Batareya energiyasini saqlash tizimi (BESS) arxitekturasi va batareya turlarini muhokama qilishdan oldin, avvalo, ushbu sohada ishlatiladigan eng keng tarqalgan atamalarga e'tibor qaratishimiz kerak. Bir nechta muhim parametrlar batareya quvvatini saqlash tizimlarining xatti-harakatlarini tavsiflaydi.
Imkoniyat [Ah]: Tizim o'rtacha kuchlanishda biriktirilgan yukni ta'minlay oladigan maksimal elektr zaryadi. Batareyaning texnologiyasi ushbu parametrga sezilarli ta'sir ko'rsatadi, uning qiymati ma'lum bir tushirish oqimi va harorati uchun o'rnatiladi.
Nominal energiya [Wh]:Bu to'liq zaryad va to'liq zaryadsizlanish holatlari o'rtasida ishlab chiqarilgan umumiy energiya. Bu akkumulyator quvvatining kuchlanishiga teng. Harorat va oqim ham ta'sir qiladi, chunki quvvat uni aniqlaydi.
Quvvat [Vt]:BESS ning chiqish quvvatini aniqlash qiyin, chunki u biriktirilgan yukga tayanadi. Shunga qaramay, nominal quvvat eng tipik tushirish stsenariysidagi quvvatni ifodalaydi.
Maxsus energiya [Vt/kg]:Bu batareyaning massaga nisbatan energiya saqlash hajmini ko'rsatadi.
Zaryadlash va zaryadsizlanish vaqtlarini aniqlash uchun ishlatiladigan shkala deyiladiC darajasi. Bo'shatish oqimi batareyani bir soat ichida 1C da to'liq quritadi.
Zaryad/zaryad/zaryad - butsikl. Tsikl nima ekanligi haqida kelishilgan ta'rif yo'q.
Batareyatsikl hayotiishlab chiqarishi mumkin bo'lgan davrlarning umumiy soni.
DoD: tushirish chuqurligi. To'liq zaryadsizlanish 100%;
To'lov holati (SoC,%):Batareyaning zaryadlash darajasi bu raqam bilan ko'rsatiladi.
Atama "kulon samaradorligi" batareyaning zaryadni samarali uzatish qobiliyatini anglatadi. Bu zaryadning dastlabki holatiga qaytish uchun zarur bo'lgan zaryadning zaryadsizlanish bosqichida chiqarilgan zaryad miqdoriga (Ah) nisbati. Qo'rg'oshin-kislota texnologiyasi bundan mustasno, eng oddiy batareyalar bu bilan taqqoslanadigan samaradorlikka ega.
Elektrokimyoviy energiyani saqlash tizimlarining asosiy turlari
Ko'plab batareya tizimlari mavjud bo'lib, ularning har biri kimyoviy komponentlar va jarayonlarning noyob kombinatsiyasiga asoslangan. Qo'rg'oshin-kislotali va Li-ion batareyalari hozirda eng ko'p qo'llaniladigan turlardir, ammo oqim, nikel va oltingugurtga asoslangan batareyalar ham ushbu bozorda o'z o'rniga ega. Biz eng mashhur batareya texnologiyalarining asosiy afzalliklarini tezda ko'rib chiqamiz.
Biz ushbu batareyalarni muntazam ravishda ishlatamiz. Ushbu batareyaning asosiy xujayrasi ikki oksidli yoki qo'rg'oshin musbat elektrod va salbiy qo'rg'oshin elektroddan iborat. Elektrolit sulfat kislotaning suvdagi eritmasi.
Ushbu batareyalarning asosiy afzalliklari ularning arzonligi va ilg'or texnologik holatidir.
Nikel-kadmiy (Ni-Cd) batareyalar
Lityum batareya texnologiyasi keng qo'llanilishidan oldin, bu turdagi batareyalar bir necha yillar davomida portativ qurilmalar uchun asosiy quvvat manbai bo'lib xizmat qilgan.
Ushbu batareyalar yuqori quvvat chiqishi va tez zaryadlash vaqtini ta'minlaydi.
Ushbu akkumulyatorlarning yaxshilanishi Nikel-metall-gidrid (NiMH) texnologiyasi bilan ifodalanadi, bu standart NiCd ga qaraganda taxminan 40% yuqori o'ziga xos energiyani ta'minlaydi.
Lityum-ion (Li-Ion) batareyalar
Barcha metallar ichida lityum eng yuqori o'ziga xos energiyaga ega va eng engildir. Lityum metall anodli qayta zaryadlanuvchi batareyalar juda yuqori energiya zichligini ta'minlash imkoniyatiga ega.
Boshqa cheklovlar ham mavjud. Masalan, velosipedda yurish paytida anodda dendritlarning rivojlanishi tegishli cheklovdir. Bu haroratni ko'tarishi va batareyaga zarar etkazishi mumkin bo'lgan elektr uzilishiga olib kelishi mumkin.
BESS tarkibi
Mantiqiy va jismoniy turli xil "darajalar" BESSni tashkil qiladi. Har bir noyob jismoniy qism o'zining boshqaruv tizimiga muhtoj.
Mana bu asosiy bosqichlarning qisqacha tavsifi:
Batareya tizimi istalgan kuchlanish va oqim darajalariga erishish uchun bir-biriga ulangan turli xil batareya paketlari va ko'plab batareyalardan iborat.
