Sistem Penyimpanan Tenaga Bateri (BESS) ialah teknologi canggih yang direka untuk menangkap, menyimpan dan mengagihkan tenaga elektrik dengan cekap. Sistem ini, yang terdiri daripada komponen utama seperti modul bateri, sistem penukaran kuasa dan kawalan pengurusan yang canggih, memainkan peranan penting dalam kestabilan grid, penyepaduan tenaga boleh baharu dan pengurusan kualiti kuasa.
Komponen Teras BESS
Di tengah-tengah BESS terdapat tiga komponen kritikal yang berfungsi seiring untuk memastikan penyimpanan dan pelepasan tenaga yang cekap. Sistem Bateri, terutamanya memanfaatkan teknologi litium-ion, terdiri daripada berbilang sel yang disusun menjadi modul dan rak untuk menukar tenaga kimia kepada tenaga elektrik. Sistem Pengurusan memainkan peranan penting, termasuk Sistem Pengurusan Bateri (BMS) untuk memantau parameter sel, Sistem Pengurusan Tenaga (EMS) untuk mengoptimumkan operasi, dan sistem pengurusan terma yang mengawal suhu untuk mengekalkan prestasi dan keselamatan. Melengkapi ini ialah komponen Elektronik Kuasa, yang menampilkan penyongsang dwiarah atau Sistem Penukaran Kuasa (PCS), yang membolehkan penukaran kuasa DC ke AC yang lancar untuk pengecasan dan penyahcasan sambil memastikan keserasian dengan keperluan grid.
Bersama-sama, komponen ini membolehkan BESS menyimpan tenaga lebihan semasa tempoh permintaan rendah dan menyahcasnya apabila diperlukan, meningkatkan kestabilan grid dan menggalakkan penyepaduan sumber tenaga boleh baharu. Selain itu, algoritma kawalan lanjutan dalam EMS dan inovasi dalam pengurusan terma telah meningkatkan lagi kecekapan dan memanjangkan jangka hayat sistem, menjadikan BESS sebagai asas infrastruktur tenaga moden.
Cara BESS Beroperasi
Kredit kepada Totalenergies
Sistem Penyimpanan Tenaga Bateri (BESS) beroperasi melalui proses penangkapan, penyimpanan dan pengagihan tenaga yang canggih. Sistem ini bermula dengan menangkap tenaga elektrik daripada pelbagai sumber, termasuk penjana kuasa boleh baharu dan tidak boleh baharu. Tenaga ini kemudian ditukar daripada AC kepada DC dan disimpan dalam bateri boleh cas semula, biasanya sel litium-ion yang disusun dalam modul dan rak.
Semasa operasi, Sistem Pengurusan Bateri (BMS) sentiasa memantau dan mengawal parameter sel individu seperti voltan, suhu dan keadaan cas. Ini memastikan prestasi optimum dan jangka hayat sistem bateri. Sistem Pengurusan Tenaga (EMS) berfungsi seiring dengan BMS untuk mengoptimumkan keseluruhan operasi sistem, memutuskan bila untuk mengecas atau menyahcas berdasarkan permintaan grid, harga tenaga dan faktor lain.
Apabila tenaga diperlukan, kuasa DC yang disimpan ditukar kembali kepada AC melalui Sistem Penukaran Kuasa (PCS), juga dikenali sebagai penyongsang dwiarah. Komponen ini penting untuk memastikan kuasa output memenuhi keperluan grid dari segi voltan dan frekuensi. PCS juga menguruskan aliran kuasa semasa kitaran pengecasan dan penyahcasan, mengekalkan kestabilan grid.
BESS boleh beroperasi dalam pelbagai mod untuk menyokong fungsi grid. Untuk pengawalaturan frekuensi, sistem boleh menyuntik atau menyerap kuasa dengan cepat untuk mengekalkan frekuensi grid dalam had yang boleh diterima. Dalam aplikasi pemotongan puncak, BESS menyahcas tenaga yang disimpan semasa tempoh permintaan tinggi untuk mengurangkan tekanan pada grid dan berpotensi menurunkan kos elektrik untuk pengguna.
