A Sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria (BESS)és un tipus especialitzatSistema d'emmagatzematge d'energia (ESS). Funciona combinant diverses bateries recarregables per emmagatzemar energia solar, eòlica o elèctrica, que després es pot alliberar quan sigui necessari. Essencialment, funciona com un carregador de telèfon portàtil, excepte que la seva font d'alimentació no és per a dispositius mòbils sinó per a llars senceres, botigues o fins i tot fàbriques.
Tant si s'utilitza com aSistema solar domèstic de 20 kWo un projecte a gran-escala de xarxa, un BESS té un paper actiu a l'hora d'integrar l'energia renovable a la xarxa i en l'afeitat màxim i l'ompliment de la vall.
Un sistema complet d'emmagatzematge d'energia de la bateria no consta només de bateries; també inclou altres components essencials. Aquests components principals són:
- Mòduls de bateries LFP, que són les parts que realment emmagatzemen energia.
- PCS (sistema de conversió d'energia), que converteix l'electricitat entre CC i CA, permetent que l'electricitat solar, eòlica o emmagatzemada sigui utilitzada normalment per la xarxa o les llars.
- Sistema de gestió de bateries, que protegeix les bateries de la sobrecàrrega, la sobre{0}}descàrrega, el sobreescalfament i altres problemes potencials.
- Sistema de gestió energètica, que determina quan carregar i quan descarregar, ajudant els usuaris a fer un ús més eficient de l'energia.
Els sistemes d'emmagatzematge d'energia de la bateria poden variar molt en grandària.
- Els sistemes petits poden emmagatzemar només uns quants quilowatts{0}}hora, adequats per a ús domèstic o residencial.
- Els sistemes grans poden emmagatzemar centenars de milers de quilowatts-hora, proporcionant un emmagatzematge d'energia a escala de xarxa-per a regions senceres.
Aquesta versatilitat els fa adequats per a una àmplia gamma d'aplicacions, ja sigui per a habitatges, zones comercials o zones industrials.
El valor més gran d'aBESSconsisteix a emmagatzemar l'electricitat quan l'oferta supera la demanda i alliberar-la quan la demanda és alta. Això no només millora l'eficiència de l'ús de l'energia, sinó que també garanteix que la xarxa elèctrica continuï funcionant sense problemes durant els períodes punta o esdeveniments inesperats, evitant l'escassetat d'energia regional o les apagues generalitzades.
Com funciona un sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria?
Un sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria és com un banc de superpotència gegant. Pot capturar electricitat de la xarxa o de fonts renovables com ara la solar i l'eòlica, emmagatzemar-la i després alliberar-la quan es necessiti energia.
1. Tres passos principals
- Càrrega (emmagatzematge d'energia):Quan l'electricitat és abundant o barata, com ara durant les hores assolellades del dia o a la nit durant les hores de màxima intensitat-, el sistema absorbeix l'electricitat i l'emmagatzema com a energia química a les cèl·lules de la bateria.
- Gestió (seguiment):El sistema té un "cervell" anomenatSistema de gestió de bateries(BMS), que controla constantment l'estat de la bateria per evitar el sobreescalfament o la sobrecàrrega/descàrrega.
- Descàrrega (alliberament d'energia):Quan l'electricitat és escassa, cara o durant un apagament sobtat, la bateria torna a convertir l'energia química en electricitat i la lliura a les llars, les fàbriques o la xarxa.
2. Components bàsics
Per completar el procés descrit anteriorment, un sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria normalment inclou els components clau següents:
- Mòduls de bateria:El cor de l'emmagatzematge d'energia, normalment compost per milers de cèl·lules-d'ions de liti.
- Sistema de conversió d'energia (PCS / inversor):Un dispositiu crític. Les bateries emmagatzemen l'electricitat com a corrent continu (DC), mentre que els llums i la xarxa utilitzen corrent altern (AC). L'inversor permet la conversió bidireccional entre DC i AC.
- Sistema de gestió de bateries (BMS):Responsable de la seguretat de la bateria, control de voltatge, corrent i temperatura.
- Sistema de gestió energètica (EMS):Gestiona la presa de decisions{0}. Determina quan carregar, quan vendre electricitat i com optimitzar-lo per estalviar costos o beneficis ambientals.
Com ajuda un BESS a integrar l'energia solar i eòlica de manera eficient?
El sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria (BESS) pot tenir un paper de suport important a l'hora d'integrar l'energia solar i eòlica a la xarxa. Si connecteu l'energia solar o eòlica directament a la xarxa, poden sorgir molts problemes inesperats, que poden ser força complicats de resoldre.
Quins són els dos avantatges bàsics d'un BESS?
- Alta eficiència de conversió d'energia: la major part de l'electricitat d'entrada es pot emmagatzemar i alliberar eficaçment pel BESS, amb una pèrdua d'energia mínima.
- Mil·lisegons-Velocitat de resposta de nivell: un BESS pot respondre als canvis de la graella en un temps extremadament curt (que va des de mil·lèsimes de segon fins a uns quants mil·lisegons). Si la resposta no és prou ràpida, pot provocar fluctuacions de tensió, inestabilitat de la xarxa o fins i tot talls d'energia.
Com pot un sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria fer un canvi de temps d'energia{0}}?
El canvi de temps d'energia-significa "transmetre" l'electricitat d'un període de temps a un altre per utilitzar-la. De vegades, l'energia generada per l'eòlica i la solar és inestable, la qual cosa pot donar lloc a un excedent d'electricitat.
En aquests casos, un BESS pot emmagatzemar l'excés d'electricitat generat per l'energia solar o eòlica i alliberar-lo quan l'electricitat és insuficient. Això ajuda a solucionar el desajust entre el moment de la generació d'energia renovable i la demanda màxima d'electricitat.
Per exemple, els dies laborables, la gent treballa durant el dia, però el consum d'electricitat augmenta al vespre. En algunes zones, això pot provocar una font d'alimentació insuficient. En aquest moment, l'energia solar emmagatzemada pel BESS durant el dia es pot utilitzar de manera eficaç.
Com pot un BESS mantenir l'estabilitat de la xarxa durant el temps extrem?
