Батарея қуатын сақтау дегеніміз не?

A батарея қуатын сақтау жүйесі(BESS) – электр энергиясын сақтау және босату үшін энергияны сақтаушы ретінде батареяларды пайдаланатын жүйе. Ол электр энергиясын белгілі бір уақыт аралығында сақтай алады және сұранысқа сәйкес тиісті уақытта электр энергиясын бере алады. Оның біркелкі өту, шыңды қырыну және алқапты толтыру, жиілікті реттеу және кернеуді реттеу сияқты функциялары бар.

 

A батарея қуатын сақтау жүйесімыналардан тұрады: аккумуляторлар, электр бөлшектері, механикалық тірек, жылыту және салқындату жүйелері (жылуды басқару жүйелері), екі жақты қуатты түрлендіру жүйесі, энергияны басқару жүйесі және батареяларды басқару жүйесі.

 

Жаңа энергияны сақтауға арналған негізгі технологиялардың бірі ретінде энергия сақтау батареялары жаңартылатын энергияны тұтыну үлесін арттыруда және энергетикалық жүйенің қауіпсіз және тұрақты жұмысын қамтамасыз етуде шешуші рөл атқарады. Литий{1}}иондық батареялар энергияны сақтаудың негізгі құрамдас бөліктері ретінде электрохимиялық энергияны сақтау барысын анықтайтын "орталық орталық" болып табылады. Литий{3}}ионды батареялар катодтық материалдарына қарай литий-темір фосфатты батареялар және үштік литий{4}}батареялар болып жіктеледі. Энергияны сақтау нарығында негізінен литий темір фосфатты батареялар басым. Күндізгі{7}}түнгі шың-алқап айырмашылығын жою энергия сақтау жүйелерінің негізгі қолданбалы сценарийі болып табылады және өнімді пайдалану уақыты жобаның табыстылығына тікелей әсер етеді. Энергияны сақтау құрылғысы, әдетте батареяға сілтеме жасайды, электр энергиясын сақтау және босату үшін пайдаланылатын энергия сақтау жүйесіндегі негізгі құрылғы болып табылады.

Батарея құрылымы:

Оң электрод материалы: тотығу реакциясы жүретін батареяның бөлігі. Жалпы оң электродтық материалдарға литий кобальт оксиді (LiCoO2), литий темір фосфаты (LiFePO4) және литий никель марганец кобальт оксиді (NMC) жатады.

Теріс электрод материалы: төмендеу реакциясы жүретін батареяның бөлігі. Жалпы теріс электродтық материалдарға графит, кремний және қалайы жатады.

• Электролит: Батареядағы иондарды тасымалдауға арналған орта. Ол сұйық немесе қатты (қатты электролит) болуы мүмкін. Электролит иондардың оң және теріс электродтар арасында қозғалуына мүмкіндік береді, зарядтау және разрядтау процесін аяқтайды.
• Сепаратор: Оң және теріс электродтардың арасында орналасқан оның қызметі иондардың өтуіне мүмкіндік бере отырып, қысқа тұйықталуға әкелетін оң және теріс электродтардың тікелей жанасуын болдырмау болып табылады.
• Ток жинағыш: әдетте металдан жасалған (мыс және алюминий сияқты), токты ұяшықтан сыртқы тізбекке тасымалдау үшін қолданылады.
• Батареяның корпусы: ішкі компоненттерді қорғау және механикалық қолдауды қамтамасыз ету үшін қолданылатын батареяның сыртқы құрылымы.
• Батареяны басқару жүйесі (BMS): батареяны зарядтау және зарядсыздандыру процесін бақылауға және басқаруға, батареяның қауіпсіз жұмысын қамтамасыз етуге және оның өнімділігі мен қызмет ету мерзімін оңтайландыруға жауап береді.