Untuk penyepaduan tenaga boleh baharu, BESS memainkan peranan penting dalam melicinkan sifat sekejap-sekejap tenaga solar dan angin. Ia menyimpan tenaga berlebihan semasa tempoh pengeluaran tinggi dan melepaskannya apabila penjanaan menurun, memastikan bekalan kuasa yang lebih konsisten. Keupayaan ini amat penting untuk mengekalkan kestabilan grid apabila perkadaran tenaga boleh baharu dalam campuran kuasa meningkat.
Pelaksanaan BESS lanjutan juga menggabungkan analitik ramalan dan algoritma pembelajaran mesin untuk mengoptimumkan prestasi. Sistem ini boleh menjangkakan corak permintaan tenaga, keadaan cuaca yang mempengaruhi penjanaan boleh baharu, dan juga harga pasaran elektrik untuk membuat keputusan termaklum tentang bila untuk menyimpan atau melepaskan tenaga.
Keselamatan adalah kebimbangan utama dalam operasi BESS. Sistem moden termasuk pelbagai lapisan perlindungan, termasuk sistem pengurusan terma untuk mengelakkan terlalu panas, mekanisme penindasan kebakaran dan protokol pengasingan untuk membendung potensi masalah. Pemantauan berterusan dan tindak balas keselamatan automatik memastikan sistem boleh bertindak balas dengan cepat terhadap sebarang anomali, mengekalkan operasi yang selamat dan boleh dipercayai. Dengan menguruskan aliran tenaga antara penjanaan, penyimpanan dan penggunaan dengan cekap, BESS beroperasi sebagai komponen kritikal dalam landskap tenaga moden, membolehkan fleksibiliti, kebolehpercayaan dan kemampanan yang lebih besar dalam sistem kuasa.
Terokai Di Youtube
Aplikasi BESS
Sistem Penyimpanan Tenaga Bateri (BESS) mempunyai pelbagai aplikasi merentas pelbagai sektor, menyumbang kepada kestabilan grid, penyepaduan tenaga boleh baharu dan pengurusan kos tenaga. Berikut ialah beberapa aplikasi utama BESS:
- Penstabilan Grid: BESS boleh bertindak balas dengan cepat terhadap turun naik dalam bekalan dan permintaan kuasa, membantu mengekalkan frekuensi grid dan kestabilan voltan.
- Integrasi Tenaga Boleh Diperbaharui: BESS menyimpan tenaga berlebihan daripada sumber boleh baharu sekejap-sekejap seperti solar dan angin, melepaskannya apabila penjanaan menurun untuk memastikan bekalan kuasa yang konsisten.
- Pemotongan Puncak: Dengan menyahcas tenaga yang disimpan semasa tempoh permintaan tinggi, BESS membantu mengurangkan tekanan pada grid dan berpotensi menurunkan kos elektrik untuk pengguna.
- Peralihan Beban: BESS membolehkan penyimpanan tenaga semasa tempoh permintaan rendah dan kos rendah untuk digunakan semasa masa permintaan tinggi dan kos tinggi, mengoptimumkan penggunaan dan kos tenaga.
- Kuasa Sandaran: Sekiranya berlaku gangguan grid, BESS boleh menyediakan kuasa sandaran kritikal untuk rumah, perniagaan dan infrastruktur penting.
- Grid Mikro: BESS memainkan peranan penting dalam membolehkan operasi grid mikro, menyokong kebebasan dan daya tahan tenaga tempatan.
- Pengecasan Kenderaan Elektrik: BESS boleh menyokong stesen pengecasan pantas untuk kenderaan elektrik, mengurangkan tekanan pada grid semasa waktu pengecasan puncak.
- Perkhidmatan Sampingan: BESS menyediakan pelbagai perkhidmatan sokongan grid, termasuk pengawalaturan frekuensi, sokongan voltan dan keupayaan permulaan hitam.
Aplikasi yang pelbagai ini menunjukkan fleksibiliti dan kepentingan BESS dalam sistem tenaga moden, menyumbang kepada infrastruktur kuasa yang lebih fleksibel, boleh dipercayai dan mampan.
Voltan DC BESS Meningkat
Trend ke arah voltan DC yang lebih tinggi dalam Sistem Penyimpanan Tenaga Bateri (BESS) didorong oleh beberapa kelebihan utama:
- Kecekapan yang Dipertingkatkan: Voltan yang lebih tinggi menghasilkan arus yang lebih rendah untuk output kuasa yang sama, mengurangkan kehilangan keseluruhan dalam sistem litar dan meningkatkan kecekapan pergi balik.