La velocitat del vent i la intensitat de la llum solar fluctuen amb el temps, la qual cosa fa que la generació d'energia varia. Si aquesta electricitat s'alimenta directament a la xarxa, pot provocar problemes com ara la inestabilitat de voltatge.
Un BESS pot suavitzar ràpidament aquests nivells de potència fluctuants en una producció d'electricitat relativament estable i uniforme, assegurant que l'energia subministrada a la xarxa sigui fiable. Això ajuda a mantenir la tensió i la freqüència normals, evitant qualsevol efecte advers sobre els equips elèctrics o la seguretat de la xarxa.
Com pot un BESS oferir serveis auxiliars com la regulació de freqüència i Black Start?
Un BESS permet que l'energia eòlica i solar es connecti a la xarxa amb més facilitat i seguretat mitjançant diverses funcions auxiliars, com ara l'inici en negre, l'adaptació de la microxarxa i l'afaitat ràpid dels pics.
- Regulació de la freqüència: la freqüència de la xarxa de vegades pot fluctuar a causa dels desequilibris entre l'oferta i la demanda. Un BESS pot alliberar o absorbir ràpidament l'electricitat per mantenir l'estabilitat de freqüència.
- Inici negre: quan la xarxa experimenta una apagada completa, un BESS pot arrencar de manera independent i proporcionar energia inicial a la xarxa, permetent-li reprendre el funcionament gradualment.
En altres paraules, un BESS no només emmagatzema energia sinó que també actua com una "bateria d'emergència", subministrant energia durant situacions crítiques o fluctuacions.
Quines són les maneres en què un BESS us pot aportar ingressos addicionals?
Un BESS no només fa que la generació d'energia eòlica i solar sigui més estable i redueix el malbaratament d'electricitat, sinó que també pot generar ingressos addicionals a través de serveis auxiliars i de descàrregues temporals-.
Reduir el malbaratament elèctric i augmentar els ingressos de generació
Quan la generació d'energia sobtadament supera la demanda o esdevé inestable, la xarxa pot requerir que una central elèctrica redueixi o aturi temporalment la producció per garantir la seguretat i l'estabilitat. Qualsevol electricitat generada més enllà del que pot acceptar la xarxa passa "sense utilitzar" i es malgasta. Un BESS pot emmagatzemar aquest excés d'electricitat i alliberar-lo quan sigui necessari, reduint els residus i augmentant els ingressos de la generació d'energia.
Participar al mercat de serveis auxiliars per obtenir ingressos addicionals
Un BESS pot oferir serveis com ara la regulació de la freqüència i el peak shaving, que ofereixen rendiments econòmics. Per exemple, en temps de--ús de preus de l'electricitat, un BESS pot baixar durant els períodes de preu punta per obtenir beneficis més elevats.
Disseny modular per a una expansió escalable
La capacitat de BESS es pot ampliar segons sigui necessari per adaptar-se a la mida de les diferents plantes d'energia solar i eòlica, permetent un desplegament flexible i escalable.
Com es pot utilitzar BESS residencial, comercial i industrial per a l'autoconsum solar i l'afaitat màxim?
Residencial, comercial i industrialSistemes d'emmagatzematge d'energia de bateriestots funcionen amb la lògica bàsica d'emmagatzemar energia i alliberar-la segons la demanda, adaptant-se a l'autoconsum solar i a l'afaitat màxim. Tanmateix, les diferències en la demanda d'electricitat i els escenaris d'ús donen lloc a enfocaments diferents per a cada tipus.
Pel que fa a l'autoconsum solar, els tres tipus emmagatzemen l'electricitat sobrant generada per plaques solars i turbines eòliques durant el dia, abordant la intermitència de l'energia fotovoltaica i garantint que l'electricitat estigui disponible durant els períodes ennuvolats o sense vent.
Per a l'afaitat màxim,bes residencialse centra a suavitzar els pics de demanda d'electricitat de les llars i reduir les factures d'electricitat. El BESS comercial té com a objectiu principal reduir els costos operatius de centres comercials, edificis d'oficines i instal·lacions similars, així com reduir les despeses d'actualització del transformador. Industrial BESS està dissenyat per proporcionar energia contínua a les línies de producció que operen durant períodes prolongats, alhora que descarreguen de manera flexible per reduir les càrregues punta i garanteix el funcionament estable dels equips de producció.
Sistema d'emmagatzematge d'energia de bateries residencial
Com és compatible amb l'-autoconsum solar?
Estàndards de compatibilitat clars
Residencial BESSestà dimensionat i dissenyat per coincidir amb la producció d'energia solar iconsum elèctric diari de les llars mitjanes. Això garanteix que les famílies puguin utilitzar la màxima-energia solar d'autogeneració possible en lloc de dependre completament de la xarxa.
Hora-Càrrega i descàrrega desplaçades
El BESS residencial permet la "càrrega i descàrrega-desplaçades en el temps", distribuint de manera intel·ligent l'electricitat en funció dels patrons d'ús i dels nivells de generació solar. Concretament:
- Durant el dia amb abundant llum solar: L'energia solar s'utilitza primer per subministrar directament aparells domèstics en funcionament, com ara neveres i televisors. Qualsevol electricitat sobrant s'emmagatzema al sistema d'emmagatzematge d'energia domèstica.
- Durant la nit, a primera hora del matí o dies ennuvolats o plujosos amb poca llum solar: Quan la generació solar és insuficient, el BESS allibera l'electricitat emmagatzemada per garantir el funcionament normal d'aparells com la il·luminació i els escalfadors d'aigua.
Ús eficient durant el dia i còpia de seguretat nocturna fiable
- Optimització intel·ligent: Alguns BESS equipats amb sistemes de control intel·ligent poden ajustar de manera flexible les relacions de càrrega i descàrrega en funció de les previsions meteorològiques i les condicions de llum solar. Això permet que el sistema d'emmagatzematge complementi millor la generació solar, maximitzant l'eficiència de l'-autoconsum solar domèstic.
