії.
Житлові та комерційні будівлі
BESS служить резервною системою живлення під час відключень і оптимізує енергоспоживання в житлових і комерційних будівлях. Для домовласників надлишок електроенергії, виробленої фотоелектричними панелями, може зберігатися в a BESS у денний час і використовується в нічний час, тим самим зменшуючи залежність від мережі, а також знижуючи рахунки за електроенергію та експлуатаційні витрати. Однак для компаній плата за піковий попит зменшується, що допомагає їм контролювати свої витрати на електроенергію. Тому зберігання, коли це дешево, і використання, коли це дорого, закінчується економією величезних витрат бізнесменів. Крім того, BESS забезпечує безперервне постачання електроенергією критично важливих систем під час знеструмлення, захищаючи таким чином системи та обладнання від пошкоджень.
Зберігання енергії в масштабі підприємства
Утилітарно-масштабний BESS системи мають вирішальне значення для збалансування попиту та пропозиції в мережі. У періоди низького попиту надлишок енергії з відновлюваних джерел накопичується в BESS. Потім ця енергія вивільняється в періоди пікового попиту, зменшуючи потребу в додаткових електростанціях і мінімізуючи ризик знеструмлення. Ця можливість підвищує стабільність і надійність мережі, дозволяючи краще інтегрувати в мережу відновлювані джерела енергії, такі як сонце та вітер.
Електромобілі та зарядна інфраструктура
BESS відіграє важливу роль у підтримці електромобілів (EV) та їх зарядної інфраструктури. Для електромобілів, BESS забезпечує накопичення необхідної енергії для ефективної роботи транспортних засобів. На зарядних станціях, BESS може накопичувати енергію в непікові години та постачати її в години пік, забезпечуючи швидке та ефективне заряджання без перевантаження мережі. Це особливо важливо, оскільки кількість електромобілів зростає, тому потрібні більш надійні та гнучкі рішення для зарядки.
Мікромережі та автономні системи
У віддалених або автономних районах, BESS допомагає будувати незалежні мікромережі. Ці системи накопичують енергію, отриману з місцевих відновлюваних джерел, таких як сонячні батареї або вітряні турбіни, таким чином забезпечуючи стабільне електропостачання навіть під час періодичної генерації. Це життєво важливо для віддалених громад, зусиль з ліквідації наслідків стихійних лих і військових баз, де надійна та стійка сила має вирішальне значення. Для цих ізольованих енергетичних потреб, BESS пропонує стійке та економічно ефективне рішення.
Промислове застосування
BESS дозволяє галузям промисловості з високими потребами в енергії краще керувати використанням енергії. Це дозволяє згладити піки споживання електроенергії, що мінімізує плату за пікове споживання; це також підвищує енергоефективність. Крім того, він забезпечує резервне живлення для підтримки основних операцій під час збоїв, тим самим запобігаючи дорогим простоям і забезпечуючи безпеку. Крім того, промисловість може використовувати власні відновлювані джерела енергії BESS знизити залежність від мережі та зменшити свій вуглецевий слід. Поєднання енергоменеджменту з екологічністю робить BESS важливий ресурс для промислового застосування.