- Ketumpatan Tenaga yang Dipertingkatkan: Peningkatan voltan membolehkan ketumpatan tenaga yang lebih tinggi dalam kekangan fizikal yang sama, membolehkan reka bentuk BESS yang lebih padat dan berkuasa.
- Kadar Pengecasan/Penyahcasan Lebih Cepat: Bateri voltan tinggi boleh menyelesaikan kitaran pengecasan dengan lebih cepat, menampung permintaan tenaga yang pesat dan keperluan kuasa yang tinggi.
- Pengurangan Kos: Voltan yang lebih tinggi membolehkan pendawaian dan pemasangan yang lebih cekap, mengurangkan kos sistem keseluruhan. Memadankan voltan DC BESS dengan pemasangan solar skala utiliti (biasanya 1500 VDC) menghapuskan keperluan untuk peralatan penukaran voltan tambahan.
- Keserasian dengan Penyongsang Lanjutan: Kebanyakan penyongsang solar skala utiliti kini menggunakan input 1500 VDC, menjadikan BESS voltan tinggi lebih serasi dengan infrastruktur sedia ada.
Kelebihan ini mendorong evolusi BESS ke arah voltan DC yang lebih tinggi, menyumbang kepada pertumbuhan industri yang diunjurkan daripada $1.2B pada 2020 kepada $4.3B pada 2025.
Cabaran Pemasangan BESS
Pemasangan Sistem Penyimpanan Tenaga Bateri (BESS) menghadapi beberapa cabaran biasa yang boleh menjejaskan prestasi, keselamatan dan kecekapan mereka. Berikut ialah beberapa isu yang paling lazim:
- Kos Permulaan yang Tinggi: Pelaburan pendahuluan untuk BESS boleh menjadi besar, menimbulkan halangan yang ketara untuk penerimaan.
- Kerumitan Integrasi Teknikal: Mengintegrasikan BESS dengan infrastruktur sedia ada selalunya memerlukan pengetahuan dan teknologi khusus.
- Halangan Kawal Selia: Menavigasi permit dan peraturan boleh memakan masa dan rumit.
- Cabaran Penyelenggaraan: Memastikan kebolehpercayaan jangka panjang memerlukan pengurusan kitaran hayat yang berkesan dan penyelenggaraan berkala.
- Isu Keserasian Grid: Memastikan keserasian BESS dengan grid dan menguruskan saling sambungan boleh menjadi bermasalah.
- Kebimbangan Keselamatan: Pemasangan yang tidak betul atau komponen yang rosak boleh menyebabkan risiko kebakaran dan bahaya keselamatan yang lain.
- Kegagalan Sistem Pengurusan Bateri (BMS): BMS yang tidak boleh dipercayai boleh menyebabkan penutupan yang tidak dijangka dan situasi yang berpotensi berbahaya.
- Isu Pengimbangan Sel: Ketidakseimbangan antara sel boleh mengurangkan kecekapan sistem dan menimbulkan risiko keselamatan.
- Kapasiti Storan Tidak Mencukupi: Ralat dalam anggaran keadaan cas (SOC) boleh menyebabkan penggunaan tenaga yang tidak cekap.
- Masalah Pengurusan Terma: Sistem penyejukan yang tidak mencukupi boleh menyebabkan penuaan pramatang dan mengurangkan prestasi bateri.
Menangani isu-isu ini memerlukan perancangan yang teliti, pemasangan pakar, dan pemantauan berterusan untuk memastikan prestasi dan keselamatan BESS yang optimum.
Bateri Guna Semula untuk BESS
Sistem Storan Tenaga Bateri (BESS) boleh menggunakan semula bateri kenderaan elektrik (EV), menyediakan cara yang mampan untuk memanjangkan hayat bateri dan meminimumkan pembaziran. Apabila bateri EV jatuh kepada kira-kira 80-85% daripada kapasiti asalnya, ia boleh digunakan semula untuk aplikasi BESS, menawarkan hayat kedua untuk bateri litium-ion sambil mengurangkan keperluan untuk pengeluaran baharu. Pendekatan ini menyokong penstabilan grid, integrasi tenaga boleh baharu, kuasa sandaran untuk infrastruktur kritikal, pencukuran puncak, dan peralihan beban untuk industri dan sokongan grid mikro. Menjelang 2025, dianggarkan 75% bateri EV terpakai akan menemui aplikasi hayat kedua sebelum dikitar semula, mencerminkan penekanan yang semakin meningkat terhadap kemampanan dan ekonomi kitaran.