Энергия жинақтаушы батареялардың жұмыс принципі

Жылу басқару компоненттері

• Сенсорлар: Температура сенсорлары, қысым сенсорлары және т.б., батареяның температурасы мен қысымы және қоршаған орта сияқты параметрлерді нақты уақытта бақылау үшін қолданылады.
• Басқару блогы: Әдетте сенсор деректері мен алдын ала орнатылған алгоритмдер негізінде жылуды басқару жабдығының жұмысын басқаратын микроконтроллер немесе компьютерлік жүйе.
• Салқындату жабдықтары:
• Ауа салқындату жүйесі: ауа ағыны арқылы жылуды тарататын желдеткіштерді, ауа арналарын, жылу алмастырғыштарды және т.б. қамтиды.
• Сұйық салқындату жүйесі: салқындатқыштың айналымы арқылы жылуды кетіретін сорғылар, салқындатқыш сұйықтық, радиаторлар, салқындатқыш тақталар және т.б. кіреді.
• Жылыту жабдығы: төмен температурада-батареяны қыздыру үшін қолданылатын электр жылытқыштар, фазаны ауыстыратын материал жылытқыштары және т.б..
• Оқшаулау материалдары: сыртқы ортаның батарея температурасына әсерін азайту және ішкі температураның тұрақтылығын сақтау үшін қолданылады.
• Жетекші механизмдер: салқындатқыш сұйықтық немесе ауа ағынын басқару үшін қолданылатын клапандар, сорғылар және т.б.
• Қосқыштар: Жүйенің қалыпты жұмысын қамтамасыз ету үшін әртүрлі компоненттерді қосатын құбырларды, кабельдерді және т.б. қамтиды.

Жылулық басқарудың жұмыс принципі

1. Температураны бақылау: сенсорлар батареяның температурасын және қоршаған ортаны үздіксіз бақылап, деректерді басқару блогына жібереді.
2. Деректерді талдау: басқару блогы салқындату немесе жылыту жабдығын іске қосу қажеттігін анықтау үшін деректерді талдайды.
3. Салқындату процесі:-Ауа салқындату: Температура белгіленген шекті мәннен асқанда, желдеткіш жылуды кетіру үшін батареяның бетінен ауаны итермелей бастайды.-Сұйықтықпен салқындату: сорғы салқындатқышты салқындату пластинасынан немесе батареямен тікелей байланыста итереді, жылу алмасу үшін радиаторға қайта ағу алдында жылуды сіңіреді.
4. Жылыту процесі: -температурасы төмен орталарда жылыту жабдығы іске қосылады, батарея температурасын көтеру үшін электр энергиясы немесе фазаны өзгерту материалдары арқылы жылуды шығарады.
5. Температураны реттеу: басқару блогы батарея температурасының оңтайлы жұмыс диапазонында сақталуын қамтамасыз ету үшін нақты{0}}уақыт деректері негізінде салқындату немесе қыздыру қарқындылығын реттейді.
6. Жылу бөлудің біркелкілігі: жақсы жобаланған-ауа ағыны жолы немесе салқындату сұйықтығы ағынының жолы батарея жинағындағы температураның біркелкі таралуын қамтамасыз етеді.
7. Қауіпсіздікті қорғау: жүйе сондай-ақ ықтимал қауіпсіздік қауіптерін болдырмау үшін қызып кетуден қорғауды, ағып кетуді анықтауды және басқа қауіпсіздік функцияларын қамтиды.
8. Интеллектуалды оңтайландыру: заманауи жылуды басқару жүйелері басқару стратегияларын оңтайландыру, энергия тиімділігін арттыру және жауап беру жылдамдығын арттыру үшін жасанды интеллект алгоритмдерін біріктіруі мүмкін.
9. Қашықтан бақылау: Жүйе техникалық қызмет көрсету персоналына нақты уақытта жүйе күйін түсінуге және түзетулер енгізуге мүмкіндік беретін қашықтан бақылау және басқару функцияларын қолдай алады.