- Còpia de seguretat d'emergència: En cas d'un tall sobtat de la xarxa elèctrica, el BESS residencial pot actuar com a font d'alimentació de reserva per subministrar aparells crítics com refrigeradors, il·luminació i equips mèdics, garantint el seu funcionament normal i minimitzant les molèsties causades per l'interrupció.
Com aconsegueix Residential BESS l'afaitat màxima?
Ajust intel·ligent basat en polítiques tarifàries
En moltes regions, l'electricitat residencial adopta el preu del temps-d'-ús (TOU), on les tarifes de l'electricitat són més altes durant les hores punta i més baixes durant les-hores punta. Residencial BESS pot ajustar automàticament els seus horaris de càrrega i descàrrega: carrega durant les hores de baixa-punt (p. ex., a la nit) quan les tarifes són baixes i es descarrega durant les hores punta (p.
Descàrrega durant els períodes màxims d'ús domèstic
La demanda d'electricitat de les llars sol augmentar al vespre, des que els residents tornen a casa de la feina fins a l'hora d'anar a dormir. Durant aquest període, l'ús d'electrodomèstics és elevat, la generació solar ha cessat principalment i les tarifes d'electricitat de la xarxa són les més altes. El BESS residencial allibera l'electricitat emmagatzemada durant aquesta finestra, reduint eficaçment la demanda màxima d'energia i reduint el cost d'adquirir l'electricitat cara de la xarxa amb resultats significatius.
Admet electrodomèstics{0}}d'alta potència
L'electricitat descarregada pel BESS residencial pot satisfer les necessitats operatives d'electrodomèstics d'alta potència-, estalviant encara més els costos associats amb el consum d'electricitat-punt punta.
Sistema comercial d'emmagatzematge d'energia de la bateria
Com és compatible amb l'-autoconsum solar?
Els edificis comercials estan equipats amb plaques solars més grans i de més capacitat{0}bateries d'emmagatzematge d'energia.Ubicacions com els centres comercials i els edificis d'oficines tenen una demanda d'electricitat important, de manera que solen instal·lar grans matrius de panells solars combinats amb bateries modulars-de gran capacitat (que van des de 500 kWh a 2000 kWh). Aquests sistemes poden emmagatzemar més electricitat i subministrar energia durant més temps.
Maximitzeu l'ús-de l'energia solar durant el dia
Durant l'horari diürn, els centres comercials requereixen electricitat important per a la il·luminació, l'aire condicionat central, els sistemes de caixa registradora i altres equips operatius. Es prioritza l'electricitat generada-solar per alimentar aquests "dispositius utilitzats activament". Si la producció solar supera la demanda actual d'electricitat, l'excedent d'energia s'emmagatzema al BESS comercial.
Subministrament d'alimentació contínua per a equips crítics durant els períodes de poc-trànsit o després del tancament
A la tarda, quan el trànsit a peu disminueix i les càrregues de l'aire condicionat baixen, els panells solars encara poden generar electricitat substancial-en aquest moment, l'ESS comercial emmagatzema l'excés d'energia. Després que el centre comercial tanqui al vespre, els sistemes d'emmagatzematge refrigerat (congeladors per a la conservació d'aliments), els sistemes de seguretat, les càmeres de vigilància i els equips de xarxa poden funcionar amb l'electricitat subministrada pel centre comercial.sistema comercial d'emmagatzematge d'energia.
Aquesta electricitat no s'ha d'adquirir a la xarxa, la qual cosa ajuda els operadors comercials a estalviar costos importants.
Com ESS comercial aconsegueix l'afaitat màxim?
Les instal·lacions comercials com els centres comercials, els supermercats i els edificis d'oficines comporten costos elevats durant els períodes de demanda elèctrica punta. Mitjançant l'ús de BESS comercial, poden utilitzar l'electricitat emmagatzemada durant aquestes hores punta en comptes d'adquirir una-potència de tarifa punta cara. A més, evita la sobrecàrrega dels equips causada per augments sobtats de la demanda elèctrica.
Per exemple: els supermercats i els centres comercials sovint experimenten escenaris en què una afluència sobtada de clients els dies calorosos d'estiu fa que els operadors augmentin la capacitat de refrigeració de l'aire condicionat, provocant un augment brusc de la càrrega del sistema elèctric. Això pot provocar problemes inesperats, com ara enganxament de l'equip i apagats sobtats.
Sistema d'emmagatzematge d'energia de bateria industrial
Si una fàbrica o un parc industrial es troba en una regió amb abundant llum solar-tot l'any, l'operador pot utilitzar un BESS de grau-industrial-de gran capacitat per emmagatzemar l'energia solar excedent. Aquest enfocament ofereix dos avantatges clau: reduir els costos d'electricitat i mantenir el funcionament dels equips de producció durant les interrupcions del subministrament elèctric. Per a zones amb molta llum solar però generació d'energia inestable, aquesta és una opció extremadament sensata.
L'ESS industrial és un sistema de "-escala més gran" amb una capacitat significativament més gran que els homòlegs comercials o residencials.
Normalment té una capacitat que oscil·la entre diversos centenars i diversos milers de quilowatts{0}}hora. El seu dimensionament segueix els principis següents:
- Basat en el consum elèctric mitjà diari de la fàbrica
- Tenint en compte la-diferència de càrrega màxima de la vall entre el dia i la nit
- A més d'un marge de seguretat addicional
Això garanteix que el sistema pugui igualar la capacitat de generació d'energia de la gran varietat de panells solars instal·lats al sostre de la fàbrica.
Durant el dia: Es prioritza l'energia solar per a les línies de producció
La demanda d'electricitat diürna d'una fàbrica prové principalment de línies de producció automatitzades, equips de refrigeració i congelació, diversos motors i maquinària grans, compressors, sistemes de ventilació i altres dispositius. Tota l'electricitat-generada solar s'utilitza al lloc-, amb prioritat per alimentar aquestes instal·lacions. Si la producció d'energia solar supera la demanda actual, l'electricitat excedent es pot emmagatzemar al BESS industrial com a energia de reserva.
Quins són els millors tipus de bateries per a BESS: LFP, ternari o de plom-àcid?
Les bateries que s'utilitzen als sistemes d'emmagatzematge d'energia de les bateries (BESS) es classifiquen principalment en tres tipus: bateries de ferro i fosfat de liti (LFP), de liti ternari i de plom-àcid.