Walau bagaimanapun, menggunakan bateri guna semula dalam projek BESS bukanlah tanpa cabaran. Bateri kitar semula sering mempunyai tahap prestasi yang tidak konsisten disebabkan oleh pelbagai tahap degradasi, yang boleh menjejaskan kecekapan dan kebolehpercayaan sistem. Selain itu, proses mengumpul, menguji, dan membaik pulih bateri ini boleh memakan banyak tenaga kerja dan mahal, yang berpotensi mengimbangi beberapa manfaat alam sekitar dan ekonomi. Walaupun terdapat kekurangan ini, peningkatan permintaan untuk penyelesaian storan tenaga mampan terus menjadikan bateri EV terpakai sebagai sumber yang berharga untuk projek BESS.
Polisi BESS Kerajaan
Kerajaan di seluruh dunia semakin mengiktiraf peranan kritikal Sistem Storan Tenaga Bateri (BESS) dalam mencapai matlamat peralihan tenaga dan kestabilan grid. Banyak negara telah melaksanakan dasar dan inisiatif sokongan untuk mempercepatkan penggunaan BESS:
- Amerika Syarikat telah memperkenalkan Akta Pengurangan Inflasi, yang merangkumi kredit cukai pelaburan untuk projek storan kendiri, meningkatkan daya saing storan skala grid.
- China mengumumkan rancangan untuk memasang lebih 30 GW storan tenaga menjelang 2025, menunjukkan komitmen yang kuat terhadap pengembangan BESS.
- India telah menetapkan sasaran bercita-cita tinggi untuk pembangunan storan tenaga bateri dalam draf Pelan Elektrik Negara, menyasarkan 51-84 GW kapasiti terpasang menjelang 2031-32.
- Suruhanjaya Eropah telah menerbitkan cadangan untuk tindakan dasar untuk menyokong penggunaan storan elektrik yang lebih besar, mengiktiraf kepentingannya dalam menyahkarbonkan sistem tenaga.
- Selain itu, inisiatif global yang dipanggil “Inisiatif Penyimpanan Bateri Supercharging” telah dilancarkan oleh Menteri Tenaga Bersih, dengan sokongan daripada Suruhanjaya Eropah, Australia, AS, dan Kanada. Inisiatif ini bertujuan untuk memupuk kerjasama antarabangsa, mengurangkan kos, dan membina rantaian bekalan yang mampan untuk teknologi storan tenaga.
Tinjauan Pasaran BESS
Pasaran Sistem Storan Tenaga Bateri (BESS) bersedia untuk pertumbuhan yang besar, didorong oleh peningkatan integrasi tenaga boleh baharu dan usaha pemodenan grid. Pasaran BESS global diunjurkan mencapai AS$51.7 bilion menjelang 2031, berkembang pada CAGR sebanyak 20.1% dari 2022 hingga 2031. Pengembangan pesat ini didorong oleh penurunan kos bateri litium-ion, yang telah jatuh kira-kira 80% sejak sedekad yang lalu.
Pemacu pertumbuhan utama termasuk:
- Peningkatan permintaan untuk sistem storan tenaga grid.
- Penembusan pesat bateri litium-ion dalam sektor tenaga boleh baharu.
- Pembiayaan kerajaan dan dasar sokongan.
- Peningkatan aplikasi komersial dan perindustrian.
Segmen utiliti dijangka mencatatkan CAGR tertinggi dalam tempoh ramalan, didorong oleh inisiatif untuk melancarkan bateri aliran untuk objektif alam sekitar, umur panjang, dan keselamatan. Dari segi geografi, Asia-Pasifik dijangka menjadi pasaran serantau yang paling pesat berkembang, disebabkan oleh peningkatan permintaan tenaga dan dasar kerajaan yang menyokong di negara seperti India, China, dan Australia.
Artikel Berkaitan:
