หลักการทำงานของระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่คืออะไร?

ระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (BESS) เป็นเทคโนโลยีที่สำคัญในภูมิทัศน์พลังงานสมัยใหม่ โดยมีบทบาทสำคัญในการสร้างสมดุลระหว่างอุปสงค์และอุปทานของพลังงาน การบูรณาการแหล่งพลังงานหมุนเวียน และเพิ่มเสถียรภาพของโครงข่ายไฟฟ้า ในฐานะซัพพลายเออร์ชั้นนำของระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ ผมรู้สึกตื่นเต้นที่จะแบ่งปันหลักการทำงานของเทคโนโลยีที่น่าทึ่งนี้กับคุณ

ส่วนประกอบพื้นฐานของระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่

ก่อนที่จะเจาะลึกหลักการทำงาน จำเป็นต้องเข้าใจองค์ประกอบสำคัญของ BESS ก่อน BESS ทั่วไปประกอบด้วยส่วนหลักดังต่อไปนี้:

1. โมดูลแบตเตอรี่: สิ่งเหล่านี้คือหัวใจของระบบโดยเก็บพลังงานไฟฟ้าไว้ในรูปแบบทางเคมี สามารถใช้แบตเตอรี่ประเภทต่างๆ ใน ​​BESS ได้ เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (เช่น LiFePO4) แบตเตอรี่ตะกั่วกรด และแบตเตอรี่ไหล แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากมีความหนาแน่นของพลังงานสูง มีอายุการใช้งานยาวนาน และอัตราการคายประจุเองค่อนข้างต่ำ ยกตัวอย่างของเราระบบกักเก็บพลังงาน LiFePO4 Containerใช้เทคโนโลยีแบตเตอรี่ LiFePO4 ขั้นสูง ให้ประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือสูง
2. ระบบการจัดการแบตเตอรี่ (BMS): BMS มีหน้าที่ตรวจสอบและควบคุมโมดูลแบตเตอรี่ โดยจะวัดพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น แรงดัน กระแส อุณหภูมิ และสถานะการชาร์จ (SOC) ของแต่ละเซลล์แบตเตอรี่ การทำเช่นนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานของแบตเตอรี่อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ ป้องกันการชาร์จไฟเกิน การคายประจุเกิน และความร้อนสูงเกินไป BMS ยังปรับสมดุลการชาร์จระหว่างเซลล์แบตเตอรี่เพื่อยืดอายุการใช้งาน
3. ระบบแปลงกำลัง (PCS): PCS ทำหน้าที่เป็นส่วนเชื่อมต่อระหว่างโมดูลแบตเตอรี่กับโครงข่ายไฟฟ้าหรือโหลด สามารถแปลงไฟฟ้ากระแสตรง (DC) จากแบตเตอรี่เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) เพื่อใช้ในโครงข่ายหรือด้านโหลด ในทางกลับกัน ในระหว่างกระบวนการชาร์จ ระบบจะแปลง AC จากกริดเป็น DC เพื่อชาร์จแบตเตอรี่ นอกจากนี้ PCS ยังควบคุมการไหลของพลังงานและควบคุมแรงดันไฟฟ้าและความถี่เพื่อให้ตรงกับข้อกำหนดของโครงข่ายไฟฟ้า
4. ระบบควบคุม: ระบบนี้จะจัดการการทำงานโดยรวมของ BESS โดยรับสัญญาณจากผู้ให้บริการโครงข่ายหรือศูนย์ควบคุมอื่นๆ และตัดสินใจว่าเมื่อใดควรชาร์จหรือคายประจุแบตเตอรี่โดยพิจารณาจากปัจจัยต่างๆ เช่น ราคาไฟฟ้า ความต้องการโครงข่าย และความพร้อมของพลังงานหมุนเวียน

หลักการทำงานของการชาร์จ

กระบวนการชาร์จของ BESS จะเริ่มต้นเมื่อมีไฟฟ้าส่วนเกินในโครงข่ายหรือเมื่อชาร์จแบตเตอรี่ได้อย่างคุ้มค่า ต่อไปนี้คือคำอธิบายทีละขั้นตอนเกี่ยวกับวิธีการทำงานของกระบวนการชาร์จ:

1. การเชื่อมต่อแหล่งพลังงาน: BESS เชื่อมต่อกับแหล่งพลังงาน ซึ่งอาจเป็นโครงข่ายไฟฟ้า เครื่องกำเนิดพลังงานหมุนเวียน (เช่น แผงโซลาร์เซลล์หรือกังหันลม) หรือทั้งสองอย่างรวมกัน เมื่อใช้แหล่งพลังงานหมุนเวียน BESS สามารถกักเก็บพลังงานส่วนเกินที่อาจสูญเปล่าเมื่อการผลิตเกินความต้องการในทันที
2. การแปลงไฟ AC เป็น DC: PCS รับไฟ AC จากแหล่งพลังงานและแปลงเป็นไฟ DC การแปลงนี้จำเป็นเนื่องจากแบตเตอรี่เก็บพลังงานในรูปแบบ DC PCS ยังควบคุมกระแสไฟและแรงดันไฟฟ้าในการชาร์จเพื่อให้แน่ใจว่าแบตเตอรี่ได้รับการชาร์จอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ
3. การชาร์จแบตเตอรี่: จากนั้นไฟ DC จาก PCS จะถูกส่งไปยังโมดูลแบตเตอรี่ ภายในแบตเตอรี่จะเกิดปฏิกิริยาเคมีซึ่งเก็บพลังงานไฟฟ้าไว้เป็นพลังงานเคมี ตัวอย่างเช่น ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ลิเธียมไอออนจะเคลื่อนที่จากอิเล็กโทรดบวก (แคโทด) ไปยังอิเล็กโทรดลบ (แอโนด) ผ่านอิเล็กโทรไลต์ระหว่างการชาร์จ
4. การตรวจสอบ BMS: ตลอดกระบวนการชาร์จ BMS จะตรวจสอบพารามิเตอร์ของแบตเตอรี่อย่างต่อเนื่อง เมื่อแบตเตอรี่ถึงสถานะการชาร์จเต็ม (SOC = 100%) BMS จะส่งสัญญาณไปยัง PCS เพื่อหยุดกระบวนการชาร์จเพื่อป้องกันการชาร์จไฟเกิน

หลักการทำงานของการคายประจุ

กระบวนการคายประจุของ BESS จะเกิดขึ้นเมื่อมีความต้องการไฟฟ้าในระบบโครงข่ายสูง หรือเมื่อราคาไฟฟ้าสูง นี่คือวิธีการทำงาน:

1. สัญญาณความต้องการ: ระบบควบคุมของ BESS รับสัญญาณแจ้งความจำเป็นต้องคายประจุแบตเตอรี่ สัญญาณนี้อาจมาจากผู้ดำเนินการโครงข่าย ระบบโครงข่ายอัจฉริยะ หรือหน่วยควบคุมในพื้นที่
2. การแปลง DC - เป็น - AC: PCS ใช้พลังงาน DC จากโมดูลแบตเตอรี่และแปลงเป็นไฟ AC นอกจากนี้ PCS ยังปรับแรงดันไฟฟ้าและความถี่ของไฟ AC เพื่อให้ตรงกับความต้องการของโครงข่ายหรือโหลด
3. การจ่ายพลังงาน: จากนั้นไฟฟ้ากระแสสลับที่แปลงแล้วจะถูกส่งไปยังโครงข่ายหรือโหลด ตัวอย่างเช่น ในช่วงที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุด BESS สามารถจ่ายพลังงานเข้าไปในโครงข่ายไฟฟ้าเพื่อช่วยตอบสนองโหลดที่เพิ่มขึ้น ซึ่งช่วยลดความเครียดบนโครงข่ายและอาจหลีกเลี่ยงไฟฟ้าดับได้
4. การตรวจสอบ BMS: เช่นเดียวกับกระบวนการชาร์จ BMS จะตรวจสอบพารามิเตอร์ของแบตเตอรี่ระหว่างการคายประจุ เมื่อสถานะการชาร์จของแบตเตอรี่ถึงระดับต่ำ (เช่น SOC = 20%) BMS จะส่งสัญญาณไปยัง PCS เพื่อหยุดกระบวนการคายประจุเพื่อป้องกันการคายประจุมากเกินไป

การใช้งานระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่

ระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่มีการใช้งานที่หลากหลาย ได้แก่:

1. เสถียรภาพของกริด: BESS สามารถช่วยปรับสมดุลอุปสงค์และอุปทานไฟฟ้าบนโครงข่ายได้ ด้วยการจัดเก็บพลังงานส่วนเกินในช่วงนอกเวลาเร่งด่วนและปล่อยพลังงานในช่วงชั่วโมงเร่งด่วน จะช่วยบรรเทาความผันผวนในการผลิตและการใช้พลังงาน ปรับปรุงเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือของโครงข่ายไฟฟ้า
2. การบูรณาการพลังงานทดแทน: แหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น แสงอาทิตย์และลมนั้นมีธรรมชาติไม่ต่อเนื่อง BESS สามารถกักเก็บพลังงานที่เกิดจากแหล่งเหล่านี้เมื่อมีอยู่และปล่อยออกมาเมื่อมีความต้องการ ทำให้พลังงานหมุนเวียนมีความน่าเชื่อถือและคาดการณ์ได้มากขึ้น ของเราการจัดเก็บพลังงานคอนเทนเนอร์โซลูชั่นเหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับโครงการบูรณาการพลังงานทดแทนขนาดใหญ่
3. การโกนสูงสุด: ลูกค้าอุตสาหกรรมและพาณิชยกรรมสามารถใช้ BESS เพื่อลดค่าไฟฟ้าได้โดยการคายประจุแบตเตอรี่ในช่วงที่มีความต้องการใช้ไฟฟ้าสูงสุดเมื่อราคาไฟฟ้าสูง และชาร์จในช่วงนอกช่วงปกติเมื่อราคาต่ำ
4. พลังสำรอง: BESS สามารถจ่ายไฟฟ้าสำรองในกรณีที่ไฟฟ้าดับ สำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกที่สำคัญ เช่น โรงพยาบาล ศูนย์ข้อมูล และสถานีโทรคมนาคม BESS ที่เชื่อถือได้สามารถรับประกันการทำงานอย่างต่อเนื่องในระหว่างที่ไฟฟ้าขัดข้อง ของเราแบตเตอรี่จัดเก็บแบบแร็คเมาท์เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการใช้งานด้านพลังงานสำรอง

บทสรุป

โดยสรุป ระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่เป็นเทคโนโลยีที่ซับซ้อนแต่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งมีบทบาทสำคัญในโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานสมัยใหม่ เมื่อเข้าใจหลักการทำงานของมันแล้ว เราก็จะเข้าใจถึงคุณประโยชน์และการใช้งานที่เป็นไปได้ของมันได้ดียิ่งขึ้น ในฐานะซัพพลายเออร์ชั้นนำของระบบกักเก็บพลังงานแบตเตอรี่ เรามุ่งมั่นที่จะมอบโซลูชันคุณภาพสูง เชื่อถือได้ และคุ้มค่า เพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลายของลูกค้าของเรา

หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ของเรา หรือต้องการหารือเกี่ยวกับการจัดซื้อจัดจ้างที่อาจเกิดขึ้น โปรดติดต่อเรา เราหวังว่าจะมีโอกาสได้ร่วมงานกับคุณและมีส่วนร่วมในอนาคตด้านพลังงานที่ยั่งยืนและเชื่อถือได้มากขึ้น

อ้างอิง

• เคมป์ตัน ดับเบิลยู. และโทมิช เจ. (2005) พื้นฐานกำลังไฟฟ้าจากยานพาหนะสู่โครงข่าย: การคำนวณกำลังการผลิตและรายได้สุทธิ วารสารแหล่งพลังงาน, 144(1), 268 - 279.
• ลุนด์ เอช. และมาธีเซน บีวี (2009) การวิเคราะห์ระบบพลังงานของระบบพลังงานหมุนเวียน 100% - กรณีของเดนมาร์กในปี 2030 พลังงาน 34(5) 524 - 531
• Lu, L., Han, X., Li, J., Hua, J. และ Ouyang, M. (2013) การทบทวนประเด็นสำคัญในการจัดการแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในยานพาหนะไฟฟ้า วารสารแหล่งพลังงาน, 226, 272 - 288.