Батареяны басқару жүйесі (BMS)

Батареяны басқару жүйесі (BMS) энергия сақтау жүйесінің негізгі құрамдас бөлігі болып табылады, оның қауіпсіздігін, сенімділігін және тиімді жұмысын қамтамасыз ету үшін батарея жинағының жұмыс күйін басқаруға және бақылауға жауапты. Төменде BMS негізгі құрамдас бөліктері, жұмыс принциптері және негізгі функциялары берілген:

Батареяны басқару жүйесі (BMS): Негізгі компоненттер

Аппараттық құрамдас бөліктер:

• Сенсорлар: кернеу, ток және температура сияқты батареяның физикалық параметрлерін бақылау үшін қолданылады.
• Схемалар: Деректерді өңдеу және байланыс үшін жауап беретін негізгі басқару схемасы мен байланыс схемалық платаларын қамтиды.
• Процессор: Батарея күйін талдайтын және есептейтін және сәйкес басқару стратегияларын орындайтын негізгі басқару блогы.
• Реле және қорғаныс схемалары: аккумуляторды зақымданудан сақтай отырып, қалыптан тыс жағдайларда батареяның зарядтау және разрядтау тізбектерін ажырату үшін қолданылады.
• Байланыс интерфейсі: сыртқы жүйелермен (мысалы, көлікті басқару жүйелері, серверлер және т.б.) деректермен байланысу үшін қолданылады.

Батареяны басқару жүйесінің (BMS) жұмыс принципі:

1. Деректерді жинау: BMS сенсорлар арқылы нақты уақытта кернеу, ток және температура сияқты батарея параметрлерін жинайды.
2. Деректерді өңдеу: процессор аккумулятордың зарядтау/разряд күйі, қалған сыйымдылық және ішкі кедергі сияқты негізгі ақпаратты есептей отырып, алынған деректерді өңдейді.
3. Басқару стратегиясын орындау: деректерді өңдеу нәтижелері негізінде BMS зарядтау/разряд тоғын реттеу және аккумуляторды теңдестіру сияқты сәйкес басқару стратегияларын орындайды.
4. Байланыс және кері байланыс: BMS байланыс интерфейсі арқылы сыртқы жүйелермен деректер алмасады, сыртқы пәрмендерді алады және батарея күйі туралы ақпаратты сыртқы жүйелерге қайтарады.

 

Энергияны сақтау түрлендіргішін (PCS) энергия сақтау жүйесінің негізгі құрамдас бөлігі болып табылатын «үлкен зарядтағышқа» ұқсатуға болады. Ол екі бағытты түрлендіру мүмкіндіктеріне ие және жүйеде шешуші рөл атқарады. Ол энергияны түрлендіруге және энергия сақтау батареясы мен желі арасындағы екі бағытты ағынға мүмкіндік береді. Ол энергияны сақтау жүйесінің электр желісінің зарядтау және разрядтау қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін тұрақты токты (тұрақты ток) айнымалы токқа (AC) немесе керісінше түрлендіре алады. ЖКЖ энергия сақтау жүйесіндегі «көпір» қызметін атқарады, энергия сақтау батареясы мен желіні байланыстырады, жүйенің тиімді және тұрақты жұмысын қамтамасыз етеді.

 

Энергияны басқару жүйесі (EMS) энергия сақтау жүйесінің негізгі құрамдас бөлігі болып табылады. Ол энергия ағынын және бүкіл жүйенің жұмыс тиімділігін бақылауға, бақылауға және оңтайландыруға жауап береді.

«Жақсы шешім{0}}жоғары деңгейлі дизайннан, ал жақсы жүйе ЭМЖ-дан туындайды», - бұл энергия сақтау жүйелеріндегі EMS маңыздылығын көрсетеді.

EMS энергия сақтау жүйесіндегі барлық ішкі жүйелерден ақпаратты жинақтау, жалпы жүйе жұмысын жан-жақты бақылау және жүйенің қауіпсіз жұмысын қамтамасыз ету үшін тиісті шешімдер қабылдау үшін бар. EMS бұлтқа деректерді жүктеп салады, бұл оператордың артқы{1}}басқару персоналы үшін операциялық құралдарды ұсынады. Сонымен қатар, EMS пайдаланушылармен тікелей әрекеттесу үшін жауап береді. Пайдаланушыға техникалық қызмет көрсететін персонал энергия сақтау жүйесінің нақты уақыт- жұмысын көру және мониторингті жүзеге асыру үшін EMS пайдалана алады.