A baterijski sustav za pohranu energije(BESS) je relativno složena integrirana energetska jedinica konstruirana integracijom baterija za pohranu energije, uređaja za pretvorbu energije, lokalnih kontrolera, sustava za distribuciju električne energije, temperaturnih i protupožarnih sustava i druge povezane opreme prema specifičnim zahtjevima primjene. Njegove osnovne karakteristike uključuju:
- 1) Unutarnji uređaji unutar BESS (Battery Energy Storage System) imaju jasno definirane uloge i međusobno su povezani, radeći zajedno kako bi postigli kontrolu energije, snage i napona na BESS mrežnoj priključnoj točki ili izlaznom priključku, pod pretpostavkom sigurnosti, učinkovitosti i dugog vijeka trajanja.
- 2) Sigurnost i životni vijek baterija za pohranu energije u BESS-u uvelike određuju sigurnost i životni vijek cijelog sustava i imaju stroge tehničke zahtjeve u pogledu radnog okruženja, što ih čini ključnim aspektom koji se mora uzeti u obzir tijekom dizajna internog sustava.
- 3) Uređaj za pretvorbu energije u BESS (Battery Energy Storage System) kritični je čvor za razmjenu energije cijelog sustava za pohranu energije s vanjskom mrežom. Njegova izvedba izravno odražava način rada BESS-a, točnost upravljanja, brzinu odziva i-prilagođenost mreži, a također utječe na korisnikovo najintuitivnije korisničko iskustvo sustava za pohranu energije u kratkom vremenskom razdoblju.
Baterije za skladištenje energije
- 4) Baterije za pohranu energije, uređaji za pretvorbu energije i oprema kao što su klima uređaji i protupožarni sustavi imaju svaki svoje neovisne kontrolere za postizanje samostalnog-rada, alarmiranja ili zaštite. Međutim, implementacijom funkcija sustava, povezivanjem i koordinacijom između opreme, pokretanjem-i operacijama zaštite od kvarova, vanjskom komunikacijom i učinkovitim prijenosom informacija upravlja lokalni kontroler, omogućujući sustavu za pohranu energije da sudjeluje u dispečiranju mreže ili postizanju ciljeva aplikacije projekta u cjelini.
- 5) Sustav za pohranu energije, koji djeluje kao objedinjena vanjska i autonomna unutarnja jedinica za izvršenje napajanja, prima naredbe za raspoređivanje od gornjeg-sustava za upravljanje energijom i izvršava upute za kontrolu snage ili načina rada. Stoga bi trebao posjedovati bogata vanjska komunikacijska sučelja i fleksibilne, raznolike načine rada. Kroz funkcije kao što su-prijenos energije na zahtjev, brzo pojačanje snage i kontrola stabilizacije napona, poboljšava ukupnu radnu izvedbu proizvodnje električne energije, elektroenergetskih mreža i aplikacija opterećenja, čime pokazuje svoju vrijednost.
- 6) Kontrola i upravljanje ključni su kako bi sustav za pohranu energije ostvario svoju vrijednost, a to uvelike ovisi o razumijevanju integratora sustava o postojećim sustavima, kontrolama i trendovima razvoja u polju primjene. Iz ove perspektive, razmatranje sustava za pohranu energije kao "energetske zakrpe" ili "fleksibilne nadogradnje" postojećeg elektroenergetskog sustava sasvim je razumno.
Ograničeno kapacitetom same baterije
Ograničeni kapacitetom same baterije i razinom razvoja uređaja za elektronsku pretvorbu snage, BESS (Battery Energy Storage Systems) uvijek su se suočavali s kontradikcijom između sigurnosti i učinkovitosti s jedne strane, te visoke gustoće energije i raznolikih, složenih funkcija s druge strane. Osobito s njihovom -primjenom velikih razmjera u proizvodnji obnovljive energije i aplikacijama-na strani mreže, ukupni kapacitet i razine napona sustava za pohranu energije kontinuirano se povećavaju, komunikacijska arhitektura postaje sve opsežnija, a elektromagnetsko okruženje postaje sve složenije. Ovi čimbenici predstavljaju ozbiljne izazove za sustave za pohranu energije i njihove tehnologije integracije.
- 1) Kako sveobuhvatno ovladati relevantnom teorijom i tehnologijom pozadinske primjene u industriji te konfigurirati učinkovit i razuman kapacitet i snagu sustava za pohranu energije; kako usvojiti ciljane kontrolne sheme kako bi se postigla besprijekorna integracija s postojećim sustavima uz ispunjavanje ukupnih ciljeva aplikacije projekta.
- 2) Kako odrediti specifične tehničke parametre, funkcionalne zahtjeve i pokazatelje performansi sustava za pohranu energije na temelju tehničkih karakteristika primjene projekta i u skladu s tim odabrati ključnu unutarnju opremu sustava za pohranu energije, kao što su PCS i baterije.
- 3) Kako provesti električni dizajn sustava za pohranu energije kako bi se osigurala električna sigurnost, hijerarhijska zaštita i prilagođenost-mreži interne opreme, s obzirom na povećanje kapaciteta i razine napona sustava za pohranu energije.
- 4) Kako odabrati i izračunati parametre i raspored instalacije opreme za unutarnju kontrolu okoliša i sigurnosne opreme i opreme za zaštitu od požara za sustave za pohranu energije, s naglaskom na trajanje baterije i sigurnost, kako bi se postigla ravnomjerna raspodjela temperature i rasipanje topline za baterije velikog-kapaciteta, visoke-energije-gustoće, a istovremeno smanjivanje površine.
- 5) Kako zajednički upravljati raznolikom opremom unutar sustava za pohranu energije kako bi se u potpunosti iskoristile funkcije i performanse svakog uređaja i osigurali zahtjevi za pohranu energije. To uključuje optimizaciju ukupne izvedbe sustava i izbjegavanje degradacije performansi zbog nerazumnih metoda integracije; i kako postići zajedničku zaštitu u uvjetima kvara kako bi se spriječilo eskaliranje ili širenje kvara pojedinačne opreme, s posebnom pažnjom na vezu i izolaciju između električne opreme i baterijske opreme kako bi se izbjegli problemi poput luka, lokalnog nakupljanja topline i oštećenja ili eksplozije električnih komponenti koje bi mogle ugroziti sigurnost baterije.
Kako izgraditi internu i eksternu komunikacijsku arhitekturu
- 6) Kako izgraditi unutarnju i vanjsku komunikacijsku arhitekturu i modele podataka za sustave za pohranu energije primjenjive na različite scenarije primjene, omogućavajući standardizirani komunikacijski pristup i razmjenu podataka između internih uređaja, olakšavajući primanje naredbi od cjelokupnog sustava za pohranu energije i prijenos informacija u upravljački sustav gornje-razine, te postizanje odvojene komunikacije brzih kontrolnih naredbi i potencijalno velikih količina internih podataka, kao što su podaci o baterijskim ćelijama, kako bi se izbjegla kašnjenja ili smetnje u upravljanju.
- 7) Kako izgraditi veće-projekte za pohranu energije ili elektrane paralelnim povezivanjem modularnih sustava za pohranu energije i kako eliminirati pojedinačne razlike u performansama između sustava za pohranu energije putem upravljanja i kontrole na-razini stanice, izbjegavajući unakrsno-sprezanje i međusobne smetnje između sustava za pohranu energije tijekom brzog rasporeda i prijelaznih prijelaza, osiguravajući stabilan rad unutar cjelokupne elektrane, kontrolirani protok energije s električnom mrežom i brzu razmjenu informacija i naredbu izvedba sa sustavom upravljanja gornjom-razinom.
- 8) Kako dovršiti integraciju, instalaciju i puštanje u rad unutarnje opreme u sustavu za pohranu energije na temelju postojećih standarda za električnu, protupožarnu zaštitu i BESS (sustav za pohranu energije iz baterija) inženjerskih instalacijskih standarda, minimizirajući -operacije na licu mjesta ili često premještanje baterijskih paketa i izbjegavajući neprikladne instalacijske platforme ili metode uzemljenja koje bi mogle dovesti do smanjenja razine zaštite sustava za pohranu energije ili uvesti čimbenike nestabilnosti.
- 9) Kako primijeniti napredne tehnologije kao što su umjetna inteligencija i blockchain na sustave za pohranu energije kako bi se poboljšalo njihovo inteligentno upravljanje, predviđanje životnog vijeka, rano upozorenje o kvaru i dijagnostičke mogućnosti, čime se učinkovito poboljšava razumijevanje korisnika o trenutnoj i budućoj izvedbi i operativnim očekivanjima sustava za pohranu energije, te osigurava ključna hardverska osnova i sredstva za implementaciju za realizaciju naprednih tehnologija za planiranje sustava i upravljanja energijom kao što su pametne mreže i virtualne elektrane.
Zbog inherentne složenosti sustava za pohranu energije, specijalizirane prirode vanjskih aplikacija i visokih zahtjeva za sigurnost opreme, tehnologija integracije sustava za pohranu energije postala je specifična metoda implementacije i nužan tehnološki most koji povezuje temeljnu opremu (baterije, PCS, itd.) s područjima primjene.