BESS Конфігурації: FTM VS BTM
Системи акумулятора енергії акумулятора (BESS) мають дві основні конфігурації, відомі як передня частина (FTM) або позаду вимірювальної (BTM). Системи FTM, орієнтовані насамперед на мережеві операції, пропонують послуги, які підвищують загальну стабільність і ефективність електричної системи. Навпаки, системи BTM призначені для індивідуальних споживачів, яким потрібна економія витрат на електроенергію, аварійне електропостачання, а також підвищена автономність щодо електропостачання. Нижче наведено таблицю, яка чітко контрастує між цими двома конфігураціями:
| Функція/Аспект | Передній лічильник (FTM) | Замірник (BTM) |
| Місце проведення | Комунальна сторона лічильника | Споживча сторона лічильника |
| Основні користувачі | Комунальні послуги, незалежні виробники електроенергії | Власники будинків, підприємства, промислові об’єкти |
| шкала | Масштабні | Малі та середні |
| Головна мета | Грід-сервіси, стабільність, відновлювана інтеграція | Управління енергією на місці, економія коштів, резервне живлення |
| Джерело енергії | Мережа, великі проекти відновлюваної енергетики | Власна відновлювана енергія (наприклад, сонячна енергія на даху) |
| Підключення до мережі | Пряма інтеграція в електромережу | Підключається через електромережу споживача |
| Надані послуги | Регулювання частоти, підтримка напруги, зниження пікових навантажень, відстрочка пропускної здатності | Енергонезалежність, мінімізація пікових навантажень, керування зарядом |
| Економічна участь | Участь в енергетичних ринках, енергетичний арбітраж | Зменшення рахунків за електроенергію, економія попиту |
| Резервне живлення | Зазвичай не використовується для резервного живлення | Забезпечує резервне живлення під час відключень |
| Фокус менеджменту | Підвищення надійності та ефективності мережі | Управління використанням енергії та надійністю на місці |
| Потоки доходів | Допоміжні послуги, участь у ринку | Економія коштів, потенційний прибуток від надлишку енергії (якщо доступний чистий облік) |
| Нормативно-правове середовище | Підлягає нормам комунального господарства та правилам ринку | Відповідно до тарифів для споживачів і політики чистого обліку |
Щоб допомогти вам вибрати правильну конфігурацію, ознайомтеся з нашими Типи систем накопичення сонячної енергії: найкращий посібник покупця.
Часті питання (FAQ)
Яка тривалість життя a BESS?
Насправді це залежить від типу акумулятора, який використовує система накопичення енергії акумулятора. При належному догляді літій-іонні акумулятори можуть прослужити від десяти до п’ятнадцяти років. Однак свинцево-кислотні мають коротший період існування; приблизно п'ять-сім років. Крім того, на термін служби акумуляторної системи впливає те, як вона використовувалася, а також умови навколишнього середовища, в яких вона працювала, і режими обслуговування.
Скільки коштує а BESS вартість?
Діапазон цін на BESS змінюється залежно від розміру, специфікації та категорії застосування. Житлові системи можуть коштувати приблизно 5000-15000 доларів США, але комерційні або комунальні системи можуть доходити до сотень тисяч або мільйонів доларів без урахування витрат на встановлення. На ці витрати значно впливає тип акумулятора, ємність системи та складність її встановлення.
Може BESS бути переробленим?
Так, більшість компонентів a BESS, особливо батареї, можна переробити. Літій-іонні акумулятори, наприклад, можна переробити для відновлення цінних матеріалів, таких як літій, кобальт і нікель. Практика та правила переробки відрізняються залежно від регіону, тому важливо дотримуватися місцевих інструкцій щодо переробки BESS компонентами.
Чи є проблеми з безпекою BESS?
Безпека є важливою мірою для BESSХоча сучасні системи розроблені з численними функціями безпеки, існують ризики, пов'язані з неправильним встановленням, поганим обслуговуванням та екстремальними умовами експлуатації. Літій-іонні акумулятори, зокрема, потребують ретельного поводження, щоб запобігти перегріву та потенційній пожежній небезпеці. Для забезпечення безпечної експлуатації важливо дотримуватися інструкцій виробника та галузевих стандартів. Щоб дізнатися більше про вимоги до відповідності, прочитайте наш посібник про Пояснення UL9540: Основні стандарти безпеки для систем зберігання енергії.
Як BESS ємність виміряна?
BESS потужність зазвичай виражається в кіловат-годинах (кВт-год) або мегават-годинах (МВт-год), що показує кількість енергії, яку система може накопичити або передати. Наприклад, система потужністю 10 кВт/год може видавати 1 кВт електроенергії протягом 10 годин або 10 кВт протягом однієї години. Необхідна енергетична потужність залежить від конкретних енергетичних потреб і енергоспоживання програм.
Які впливи на навколишнє середовище BESS?
