Apakah Penyimpanan Tenaga Bateri?

A sistem penyimpanan tenaga bateri(BESS) ialah sistem yang menggunakan bateri sebagai pembawa simpanan tenaga untuk menyimpan dan membebaskan tenaga elektrik. Ia boleh menyimpan tenaga elektrik untuk tempoh masa tertentu dan membekalkan tenaga elektrik pada masa yang sesuai mengikut permintaan. Ia mempunyai fungsi seperti peralihan lancar, pencukuran puncak dan pengisian lembah, peraturan frekuensi dan peraturan voltan.

 

A sistem penyimpanan tenaga bateriterdiri daripada: bateri, komponen elektrik, sokongan mekanikal, sistem pemanasan dan penyejukan (sistem pengurusan terma), sistem penukaran kuasa dua arah, sistem pengurusan tenaga dan sistem pengurusan bateri.

 

Sebagai salah satu teknologi utama untuk penyimpanan tenaga baharu, bateri simpanan tenaga memainkan peranan penting dalam meningkatkan perkadaran penggunaan tenaga boleh diperbaharui dan memastikan operasi sistem kuasa yang selamat dan stabil. Bateri litium{1}}, sebagai komponen utama storan tenaga, ialah "hab pusat" yang menentukan kemajuan storan tenaga elektrokimia. Bateri litium-dikelaskan kepada bateri litium besi fosfat dan bateri litium-terner mengikut bahan katodnya. Pasaran simpanan tenaga didominasi terutamanya oleh bateri fosfat besi litium. Menghapuskan perbezaan -puncak malam-siang ialah senario aplikasi utama untuk sistem storan tenaga dan masa penggunaan produk secara langsung mempengaruhi keuntungan projek. Unit simpanan tenaga, biasanya merujuk kepada bateri, ialah peranti asas dalam sistem penyimpanan tenaga yang digunakan untuk menyimpan dan melepaskan tenaga elektrik.

Struktur Bateri:

Bahan Elektrod Positif: Bahagian bateri tempat tindak balas pengoksidaan berlaku. Bahan elektrod positif biasa termasuk litium kobalt oksida (LiCoO2), litium besi fosfat (LiFePO4), dan litium nikel mangan kobalt oksida (NMC).

Bahan Elektrod Negatif: Bahagian bateri tempat tindak balas pengurangan berlaku. Bahan elektrod negatif biasa termasuk grafit, silikon, dan timah.

• Elektrolit: Medium untuk pengangkutan ion dalam bateri. Ia boleh menjadi cecair atau pepejal (elektrolit pepejal). Elektrolit membolehkan ion bergerak antara elektrod positif dan negatif, melengkapkan proses pengecasan dan nyahcas.
• Pemisah: Terletak di antara elektrod positif dan negatif, fungsinya adalah untuk mengelakkan sentuhan terus antara elektrod positif dan negatif, yang boleh menyebabkan litar pintas, sambil membenarkan ion melaluinya.
• Pengumpul Arus: Biasanya diperbuat daripada logam (seperti tembaga dan aluminium), digunakan untuk memindahkan arus dari sel ke litar luar.
• Sarung Bateri: Struktur luaran bateri, digunakan untuk melindungi komponen dalaman dan menyediakan sokongan mekanikal.
• Sistem Pengurusan Bateri (BMS): Bertanggungjawab untuk memantau dan mengurus proses pengecasan dan nyahcas bateri, memastikan operasi bateri yang selamat dan mengoptimumkan prestasi dan jangka hayatnya.

Prinsip kerja bateri simpanan tenaga

Komponen Pengurusan Terma

• Penderia: Penderia suhu, penderia tekanan, dsb., digunakan untuk memantau parameter seperti suhu dan tekanan bateri serta persekitaran dalam masa nyata.
• Unit Kawalan: Biasanya mikropengawal atau sistem komputer, mengawal operasi peralatan pengurusan haba berdasarkan data sensor dan algoritma pratetap.
• Peralatan penyejukan:
• Sistem Penyejukan Udara: Termasuk kipas, saluran udara, penukar haba, dsb., menghilangkan haba melalui aliran udara.
• Sistem Penyejukan Cecair: Termasuk pam, penyejuk, radiator, plat penyejuk, dsb., mengeluarkan haba melalui peredaran penyejuk.
• Peralatan Pemanasan: Seperti pemanas elektrik, pemanas bahan perubahan fasa, dsb., digunakan untuk memanaskan bateri dalam-persekitaran suhu rendah.
• Bahan Penebat: Digunakan untuk mengurangkan kesan persekitaran luaran pada suhu bateri dan mengekalkan kestabilan suhu dalaman.
• Penggerak: Seperti injap, pam, dsb., digunakan untuk mengawal aliran penyejuk atau udara.
• Penyambung: Termasuk paip, kabel, dsb., menyambungkan pelbagai komponen untuk memastikan operasi sistem normal.

Prinsip Kerja Pengurusan Terma

1. Pemantauan Suhu: Penderia sentiasa memantau suhu bateri dan persekitaran, menghantar data ke unit kawalan.
2. Analisis Data: Unit kawalan menganalisis data untuk menentukan sama ada peralatan penyejukan atau pemanasan perlu diaktifkan.
3. Proses Penyejukan:-Penyejukan Udara: Apabila suhu melebihi ambang yang ditetapkan, kipas dimulakan, menolak udara melintasi permukaan bateri untuk mengeluarkan haba.-Penyejukan Cecair: Pam menolak penyejuk melalui plat penyejuk atau terus bersentuhan dengan bateri, menyerap haba sebelum mengalir kembali ke radiator untuk pertukaran haba.
4. Proses Pemanasan: Dalam-persekitaran suhu rendah, peralatan pemanas diaktifkan, membebaskan haba melalui tenaga elektrik atau bahan perubahan fasa untuk menaikkan suhu bateri.
5. Peraturan Suhu: Unit kawalan melaraskan keamatan penyejukan atau pemanasan berdasarkan data masa sebenar-untuk memastikan suhu bateri kekal dalam julat operasi optimumnya.
6. Keseragaman Pengagihan Haba: Satu-laluan aliran udara yang direka dengan baik atau laluan aliran penyejuk memastikan pengagihan suhu seragam dalam pek bateri.
7. Perlindungan Keselamatan: Sistem ini juga termasuk perlindungan terlalu panas, pengesanan kebocoran dan fungsi keselamatan lain untuk mengelakkan potensi bahaya keselamatan.
8. Pengoptimuman Pintar: Sistem pengurusan haba moden mungkin menyepadukan algoritma kecerdasan buatan untuk mengoptimumkan strategi kawalan, meningkatkan kecekapan tenaga dan meningkatkan kelajuan tindak balas.
9. Pemantauan Jauh: Sistem ini mungkin menyokong fungsi pemantauan dan kawalan jauh, membolehkan kakitangan penyelenggaraan memahami status sistem dalam masa nyata dan membuat pelarasan.

Sistem Pengurusan Bateri (BMS)

Sistem Pengurusan Bateri (BMS) ialah komponen teras sistem storan tenaga, bertanggungjawab untuk mengurus dan memantau status pengendalian pek bateri untuk memastikan keselamatan, kebolehpercayaan dan operasi yang cekap. Berikut ialah komponen asas, prinsip kerja dan fungsi utama BMS:

Sistem Pengurusan Bateri (BMS): Komponen Asas

Komponen Perkakasan:

• Penderia: Digunakan untuk memantau parameter fizikal bateri seperti voltan, arus dan suhu.
• Papan Litar: Termasuk papan litar kawalan utama dan papan litar komunikasi, bertanggungjawab untuk pemprosesan data dan komunikasi.
• Pemproses: Unit kawalan teras, yang menganalisis dan mengira status bateri dan melaksanakan strategi kawalan yang sepadan.
• Relay dan Litar Perlindungan: Digunakan untuk memutuskan sambungan litar pengecasan dan nyahcas bateri dalam keadaan tidak normal, melindungi bateri daripada kerosakan.
• Antara Muka Komunikasi: Digunakan untuk komunikasi data dengan sistem luaran (seperti sistem kawalan kenderaan, pelayan, dll.).

Prinsip Kerja Sistem Pengurusan Bateri (BMS):

1. Pemerolehan Data: BMS mengumpul parameter bateri seperti voltan, arus dan suhu dalam masa nyata melalui penderia.
2. Pemprosesan Data: Pemproses memproses data yang diperoleh, mengira maklumat penting seperti keadaan cas/nyahcas bateri, baki kapasiti dan rintangan dalaman.
3. Pelaksanaan Strategi Kawalan: Berdasarkan hasil pemprosesan data, BMS melaksanakan strategi kawalan yang sepadan, seperti melaraskan arus cas/nyahcas dan melakukan pengimbangan bateri.
4. Komunikasi dan Maklum Balas: BMS bertukar-tukar data dengan sistem luaran melalui antara muka komunikasi, menerima arahan luaran dan suapan kembali maklumat status bateri kepada sistem luaran.

 

Penukar storan tenaga (PCS) boleh disamakan dengan "pengecas bersaiz besar," komponen utama dalam sistem storan tenaga. Ia mempunyai keupayaan penukaran dua arah dan memainkan peranan penting dalam sistem. Ia membolehkan penukaran tenaga dan aliran dwiarah antara bateri simpanan tenaga dan grid. Ia boleh menukar arus terus (DC) kepada arus ulang alik (AC) atau sebaliknya untuk memenuhi keperluan pengecasan dan nyahcas grid bagi sistem storan tenaga. PCS bertindak sebagai "jambatan" dalam sistem storan tenaga, menyambungkan bateri storan tenaga dan grid, memastikan operasi sistem yang cekap dan stabil.

 

Sistem Pengurusan Tenaga (EMS) ialah komponen utama sistem penyimpanan tenaga. Ia bertanggungjawab untuk memantau, mengawal dan mengoptimumkan aliran tenaga dan kecekapan operasi keseluruhan sistem.

"Penyelesaian yang baik berasal dari-reka bentuk peringkat atas, dan sistem yang baik berpunca daripada EMS," menekankan kepentingan EMS dalam sistem storan tenaga.

EMS wujud untuk mengagregatkan maklumat daripada semua subsistem dalam sistem storan tenaga, memantau keseluruhan operasi sistem secara menyeluruh, dan membuat keputusan yang berkaitan untuk memastikan operasi sistem yang selamat. EMS memuat naik data ke awan, menyediakan alatan operasi untuk-kakitangan pengurusan belakang pengendali. Pada masa yang sama, EMS bertanggungjawab untuk interaksi langsung dengan pengguna. Kakitangan penyelenggaraan pengguna boleh menggunakan EMS untuk melihat-masa sebenar operasi sistem storan tenaga dan melaksanakan pemantauan.