Batareyani boshqarish tizimi tizimning kuchlanish, oqim va harorat oralig'ida ishlashini ta'minlash uchun har bir hujayraning tegishli ishlashini tartibga soladi, bu butun tizim emas, balki batareyalarning mukammal salomatligi uchun xavfsizdir. Bundan tashqari, har bir hujayradagi zaryad holati bu bilan sozlanadi va muvozanatlanadi.
Quvvatni AC ga aylantirish uchun invertorlar akkumulyator tizimiga ulanadi. Har bir BESSda PCS (quvvatni o'zgartirish tizimi) deb nomlanuvchi maxsus quvvat elektron darajasi mavjud. U odatda tegishli monitoring uchun zarur bo'lgan barcha yordamchi xizmatlar bilan birga konversiya birligida guruhlangan.
Tizim va energiya oqimi monitoringi va nazorati (energiyani boshqarish tizimi) quyidagi bosqichlardan iborat. Nazorat nazorati va ma'lumotlarni yig'ish tizimi yoki SCADA tizimi ko'pincha umumiy monitoring va nazorat funktsiyalarini o'z ichiga oladi. Boshqa tomondan, energiyani boshqarish tizimi dastur talablariga muvofiq quvvat oqimini kuzatish uchun maxsus ishlab chiqilgan.
O'rta kuchlanishli/past kuchlanishli transformator ulanishi va tizim o'lchamidan kelib chiqib, maxsus podstansiyadagi yuqori voltli/o'rta kuchlanishli transformator oxirgi ulanish hisoblanadi.
PV moduli va BESS integratsiyasi
Qayta tiklanadigan energiya manbalari ushbu seriyaning birinchi qismida muhokama qilinganidek, kelajakda elektr tizimlariga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin. BESSning qayta tiklanadigan energiya manbai bilan integratsiyalashuvidan elektr tizimi ham, qayta tiklanadigan elektr stansiyasi ham foyda olishi mumkin.
Quyida BESS elektr stantsiyasiga qanday yordam berishi mumkinligini tushuntiradi:
Barqarorroq va bashorat qilinadigan avlod egri chizig'iga erishish uchun bu bulut qoplami ostida ishlab chiqarish profilining "o'zgaruvchanligini" yoki quvvatning keskin o'sishini qoplaydi. 4-rasmda bulutli kundagi PV zavodining generasiya egri chizig'i va osmon musaffo bo'lgan o'rtasidagi kontrast 4-rasmda ko'rsatilgan. BESS integratsiyasi bilan avlod kamroq "miltillash" ko'rsatib, muntazamroq egri chiziq hosil qiladi.
Avlod egri chizig'i eng yuqori soqol olish natijasida "silliq" bo'ladi (cho'qqi soqol haqida ko'proq ma'lumot olish uchun oldingi maqolani o'qing).
Tarmoqni qo'llab-quvvatlash va yordamchi xizmatlarga kelsak, BESS chastotani tartibga solish va kuchlanishni boshqarishni (reaktiv quvvat kompensatsiyasi bilan birga) elektr tizimiga sezilarli darajada kamroq ta'sir qilish orqali elektr stansiyasining elektr tarmog'iga integratsiyalashuvida muhim rol o'ynashi mumkin.
Yuqorida aytib o'tilgan xizmatlardan tashqari, ulanish nuqtasi almashinuvi (POC) bilan boshlanadigan fotovoltaik modullar va batareya quvvatini saqlash tizimlari o'rtasida ko'proq potentsial hamkorlik mavjud. BESS PV modulini "to'ldirish" uchun tez-tez o'rnatilganligi sababli, uning mavjudligi POCda qo'shimcha quvvatni talab qilmaydi.
Qo'shimcha potentsial hamkorliklar PV modullarining BESSga qanday ulanishi arxitekturasida qabul qilingan qarorlardan kelib chiqadi. Kamida uchta asosiy variant mavjud:
DC ulanishi: Ushbu parametrda kuchlanishni barqarorlashtirish uchun batareyalar va PV modullarining shahar tomonidagi BESS va PV ni ulash uchun ma'lum bir DC/DC konvertori ishlatiladi. Ushbu usul yordamida zavodning barcha AC tomoni PV moduli va BESS o'rtasida invertorlarni taqsimlaydi (bu stsenariydagi inverter PQ diagrammasining barcha 4 kvadrantida ishlay oladi). Bu tanlov turar joy uchun juda keng tarqalgan. ilovalar, yoki kichik zavod (kVt) holatida. Katta o'lchamdagi zavodda BESS dala bo'ylab taqsimlanadi. Biroq, doimiy kuchlanishni va har bir akkumulyator batareyasining zaryadini nazorat qilish uchun maxsus va qimmat mantiq kerak bo'ladi.
Inverterdan keyin o'zgaruvchan tokni ulash: Bu usul oldingi usul bilan solishtirish mumkin, lekin u BESS va PV modulining ulanish nuqtasini invertorlardan keyin qo'yadi. Bunday holda, BESS va PV modulining har biri o'ziga xos inverterga ega bo'ladi. Doimiy tokni ulash uchun qo'shimcha boshqaruv mantig'iga ehtiyoj yo'qligi sababli, bu usul turar-joy dasturlari uchun ham mashhur bo'lib, taqsimlangan BESSni yaratish uchun yirik zavodlarda qo'llanilishi mumkin.
POCda AC ulanishi:Ushbu yechimda PV moduli va BESS faqat o'zaro bog'lanish moslamasini baham ko'radi, shu bilan birga ular zavod darajasida butunlay ajratilgan bo'limlarga ega.