Entre aquestes, les bateries LFP destaquen com l'opció més versàtil i fiable de les tres, gràcies als nombrosos avantatges, com ara un excel·lent rendiment de seguretat, una llarga vida útil i un funcionament sense manteniment-. Les bateries de liti ternàries tenen una seguretat relativament menor, però la seva densitat d'energia és excepcional, cosa que les fa adequades per a escenaris d'aplicació on l'espai i el pes estan estrictament restringits i l'alta densitat d'energia és una prioritat. Les bateries de plom-àcid, a causa del seu baix cost, només són adequades per a casos d'ús de-baixa-freqüència i a curt termini, com ara fonts d'alimentació de reserva d'emergència temporals.
Persistemes d'emmagatzematge d'energiaque han d'estar en servei durant molts anys, escollir bateries LFP és l'opció òptima, tot i que la selecció específica encara depèn dels vostres requisits d'ús.
1. Bateries de fosfat de ferro de liti (LFP): l'opció preferida per a la majoria d'escenaris d'emmagatzematge d'energia
- Seguretat excepcional: Adoptant una estructura de cristall d'olivina, els forts enllaços químics dels grups fosfat la doten d'una estabilitat tèrmica excepcional, amb una temperatura de fuga tèrmica que supera els 800 graus. En les proves de punxada amb agulla, només emet fum sense flames obertes; fins i tot en condicions extremes, com ara col·lisions o sobrecàrregues, rarament es produeix una combustió violenta. Mentrestant, no conté metalls pesants, la qual cosa suposa un baix risc de contaminació durant el reciclatge i compleix normes ambientals com la RoHS de la UE.
- Cicle de vida llarg i baix cost total del cicle de vida: amb una profunditat de descàrrega (DOD) del 80 %, les bateries LFP d'alta-qualitat poden completar entre 6.000 i 8.000 cicles de càrrega-descàrrega, i alguns productes-de gamma alta fins i tot poden superar els 10.000 cicles. Amb un cicle al dia de mitjana, la seva vida útil pot arribar als 10 a 15 anys. Tot i que el seu cost inicial és superior al de les bateries de plom-àcid, la seva freqüència de substitució i els costos de manteniment extremadament baixos les converteixen en l'opció més rendible-per a un ús-a llarg termini.
- Forta adaptabilitat ambiental i densitat energètica contínuament optimitzada: Poden funcionar de manera estable dins d'un ampli rang de temperatures de -20 graus a 60 graus, adaptant-se a diferents condicions climàtiques. Mitjançant innovacions estructurals com la tecnologia Cell to Pack (CTP), la densitat d'energia del sistema es pot millorar encara més. Per exemple, la bateria Blade de BYD augmenta la densitat d'energia del sistema a 180 Wh/kg eliminant els dissenys de mòduls, que no només compleixen els requisits de capacitat de diversos escenaris d'emmagatzematge d'energia, sinó que també permet una instal·lació flexible.
2. Bateries de liti ternàries: adequades per a escenaris d'emmagatzematge d'energia que requereixen una alta densitat d'energia
- Avantatge significatiu en densitat energètica: la seva densitat d'energia oscil·la entre 200 i 300 Wh/kg, molt superior a la de les bateries LFP i de plom-àcid. Aquest avantatge els permet oferir una potència de gran-capacitat en un volum petit i una forma lleugera, cosa que els fa adequats per a equips mòbils d'emmagatzematge d'energia o escenaris d'emmagatzematge d'energia comercials petits amb limitacions d'espai estrictes, com ara sistemes d'emmagatzematge d'energia per a drons i instal·lacions comercials mòbils-de gamma alta.
- Poca seguretat i alts costos de manteniment: La seva estructura en capes produeix una estabilitat tèrmica feble. Quan el contingut de níquel supera el 60%, el risc de fuga tèrmica augmenta significativament. Algunes bateries de liti ternàries (com ara NCM811) emeten fum en 1,2 segons i exploten i cremen en 3 segons en les proves de punxada amb agulla, amb una temperatura màxima de 862 graus. Tot i que tecnologies com el nano-recobriment poden millorar la seguretat, augmentaran significativament els costos de producció i manteniment del sistema de bateries.
- Cicle de vida moderat: Amb un DOD del 80%, el seu cicle de vida és de 2.500 a 3.500 cicles, amb una vida útil de 8 a 10 anys. La descàrrega profunda freqüent accelerarà la degradació de la capacitat; en aplicacions pràctiques, sovint s'ha de limitar la profunditat de descàrrega a menys del 70% per allargar la vida útil, la qual cosa redueix l'energia elèctrica disponible real de la bateria.
3. Bateries de plom-àcids: només adequades per a escenaris d'emmagatzematge d'energia a-curt termini i baixa- demanda
- Cost inicial baix i seguretat bàsica garantida: Entre els tres tipus de bateries, tenen el cost inicial de compra més baix. Les seves reaccions químiques són relativament estables i no són propenses a la fugida tèrmica, la combustió o l'explosió. Per a escenaris d'emmagatzematge d'energia d'emergència temporal amb pressupostos ajustats, com ara energia de reserva per a obres de construcció temporals i petits punts de venda comercials temporals, són una opció viable.
- Baixa densitat energètica i pes pesat: La seva densitat d'energia és de només 30 a 50 Wh/kg. Per exemple, un sistema d'emmagatzematge d'energia de bateria de plom-àcid de 10 kWh pesa més de 300 kg, més de tres vegades el pes d'un sistema de bateries LFP amb la mateixa capacitat. Això comporta uns costos elevats en termes d'espai d'instal·lació, transport i desplegament.
- Cicle de vida curt i alt cost total: les bateries normals de plom-àcid només tenen una vida útil de 300 a 500 cicles, i fins i tot les bateries de gel de plom-àcid només poden assolir entre 800 i 1.200 cicles. La seva vida útil sol ser de 2 a 5 anys i s'han de substituir cada 1 o 2 anys en escenaris de ciclisme diari. A més, tenen problemes com ara fuites, corrosió i alts índexs d'autodescàrrega, que requereixen un manteniment regular. Aquests factors donen lloc a un cost total molt més elevat per a un ús a llarg termini-en comparació amb les bateries d'ions de liti-.
- Riscos ambientals significatius: Contenen substàncies tòxiques com el plom i l'àcid sulfúric. L'eliminació inadequada o el reciclatge ineficient poden provocar una contaminació greu del sòl i de l'aigua, que és incompatible amb els requisits de protecció ambiental i de baix-carboni de l'emmagatzematge d'energia modern, la qual cosa condueix a escenaris d'aplicació cada cop més reduïts.
Quina és la vida útil d'un BESS i quin manteniment requereix?
Elvida útil d'un sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria (BESS)normalment oscil·la entre 10 i 15 anys o més, depenent principalment del tipus de bateria, els cicles de càrrega-descàrrega i les condicions de funcionament. Entre tots els tipus de bateries, el plom-àcid BESS té la vida útil més curta, mentre que el fosfat de ferro de liti (LFP) BESS ofereix la més llarga. A més, per garantir un funcionament estable i allargar la vida útil, un BESS requereix un sistema de manteniment de cicle complet-que cobreixi la supervisió diària, les inspeccions preventives, la gestió de l'estat de la bateria i el diagnòstic d'avaries.
fosfat de ferro de litiBESS
Aquest és el tipus més comú actualment. Entre ells, LFP BESS té una vida útil de 10 - 15 anys. Amb una profunditat de descàrrega del 80% (DOD), els productes d'alta - qualitat poden patir cicles de descàrrega de 6000 - 10000 càrrega -. El BESS basat en la bateria de liti ternari - té una vida útil més curta, normalment 8 - 10 anys, amb 2500 - 3500 càrrega - cicles de descàrrega al 80% de DOD, i una descàrrega profunda freqüent accelerarà encara més la disminució de la seva capacitat.
Plom - àcid BESS
Té limitacions òbvies en la vida útil. Les bateries normals de plom - àcid només tenen 300 - 500 càrrega - cicles de descàrrega, i fins i tot les bateries col·loïdals de plom - àcid només poden assolir 800 - 1200 cicles, amb una vida útil total de 2 - 5 anys. Un cas pràctic mostra que una vàlvula - regulada per una bateria de plom - àcid - basada en BESS va funcionar contínuament durant uns 11,5 anys abans de ser substituïda, superant lleugerament la vida útil inicial prevista de 8 - anys.
Requisits de manteniment de BESS
- Manteniment rutinari diari: En primer lloc, realitzeu inspeccions visuals, com ara comprovar el contenidor BESS per detectar abollaments, descamació de pintura i signes de fuites dels components de la bateria. A continuació, comproveu breument els sistemes clau: assegureu-vos que el sistema de ventilació tingui un flux d'aire lliure i confirmeu que no hi hagi connexions soltes a les articulacions dels components elèctrics. A més, registreu les dades bàsiques de funcionament, com ara la temperatura i la tensió de la bateria, per establir les bases per a l'anàlisi del rendiment posterior.
- Manteniment regular a - profunditat: Setmanalment, centreu-vos en la comprovació del sistema elèctric. Utilitzeu eines professionals per detectar si el corrent i la tensió del sistema de conversió d'energia són estables i verificar la connexió de comunicació entre el sistema de gestió d'energia i cada component. Mensualment o trimestralment, feu un manteniment en profunditat -. Això inclou analitzar la consistència de la tensió del circuit obert - i la resistència interna de CC de tot el paquet de bateries, netejar els conductes d'aire de dissipació de calor i els filtres del convertidor i calibrar el sistema de gestió de la bateria (BMS) per aconseguir l'equilibri de les cèl·lules i evitar l'envelliment desigual de les cel·les de la bateria. A més, inspeccioneu regularment el sistema de protecció contra incendis, com ara provant la sensibilitat dels sensors d'incendi i l'eficàcia dels agents d'extinció d'incendis -.
- Manteniment especial orientat a la salut de la bateria -: Controlar estrictament les condicions de funcionament de la bateria. Mantingueu la bateria dins del rang de temperatura òptim de 15 - 30 graus . Eviteu la sobrecàrrega, les - descàrregues i els cicles excessius i seguiu estrictament el límit DOD recomanat pel fabricant. Adopteu algorismes de càrrega intel·ligents per mantenir els cicles de descàrrega de càrrega estables -. Al mateix temps, establiu un sistema d'inventari de recanvis per a components clau com ara mòduls de bateries. Quan es detectin mòduls de bateries envellits o defectuosos, substituïu-los de manera oportuna per evitar que afectin el funcionament general del sistema.
- Resolució de problemes i optimització del sistema: Per a problemes comuns, preneu mesures específiques. Si es produeix un desequilibri cel·lular a causa de diferents graus d'envelliment, realitzeu operacions de calibratge de BMS i d'equilibri cel·lular; si el sistema té errors de comunicació causats per errors de programari, actualitzeu el microprogramari i inspeccioneu el cablejat de comunicació. A més, manteniu registres detallats de manteniment de totes les operacions. Feu un seguiment dels indicadors clau de rendiment, com ara l'eficiència d'anada i tornada - i la disponibilitat d'equips. Analitzar les causes arrels dels errors i optimitzar el cicle de manteniment i els elements en conseqüència per millorar contínuament el sistema de manteniment.
Quin és el principi de funcionament d'un BESS i com funcionen el BMS i el PCS?
La lògica de treball bàsica d'un BESS és convertir l'energia elèctrica en energia química per a l'emmagatzematge a través d'un paquet de bateries i, a continuació, convertir l'energia química de nou en energia elèctrica per subministrar energia quan sorgeixi la demanda d'electricitat, equilibrant així l'oferta i la demanda d'energia.
Durant aquest procés, es basa en la col·laboració de múltiples components.
Entre ells, el BMS (Battery Management System) actua com un "administrador personal" del paquet de bateries, responsable de la-vigilància en temps real de l'estat de la bateria, garantir el seu funcionament segur i allargar-ne la vida útil. El PCS (Power Conversion System), d'altra banda, funciona com un "convertidor d'energia elèctrica" i realitza la tasca bàsica de la conversió bidireccional entre l'energia elèctrica de corrent altern (AC) i de corrent continu (DC).
Principi de funcionament d'un BESS
- Procés de càrrega: quan les fonts d'energia renovables, com ara l'energia solar i eòlica, generen electricitat excedentària, o quan la xarxa elèctrica té un excés d'energia durant els períodes de demanda baixa-, aquesta electricitat es transmet al BESS. En aquesta etapa, el sistema de conversió d'energia (PCS) primer converteix el corrent altern d'entrada (AC) en corrent continu (DC). A continuació, l'energia de CC s'introdueix al paquet de bateries i, mitjançant reaccions químiques dins de les bateries, l'energia elèctrica es converteix en energia química per a un emmagatzematge estable. Per exemple, durant la càrrega de bateries d'ions de liti-, els ions de liti s'extreuen de l'elèctrode positiu, migren a través de l'electròlit i s'intercalen a l'elèctrode negatiu, completant el procés d'emmagatzematge d'energia.
- Procés de descàrrega: quan la generació d'energia renovable és insuficient, la xarxa elèctrica té una demanda màxima o els escenaris fora{0}}remots de la xarxa requereixen subministrament d'energia, l'energia química emmagatzemada a la bateria es torna a convertir en energia elèctrica (en forma de CC) mitjançant reaccions químiques inverses. A continuació, el PCS converteix aquesta potència de CC en potència de CA que compleix els estàndards de freqüència i tensió de la xarxa, que posteriorment es transmet a la xarxa elèctrica o es subministra directament a diverses càrregues elèctriques per garantir un subministrament d'energia estable. A més, quan la freqüència de la xarxa fluctua, el BESS pot carregar o descarregar ràpidament per regular la freqüència, mantenint l'estabilitat de la xarxa.
Funcions del BMS
- Seguiment integral de l'estat: recull dades-en temps real, com ara la tensió, el corrent i la temperatura de cada cèl·lula i mòdul de la bateria. Mentrestant, estima amb precisió l'estat de càrrega (SOC) i l'estat de salut (SOH) de la bateria mitjançant algorismes, proporcionant una comprensió clara de la "capacitat d'emmagatzematge d'energia" i el grau d'envelliment de la bateria.
- Gestió de l'equilibri de la bateria: a causa de les petites diferències inherents entre les cèl·lules individuals de la bateria, és probable que es produeixi una distribució desigual de càrrega després d'un ús-a llarg termini, cosa que pot provocar una sobrecàrrega o una-descàrrega excessiva d'algunes cèl·lules. El BMS utilitza tecnologia d'equilibri actiu o passiu per mantenir nivells de voltatge similars a totes les bateries connectades en sèrie-, evitant que l'"efecte barril" afecti el rendiment general de la bateria.
- Advertència de seguretat i protecció: si es detecten condicions anormals com ara sobretensió, subtensió, sobreintensitat o sobretemperatura, activa immediatament accions de protecció-com ara tallar el circuit de càrrega i descàrrega o activar procediments d'emergència com la desconnexió de mòduls-per evitar accidents de seguretat com l'inflat de la bateria o un incendi.
- Comunicació i interacció de dades: Carrega totes les dades de les bateries recollides al Sistema de Gestió d'Energia (EMS) i rep les instruccions emeses per l'EMS, proporcionant suport de dades per formular les estratègies de càrrega i descàrrega de tot el sistema d'emmagatzematge d'energia.
Funcions del PCS (Power Conversion System)
- Conversió bidireccional AC-DC: Aquesta és la seva funció bàsica. Durant la càrrega, rectifica l'alimentació de CA de la xarxa o de les fonts d'energia renovables en corrent de corrent continu per satisfer els requisits de càrrega de la bateria. Durant la descàrrega, inverteix la potència de sortida de CC de la bateria en energia de CA que satisfà les necessitats de connexió a la xarxa o d'operació de l'equip elèctric, amb una eficiència de conversió del 97% al 98%.
- Control de potència precís: Pot ajustar de manera flexible la magnitud i la direcció de la potència de càrrega i descàrrega segons les instruccions de l'EMS. Per exemple, durant la demanda d'energia màxima, es pot descarregar ràpidament a una potència determinada per complementar l'energia de la xarxa; durant la càrrega baixa-, també pot controlar l'energia per evitar afectar la xarxa.
- Adaptació i protecció de la xarxa: Quan s'emet energia de CA, coincideix estrictament amb la freqüència, l'amplitud de tensió i la fase de la xarxa per garantir que l'estabilitat de la xarxa no es vegi alterada després de la connexió. Mentrestant, si es detecten un tall d'alimentació de la xarxa, una anomalia de tensió o errors-de la bateria, es pot tallar ràpidament el circuit, aconseguint una protecció dual per al propi PCS, la bateria i la xarxa elèctrica.
Com suporta un BESS zones industrials remotes mitjançant el subministrament fora de la xarxa-i l'estabilització de tensió?
Els sistemes d'emmagatzematge d'energia per bateries admeten àrees industrials remotes mitjançant dues funcions bàsiques: subministrament d'energia fora de la xarxa-i estabilització de tensió.
En escenaris de subministrament d'energia fora de la xarxa-, BESS normalment forma un sistema híbrid amb fonts d'energia renovables, com ara l'energia solar i eòlica, o els generadors dièsel tradicionals. Emmagatzema l'excedent d'electricitat generada per energies renovables i l'allibera quan la seva producció és insuficient. Això no només redueix la dependència de la generació d'energia dièsel d'alta-contaminació i alt-cost, sinó que també garanteix el subministrament continu d'energia per als processos de producció industrial crítics.
Pel que fa a l'estabilització de tensió, BESS ofereix una velocitat de resposta de nivell de mil·lisegons-, que li permet absorbir o injectar energia ràpidament per abordar les fluctuacions de tensió causades per l'inici-i l'aturada d'equips industrials o la producció inestable d'energia renovable. Mitjançant la simulació de la inèrcia rotacional mitjançant algorismes avançats, compensa la manca d'estabilitat inherent a les fonts d'energia renovables, mantenint així l'estabilitat de tensió de les microxarxes auto-construïdes en àrees industrials remotes.
Font d'energia fora de la xarxa-: assegurant l'electricitat contínua per a la producció industrial
- Formació de sistemes híbrids per complementar les energies renovables:La majoria de les àrees industrials remotes, com ara les mines i les plantes de processament de minerals, no estan connectades a la xarxa elèctrica principal. BESS sovint es combina amb energia solar i eòlica per formar sistemes híbrids com "solar + emmagatzematge" i "eòlica + emmagatzematge". Quan les condicions de llum solar o vent són favorables i la generació d'energia renovable supera la demanda industrial, BESS emmagatzema l'electricitat sobrant. Durant la nit (sense llum solar), períodes de vent feble o caigudes sobtades de la producció d'energia renovable, BESS descarrega per subministrar energia als equips de producció com ara trituradores de mines i reactors de plantes de níquel electrolític, solucionant el problema del subministrament d'energia intermitent a partir d'energies renovables. Per exemple, les zones mineres de níquel i carbó d'Indonèsia adopten sistemes híbrids d'aquest tipus per satisfer la demanda d'electricitat de gran -càrrega per a la producció.
- Cooperació amb generadors dièsel per optimitzar l'estructura energètica:En alguns escenaris industrials remots on l'energia renovable és insuficient per satisfer les necessitats bàsiques d'electricitat, BESS pot formar sistemes "solar + emmagatzematge + dièsel" o "eòlic + emmagatzematge + dièsel" amb generadors dièsel. BESS assumeix la tasca d'afaitar de punta i omplir la vall: allibera l'electricitat emmagatzemada durant els períodes de demanda punta, reduint el temps de funcionament i la càrrega dels generadors dièsel. Això al seu torn redueix els costos del combustible i les emissions contaminants, la qual cosa representa una millora significativa en comparació amb el model tradicional on les zones industrials remotes depenen únicament de generadors dièsel per al subministrament d'energia.
- Disseny modular per a un desplegament flexible:BESS de grau-industrial s'envasa principalment en contenidors estàndard. Per exemple, els productes BESS de Cummins estan encapsulats en contenidors estàndard ISO de 10-o 20-peus, la qual cosa permet la instal·lació plug-and-play. Aquest disseny modular facilita el transport i el desplegament en àrees industrials remotes amb entorns durs i transport incòmode. També es pot ampliar de manera flexible segons l'escala de producció de la zona industrial, ja sigui un petit lloc miner o un gran parc industrial remot, es pot combinar amb una configuració de potència adequada.
Estabilització de tensió: manteniment d'un funcionament estable de microxarxes industrials
- Resposta ràpida a les fluctuacions de tensió:L'arrencada o l'aturada sobtades d'equips industrials grans, com ara forns d'arc elèctric i calderes industrials en zones industrials remotes, poden provocar canvis sobtats de càrrega i caigudes de tensió. BESS pot respondre en mil·lisegons, injectant energia ràpidament a la microxarxa per suprimir les fluctuacions de tensió. Per exemple, quan s'engega una trituradora de mines, BESS pot ajustar ràpidament la potència per evitar caigudes de tensió. En comparació amb els 5 a 10 segons necessaris per ajustar-se als generadors dièsel tradicionals, la resposta ràpida de BESS evita eficaçment les pèrdues de producció causades per la inestabilitat de tensió.
- Compensar la inèrcia insuficient a les xarxes d'energies renovables:Les centrals elèctriques tradicionals de combustibles fòssils es basen en turbines rotatives per emmagatzemar energia cinètica, que pot amortir les fluctuacions de tensió i freqüència. No obstant això, l'energia solar i eòlica no tenen aquesta inèrcia rotacional, cosa que fa que les microxarxes en zones industrials remotes que es basen en energies renovables siguin propenses a la inestabilitat de voltatge. BESS simula les característiques inercials de les centrals elèctriques tradicionals mitjançant algorismes de control avançats. En injectar o absorbir energia ràpidament, equilibra els canvis de tensió causats per la generació d'energia renovable inestable, mantenint el funcionament estable de la microxarxa. Un estudi de la Universitat de Lisboa mostra que afegir un BESS de 10 MW a una xarxa de 50 MW pot reduir les desviacions de freqüència (estretament relacionades amb l'estabilitat de la tensió) fins a un 50% durant les pujades sobtades de càrrega.
- Estabilització de la tensió durant la commutació anormal de la xarxa:Algunes zones industrials remotes estan connectades a xarxes elèctriques principals febles. Quan es produeixen anomalies de tensió o talls de corrent a la xarxa principal, BESS pot canviar al mode de xarxa-desactivat en mil·lisegons, actuant com a font d'alimentació de reserva per a càrregues de producció crítiques i assegurant que els enllaços de producció bàsics no es vegin afectats pel col·lapse de la tensió. Aquesta capacitat de commutació sense problemes evita les interrupcions de producció causades per fallades sobtades de tensió, salvaguardant l'estabilitat dels processos de producció industrial.
Article relacionat:Quantes bateries solars es necessiten per alimentar una casa?
Quines són les tendències de costos de BESS per al 2025, inclòs el cost de la bateria LCOE i LFP per kWh?
El 2025,Sistemes d'emmagatzematge d'energia de bateriesmostrarà una tendència global significativa de reducció de costos. Com a tecnologia d'emmagatzematge d'energia convencional, les bateries de fosfat de ferro de liti (LFP) veuran una disminució contínua dels seus costos d'integració de cèl·lules i sistemes: el preu mitjà de les cèl·lules baixarà per sota dels 0,0624 dòlars EUA per watt-hora i el cost d'integració del sistema es pot controlar entre 0,0970 dòlars EUA i 0,1524 dòlars EUA per watt-hora.
Mentrestant, beneficiant-se de factors com la disminució del cost dels sistemes d'emmagatzematge d'energia i la millora de l'eficiència d'integració, el cost de l'energia anivellat (LCOE) dels projectes d'emmagatzematge d'energia com ara la integració d'emmagatzematge solar-convergirà entre 0,0485 i 0,0554 dòlars EUA per quilowatt-hora. La reducció de costos es deu principalment a múltiples factors, com ara la racionalització dels preus de les matèries primeres, la iteració i actualització tecnològica i la producció a gran-escala.
- Disminució constant dels costos cel·lulars: El 2024, el preu de les bateries de fosfat de ferro de liti (LFP) ja havia baixat a 0,0582 dòlars EUA per watt-hora, i el 2025, el preu mitjà baixarà encara més per sota dels 0,0624 dòlars EUA per watt-hora. Aquesta tendència està impulsada principalment per dos factors clau: d'una banda, els preus de les matèries primeres aigües amunt, com el carbonat de liti, han retrocedit des dels seus pics de 2023 fins als 1.385,6 dòlars EUA per tona mètrica. Mentrestant, la maduresa de tecnologies com l'extracció de liti dels llacs salats i el reciclatge de bateries ha millorat l'estabilitat del subministrament de matèries primeres, alleujant les pressions dels costos pel costat de les matèries primeres. D'altra banda, empreses líders com CATL i BYD han ampliat la producció a gran escala, creant economies d'escala que redueixen els costos unitaris de producció. Actualment, els preus de producció en massa de les cèl·lules de bateries LFP dels fabricants principals es concentren en el rang de 0,0624 dòlars EUA a 0,0899 dòlars EUA per watt-hora.
- Optimització sincrònica dels costos d'integració de sistemes: El 2025, el cost d'integració dels sistemes d'emmagatzematge d'energia LFP es controlarà entre 0,0970 dòlars EUA i 0,1524 dòlars EUA per watt-hora. El desglossament dels costos és el següent: les cèl·lules de la bateria representen entre el 60% i el 70% del cost total del sistema, el sistema de gestió de la bateria (BMS) representa entre un 10% i un 15% i la integració de PACK (inclosos components estructurals i gestió tèrmica) representa entre un 15% i un 20%. densitat i reduir encara més els costos d'integració. A més, la taxa de localització significativament augmentada d'equips clau com ara BMS i sistemes de conversió d'energia (PCS) també ha contribuït a la disminució dels costos d'integració del sistema.
- Canvis en el cost anivellat de l'energia (LCOE): el 2025, el cicle de vida-complet del LCOE dels projectes d'integració d'emmagatzematge-solar serà d'aproximadament 0,0485 dòlars EUA a 0,0554 dòlars EUA per quilowatt-hora. Aquest assoliment es beneficia de la doble reducció de costos dels mòduls fotovoltaics (PV) i dels sistemes d'emmagatzematge d'energia: s'espera que el preu mitjà dels mòduls fotovoltaics caigui per sota dels 0,1247 dòlars EUA per watt el 2025, i quan es combina amb l'optimització de costos dels sistemes d'emmagatzematge d'energia LFP, ha reduït significativament el LCOE global. l'eficiència del sistema entre 2 i 3 punts percentuals, mentre que la integració de sistemes intel·ligents de gestió energètica ha optimitzat encara més el consum d'energia, reduint indirectament el LCOE. Per a alguns sistemes d'emmagatzematge d'energia LFP amb capacitats de cicle llarg-, el LCOE per cicle fins i tot pot caure per sota dels 0,0277 dòlars EUA per quilowatt-hora, proporcionant una forta viabilitat econòmica en escenaris com ara la regulació de la freqüència-de la xarxa i l'emmagatzematge d'energia renovable.
Conclusió
Sistemes d'emmagatzematge d'energia a baterieshan evolucionat de les solucions tradicionals d'energia de reserva a una pedra angular de la infraestructura global d'energia neta. Amb l'avenç continu de les bateries de fosfat de ferro de liti (LFP) i els inversors d'emmagatzematge (PCS)-basats en carbur de silici (SiC), BESS ara abasta aplicacions des de sistemes residencials de 20 kW fins a projectes connectats a la xarxa-gran-escala.
Tenen un paper vital per garantir l'estabilitat energètica, controlar els costos i permetre la integració escalable de les plantes d'energia solar i eòlica. Com a tal,BESSproporcionar un suport crític per a la recerca global de -zero emissions netes.
Esteu buscant un sistema d'emmagatzematge d'energia-eficaç per a la vostra instal·lació o casa?Poseu-vos en contacte amb copow per obtenir la informació més recent i{0}}vanguardista.
Preguntes freqüents
Quina mida BESS (5-20KW Casa/Negoci 20-200KW) NecessitoIntegració solar?
Depèn del vostre consum diari d'electricitat, la càrrega màxima i si feu servir energies renovables (p. ex., solar). Els sistemes domèstics solen oscil·lar entre 5 i 20 kW (ideal per aautoconsum solar), mentre que les empreses/petits llocs industrials solen utilitzar 20-200 kW perafaitat màxima.
Quant de temps dura AnSistema d'emmagatzematge de bateries LFPL'últim? (4000-12000 cicles)
Un BESS sol durar entre 10 i 15 anys, ambBateries LFPque ofereix entre 4.000 i 12.000 cicles (una de les opcions-més duradores). La gestió tèrmica adequada i la vigilància periòdica prolonguen la vida útil.
Quins són els beneficis de BESSIntegració d'Energies Renovables Solar/Eòlica?
Emmagatzemeu l'excés d'energia dels períodes màxims de llum solar/vent, proporcioneu energia de reserva durant la nit, reduïu les facturesafaitat màximai reduir les emissions de carboni.
Quant costa A20KW BESSCost perÚs solar domèsticEl 2025?
El cost depèn del tipus de bateria - 20KWLFP BESSnormalment fa referència al cost mitjà del 2025 de 0,08 dòlars per watt, amb els costos totals que varien segons els components i la instal·lació.
ÉsBateria LFPLa millor opció perEmmagatzematge d'energia a escala de la xarxa{0}?
Sí -bateries LFP'L'alta seguretat (temperatura de fuga tèrmica de 270 graus), la llarga vida útil i l'eficiència de costos els converteixen en l'opció preferida per aemmagatzematge a escala-grid.
relacionats:
Els 4 principals fabricants xinesos de sistemes d'emmagatzematge d'energia el 2025