BESS має як позитивний, так і негативний вплив на навколишнє середовище. З одного боку, вони сприяють інтеграції відновлюваних джерел енергії, таким чином зменшуючи залежність від викопного палива, а також мінімізуючи викиди парникових газів. Однак, коли мова заходить про виробництво та утилізацію акумуляторів, існують певні екологічні проблеми, як-от видобуток сировини або поводження з відходами акумуляторів. До них належать розробки та методи переробки, які є екологічно чистими.
Як BESS взаємодіяти з відновлюваними джерелами енергії?
BESS може накопичувати надлишкову енергію, отриману з відновлюваних джерел, таких як сонце та вітер, і вивільняти її за потреби. Це допомагає згладити мінливість виробництва відновлюваної енергії, забезпечуючи більш стабільне та надійне електропостачання. Ефективно керуючи переривчастістю відновлюваних джерел енергії, BESS забезпечує більше проникнення чистої енергії в електричну мережу.
Може BESS системи розширювати?
Так, багато систем накопичення акумуляторів розроблені з урахуванням масштабованості, що означає, що можна додати більше пам’яті за допомогою додаткових батарейних модулів, якщо вони не можуть зберігати достатньо енергії для задоволення попиту. Ця гнучкість також означає, що потрібно починати з менших одиниць, а потім з часом додавати, щоб задовольнити зростаючий попит на електроенергію або щоб не втрачати можливості через розвиток технологій.
Які є альтернативи BESS?
Кілька альтернатив до BESS існують, кожен зі своїми перевагами та застосуваннями:
- Насосна гідроакумуляція: це метод, за якого вода перекачується до вищих рівнів у періоди низького попиту та випускається через турбіни для виробництва електроенергії, коли попит високий.
- Акумулятор енергії стисненого повітря (CAES): системи CAES зберігають енергію, стискаючи повітря в підземні каверни. Коли потрібна енергія, стиснене повітря випускається для приводу турбін і виробництва електроенергії.
- Накопичувач енергії маховика: маховики накопичують енергію, обертаючи ротор на високих швидкостях. Коли потрібна енергія, енергія обертання перетворюється назад в електрику. Ця технологія відома своєю високою ефективністю та швидким часом відгуку.
- Зберігання теплової енергії: Термоакумулятори зберігають енергію як тепло, яке згодом може бути перетворено назад в енергію. Розплавлені солі та лід зазвичай використовуються для термічного зберігання.
- Зберігання водневої енергії: надлишок енергії, що виробляється в електролізері, виробляє водень, який можна зберегти для використання в паливних елементах як електрику або навіть використовувати як паливо як таке.
Висновок
Сучасне управління енергією значною мірою покладається на системи накопичення енергії акумуляторів (BESS), які дають відповіді на покращену стабільність мережі, інтеграцію відновлюваної зеленої енергії та економію коштів. Значення BESS лише збільшуватиметься, коли ми переходимо до більш сталого енергетичного майбутнього. За допомогою левериджів BESS, У нас є можливість побудувати більш стійку, ефективну систему з нульовим викидом вуглецю для майбутніх поколінь.
отримати BESS Рішення Від BENY Експерт
BENY є лідером у сфері передових рішень для зберігання енергії для житлових і комерційних будинків. Орієнтований на надійність і гнучкість, BENYМодульні акумуляторні батареї LFP можна розширювати, що дозволяє їм бути ідеальними для зберігання різної ємності. Такі інтегровані системи поєднують такі блоки, як системи керування батареями (BMS) і системи перетворення електроенергії (PCS), що забезпечує високу щільність живлення та функції безпеки.
BENYРішення компанії дозволяють домовласникам і компаніям оптимізувати використання сонячної енергії, знизити витрати на електроенергію та отримати надійне електропостачання. Наша продукція включає вдосконалені системи зберігання акумуляторів з рідинним і повітряним охолодженням, які розроблені для ефективної роботи та тривалого терміну служби. BENY визнана надійним партнером у сфері зберігання енергії завдяки твердій відданості якості та інноваціям.
