Achitekti nan sistèm depo enèji batri

Apr 10, 2024

Kite yon mesaj

info-1-1

 

Anvan nou diskite sou achitekti ak kalite batri nan sistèm depo enèji batri (BESS), nou dwe premye konsantre sou tèminoloji ki pi komen yo itilize nan jaden sa a. Plizyè paramèt enpòtan dekri konpòtman sistèm depo enèji batri yo.

Kapasite [Ah]: Chaj maksimòm elektrik ke sistèm nan kapab bay chay ki atache a nan yon vòltaj rezonab. Teknoloji batri a gen yon enpak siyifikatif sou paramèt sa a, ki gen valè fikse pou yon aktyèl egzeyat patikilye ak tanperati.

Enèji nominal [Wh]:Sa a se enèji total ki pwodui ant eta chaj konplè ak egzeyat konplè. Li ekivalan a vòltaj batri a fwa kapasite a. Tanperati ak aktyèl gen yon enpak tou, depi kapasite detèmine li.

Pouvwa [W]:Defini pouvwa pwodiksyon yon BESS a difisil paske li depann sou chaj la tache. Sepandan, pouvwa nominal reprezante pouvwa a nan senaryo egzeyat ki pi tipik la.

Enèji espesifik [Wh/kg]:Sa a endike kapasite depo enèji batri a an relasyon ak mas.

Yo rele echèl la itilize pou detèmine chaj ak egzeyat direC Pousantaj. Aktyèl egzeyat la pral vide batri a konplètman nan yon èdtan nan 1C.

Chaje / egzeyat / chaj se lasik. Pa gen okenn definisyon dakò sou sa yon sik se.

Yon batri asik lavise kantite total sik li ka pwodui.

DoD: Pwofondè egzeyat. Egzeyat konplè se 100%;

Eta chaj (SoC,%):Nivo chaj yon batri endike nan nimewo sa a.

Tèm nan "efikasite coulombic" refere a kapasite batri a pou transmèt chaj avèk efikasite. Li se pwopòsyon chaj ki nesesè pou retounen nan eta orijinal chaj kantite chaj (Ah) lage pandan faz egzeyat la. Ak eksepsyon de teknoloji plon-asid, ki pi òdinè. pil yo gen yon efikasite ki konparab ak sa a.

Kalite prensipal yo nan sistèm depo enèji elektwochimik
Anpil sistèm batri egziste, yo chak baze sou yon konbinezon inik nan eleman chimik ak pwosesis. Plon-asid ak Li-ion pil yo se kounye a kalite ki pi lajman itilize, men koule, nikèl, ak pil souf ki baze sou tou gen yon plas nan mache sa a. Nou pral byen vit revize avantaj kle teknoloji batri ki pi popilè yo.

Nou itilize pil sa yo regilyèman. Selil baz batri sa a konpoze de yon elektwòd bi-oksid oswa plon pozitif ak yon elektwòd plon negatif. Elektwolit la se yon solisyon asid silfirik nan dlo.

Avantaj prensipal pil sa yo se abòdab yo ak eta teknoloji avanse.
 

Pro and cons of lead-acid batteries. Source Battery University

Nikèl-Kadmyòm (Ni-Cd) Batri
Anvan teknoloji batri ityòm te lajman itilize, kalite batri sa a te sèvi kòm sous prensipal pouvwa pou aparèy pòtab pou plizyè ane.
Batri sa yo bay yon gwo pwodiksyon pouvwa ak yon tan rechaje rapid.
 

Pro and cons of Nickel-Cadmium batteries. Source Battery University

Yon amelyorasyon nan pil sa yo reprezante pa teknoloji Nikèl-metal-idrid (NiMH), ki ka bay apeprè 40% pi wo enèji espesifik pase NiCd estanda a.

Lityòm-Ion (Li-Ion) Batri
Nan tout metal yo, ityòm gen enèji espesifik ki pi wo a epi li se pi lejè a. Anòd metal ityòm batri rechargeable gen kapasite pou bay dansite enèji ekstrèmman wo.

Gen lòt restriksyon tou. Pou egzanp, devlopman nan dendrit sou anod la pandan monte bisiklèt se yon restriksyon enpòtan. Li ka lakòz yon pann kouran, ki ka ogmante tanperati a ak mal batri a.
 

Pros and cons of Lithium batteries. Source Battery University.

Konpozisyon yon BESS
Diferan "nivo," tou de lojik ak fizik, fè moute yon BESS. Chak pati fizik inik bezwen pwòp sistèm kontwòl li yo.
Men yon rezime etap kle sa yo:
 
 Sistèm batri a fèt ak plizyè pake batri ak pil anpil ki konekte youn ak lòt pou yo ka reyalize vòltaj ak nivo aktyèl yo vle.

 Sistèm jesyon batri a kontwole fonksyone apwopriye chak selil pou pèmèt sistèm nan fonksyone nan yon seri vòltaj, aktyèl ak tanperati ki an sekirite pou sante ekselan pil yo olye ke sistèm nan an antye. Anplis de sa, estati chaj nan chak selil ajiste ak balanse lè w fè sa.

