Webshop
Omvandla förnybar energi till pålitlig kraft med BESS
När världen övergår till renare och mer motståndskraftiga energisystem växer infrastrukturen för förnybara källor snabbt. Vind, sol och andra förnybara källor spelar en avgörande roll i att minska beroendet av fossila bränslen, men deras produktion är naturligt variabel och intermittent. När vinden inte blåser eller solljuset är svagt kan förnybara källor inte leverera ström kontinuerligt till elnätet.
Lösningen är att lagra överskottsenergi som produceras under perioder med hög förnybar produktion, till exempel soliga eftermiddagar, för att sedan frigöra den när produktionen är låg, så som på natten eller under lugna dagar. Det är här Batterienergilagringssystem (BESS) kommer in som en avgörande del.
Vad är ett BESS?
Ett BESS tar tillvara energi från förnybara källor som vind och sol, och/eller från elnätet, och lagrar den med hjälp av laddningsbara batterier. Den lagrade energin kan sedan frigöras vid tider med hög efterfrågan.
Vanligtvis används litiumjon-teknik i BESS. Men lagringstekniken på nyttoskala är betydligt mer avancerad jämfört med batterier i andra tillämpningar som elfordon.
Storskaliga system, ofta kallade Front of Meter (FoM), ger nätoperatörer möjlighet att:.
- Hantera energifrigöring vid hög efterfrågan eller strömavbrott.
- Tillhandahålla nättjänster som balansering samt kontroll av frekvens och spänning.
- Optimera användningen av förnybar energi och säkerställa en stabil elförsörjning.
Huvudkomponenter i ett BESS
Ett BESS består av batterier kopplade i serie eller parallellt för att nå önskad arbetsspänning och kapacitet. Delsystemen säkerställer säker och effektiv drift:
- Batterihanteringssystem (BMS): Övervakar och optimerar batteriets prestanda, cellbalansering och säkerhet.
- Växelriktare / effektomvandlingssystem (PCS): Omvandlar likspänningen från batteriet till växelström för nätintegration och vice versa.
- Termisk hantering: Bibehåller säkra och jämna driftstemperaturer på cell- och modulnivå.
- Energihanteringssystem (EMS): Hanterar laddningscykler, nätflöden och energiarbitrage.
Krav på styrsystem för BESS
BESS-anläggningar i nyttoskala med stora effektkapaciteter förlitar sig allt mer på beprövade industriella process- och säkerhetsteknologier integrerade i större IoT-system. Detta ger pålitligare styrning och bättre datatillgänglighet jämfört med mikrokontrollerbaserade lösningar, som vanligtvis används i mindre BESS.
På elnätsnivå kräver batterienergilagringssystem en robust infrastruktur för styrning och instrumentering (C&I) för säker, pålitlig och effektiv drift.
Precisionssignalbehandling för säker och pålitlig BESS-drift
PR electronics har i många år åtnjutit förtroende hos kunder inom förnybar energi och energisektorn i stort. Våra produkter för precisionssignalbehandling har visat sig säkerställa överlägsen signalintegritet och säkerhet i BESS och andra energiapplikationer.
Våra enheter stöder viktiga funktioner i BESS, inklusive:
- Övervakning av laddningstillstånd (SoC).
- Övervakning av hälsotillstånd (SoH).
- Cellbalansering.
- Termisk hantering.
- Styrning och övervakning av effektomvandlingssystem (PCS).
- EMS- och SCADA-integration.
Nedanstående avsnitt förklarar varje funktion i detalj.
Övervakning av laddningstillstånd (SoC)
Att korrekt avgöra laddningstillståndet är avgörande för både batterihälsan och att exakt känna till exportkapaciteten.
- PR 4184: Med en responstid på mindre än 20 ms och ingångsstöd upp till 300 VDC eller 100 mA är det en idealisk lösning för att koppla ihop batteriets SoC-värden.
Övervakning av hälsotillstånd (SoH)
Batteriets hälsotillstånd är en viktig faktor vid beslut om utbytesstrategier. Att förstå prestanda och försämring över tid är komplext och involverar tekniker som kapacitets- och resistanstestning.
- PR 4114: Med universella ingångsalternativ är den lämplig för anslutning till de olika signalerna som krävs för att bedöma SoH.
Cellbalansering
För att maximera batteriets prestanda och nå dess fulla potential måste varje individuell cell balanseras vid samma laddningsnivå. Om en cell har en lägre SoC kommer den att tömmas före de andra cellerna och stoppa energiöverföringen medan laddningen kvarstår i de andra. Detsamma gäller vid laddning.
- Passiv balansering avleder överskottsenergi från högspänningsceller som värme via motstånd.
- Aktiv balansering överför energi från celler med hög spänning till celler med låg spänning.
Båda metoderna bygger på elektronik och algoritmer för att uppnå en jämn och konsekvent balansering.
- PR 4184 och PR4104: Ger snabb svarstid för spännings- och strömmätning under balansering.
- PR 5437: Dubbla temperaturingångar för mätning av temperaturskillnader mellan celler för att säkerställa säkerheten.
Termisk hantering
Noggrann temperaturövervakning på cell- och modulnivå är en avgörande säkerhetsåtgärd. Stabil temperaturkontroll av drifts- och omgivningsförhållanden säkerställer både effektiv batteridrift och funktionssäkerhet för att minska risken för termisk rusning eller brand.
PR electronics erbjuder lösningar för både standard- och SIL-klassade applikationer:
- PR 5437 SIL-certifierad huvudmonterad transmitter och PR 6437 DIN-skenemonterad transmitter.
- PR 4116 gränsvärdesomvandlare med temperaturingång.
- PR 9116 SIL2-certifierad universell omvandlare med reläutgång för övertemperaturlarm.
Styrenhet för effektomvandlingssystem (PCS)
PCS hanterar växelriktare och omvandlare som kopplar likströmsbatterier till växelströmsnätet och vice versa.
- PR 4179: Universell AC / DC transmitter som är ansluten till AC-spännings- eller strömsignaler för övervakning av växelriktare och relevanta PCS-signaler.
EMS- och SCADA-integration
Integration med övergripande energihanteringssystem och SCADA är avgörande för tillförlitlig drift av BESS.
- Integration med övergripande energihanteringssystem och SCADA är avgörande för tillförlitlig drift av BESS.
Ytterligare tillämpningar
PR electronics-enheter kan även användas för:
- Miljöövervakning såsom temperatur, luftfuktighet och gasdetektering.
- Branddetektering och brandsläckning genom integrering av larm och säkerhetsspärrar.
- Skydds- och säkerhetssystem med IEC61508-certifierade gränssnitt för säkerhetsinstrumenterade system upp till SIL 3.
Slutsats
Batterienergilagringssystem är avgörande för att omvandla förnybar energi till pålitlig och kontinuerlig kraft. Med beprövad signalbehandlingsteknik bidrar PR electronics till att säkerställa en säker, effektiv och stabil drift av BESS över hela världen..