 Pou konvèti pouvwa a nan AC, varyateur yo tache ak sistèm batri a. Yon nivo elektwonik pouvwa espesyalize ke yo rekonèt kòm PCS (sistèm konvèsyon pouvwa) prezan nan chak BESS. Li se tipikman gwoupe nan yon inite konvèsyon ansanm ak tout sèvis oksilyè ki nesesè pou siveyans apwopriye.

 Sistèm nan ak siveyans koule enèji ak kontwòl (sistèm jesyon enèji) se etap sa yo. Sistèm kontwòl sipèvizyon ak done akizisyon, oswa sistèm SCADA, souvan gen ladan siveyans jeneral ak fonksyon kontwòl. Nan lòt men an, se sistèm nan jesyon enèji ki fèt espesyalman pou kontwole koule pouvwa an akò ak kondisyon aplikasyon an.

 Koneksyon transfòmatè mwayen-vòltaj/ba-vòltaj la epi, ki baze sou gwosè sistèm nan, transfòmatè segondè-vòltaj/mwayen-vòltaj nan yon poste devwe se dènye koneksyon yo.

 

An example of BESS architecture. Source Handbook on Battery Energy Storage System

An example of BESS components - source Handbook for Energy Storage Systems

PV Modil ak BESS Entegrasyon
 
Sous enèji renouvlab yo pare pou gen yon enpak siyifikatif sou sistèm elektrik alavni, jan yo diskite nan premye moso nan seri sa a. Tou de sistèm elektrik la ak plant elektrik renouvlab la ka benefisye de entegrasyon yon BESS ak yon sous enèji renouvlab.

Sa ki anba la a eksplike divès fason yon BESS ka ede yon plant elektrik:

Yo nan lòd yo reyalize yon koub jenerasyon ki pi fiks ak previzib, sa a ta konpanse "volatilite" nan pwofil jenerasyon an anba kouvèti nwaj oswa pwent brid sou kou nan pouvwa. Kontras ant koub jenerasyon yon plant PV nan yon jou twoub ak youn ki gen yon syèl klè parèt nan Figi 4. Jenerasyon an ta montre mwens "siyman" ak entegrasyon nan yon BESS, ki bay yon koub pi regilye.

PV Generation profile in cloud days and clear sky day. Image courtesy of Enel Green Power

Koub jenerasyon an pral "lis" kòm yon rezilta nan pik bab (pou plis sou pik bab, li atik anvan an).

Konsènan sipò kadriyaj ak sèvis oksilyè, BESS ka jwe yon wòl enpòtan nan entegrasyon plant elektrik la nan kadriyaj elektrik la lè li ofri règleman frekans ak jesyon vòltaj (ansanm ak konpansasyon pouvwa reyaktif) ak siyifikativman mwens nan yon enpak sou sistèm elektrik la.

Apa de sèvis yo mansyone pi wo a, gen plis kolaborasyon potansyèl ant modil fotovoltaik ak sistèm depo enèji batri, kòmanse ak echanj pwen koneksyon (POC). Piske yon BESS souvan enstale pou "konpleman" modil PV la, prezans li pa t 'kapab bezwen plis pouvwa nan POC la.

Lòt kolaborasyon potansyèl soti nan desizyon yo pran nan achitekti ki jan modil PV konekte ak yon BESS. Omwen twa opsyon prensipal yo egziste:

 DC Couplage: Nan opsyon sa a, yo itilize yon konvètisè DC/DC patikilye pou konekte BESS ak PV sou bò DC pil yo ak modil PV yo nan lòd yo estabilize vòltaj la. Avèk metòd sa a, tout bò AC nan plant la pral pataje varyateur yo ant modil PV a ak BESS (envèstisè a nan senaryo sa a yo pral kapab opere nan tout 4 kadran nan dyagram PQ la). Chwa sa a se byen komen pou rezidansyèl yo. aplikasyon, oswa nan ka a nan yon ti plant (kW). Nan ka yon plant gwo echèl, BESS la pral distribye sou jaden an. Li pral, sepandan, mande pou lojik espesifik ak chè kontwole vòltaj DC a ak chaj la nan chak pake batri.

 AC Coupling Apre varyateur la: Metòd sa a se konparab ak youn anvan an, men li mete pwen an kouple modil BESS ak PV apre varyateur yo. Nan ka sa a, BESS ak modil PV a pral chak gen pwòp varyateur dedye yo. Paske pa gen okenn nesesite pou lojik kontwòl adisyonèl pou kouple DC a, metòd sa a se tou popilè pou aplikasyon rezidansyèl yo epi yo ka itilize nan gwo plant yo kreye yon BESS distribye.

 AC Coupling nan POC la:Nan solisyon sa a, modil PV a ak BESS pataje sèlman etablisman entèkoneksyon an, pandan ke yo gen seksyon konplètman separe nan nivo plant.