สถาปัตยกรรมและหลักการทำงานของระบบจัดเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (BESS)

ด้วยการพัฒนาพลังงานที่เกิดใหม่และการก้าวหน้าอย่างรวดเร็วของการเปลี่ยนแปลงพลังงานทั่วโลกระบบเก็บพลังงานจากแบตเตอรี่ (BESS) มีบทบาทที่สําคัญมากขึ้นในระบบพลังงานที่ทันสมัยโดยใช้เทคโนโลยีแบตเตอรี่ลิตியம்ไอออนที่ทันสมัย BESS จะเก็บพลังงานไฟฟ้าในแบตเตอรี่และจําหน่ายตามความต้องการเมื่อจําเป็น โดยช่วยรักษาการทํางานของเครือไฟฟ้าที่มั่นคงในขณะเดียวกัน, มันสามารถบูรณาการกับอุปกรณ์การผลิตพลังงานจากพลังงานที่เกิดใหม่ เพื่อให้เกิดการจัดการพลังงานที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นบทความนี้จะนําเสนอรายละเอียดเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมพื้นฐานของระบบเก็บพลังงานแบตเตอรี่และหลักการทํางานขององค์ประกอบหลักของมัน.

โครงสร้างและการไหลของพลังงานของระบบ BESS แสดงอยู่ในรูปด้านล่าง

BESS ประกอบด้วยองค์ประกอบหลักต่อไปนี้

1แบตเตอรี่แพ็ค

แบตเตอรี่ประกอบด้วยเซลล์หลายเซลล์ที่เชื่อมต่อกันเป็นชุดและปานกลาง (ที่มีช่วงความกระชับของเซลล์ 2.5V ถึง 3.65 V) ซึ่งรับผิดชอบในการเก็บและปล่อยพลังงานไฟฟ้าเพื่อเพิ่มความกระตุ้นของแบตเตอรี่, แบตเตอรี่ แพคเกจเชื่อมต่อกันเป็นชุดเพื่อสร้างแบตเตอรี่เรคหรือแบตเตอรี่คลาสเตอร์ (ที่มีความกระตุ้นสูงสุด 1500VDC)ราคแบตเตอรี่/คลาสเตอร์เชื่อมต่อในแนวขนานเพื่อสร้างถังแบตเตอรี่ (มักมีขนาด 20 ฟุต)ขนาดประมาณ 5 MWh)

ประเภทของเซลล์ประกอบด้วยแบตเตอรี่ลิตியம்ไอออน, แบตเตอรี่กรด鉛 และประเภทอื่น ๆ และแบตเตอรี่ที่มีผลประกอบการที่แตกต่างกันโดยทั่วไปถูกเลือกตามกรณีการใช้งานเฉพาะเจาะจงโดยการไหลของพลังงานจากแผ่นไฟฟ้าไฟฟ้าไปยังแบตเตอรี่, ความจุและเครือไฟฟ้า

2ระบบจัดการแบตเตอรี่ (BMS)

BMS (ระบบบริหารแบตเตอรี่) เป็นระบบหลักที่ออกแบบมาเพื่อติดตามและบริหารแบตเตอรี่ที่มีฟังก์ชันสําคัญมากมาย โดยการติดตามปริมาตรของแบตเตอรี่ในเวลาจริงปัจจุบันและอุณหภูมิ, BMS ทําให้แบตเตอรี่ทํางานภายในขอบเขตที่ปลอดภัย และป้องกันความเสี่ยงอย่างมีประสิทธิภาพ เช่น การชาร์จเกิน, การปล่อยเกิน, การตัดสั้นและการอุ่นเกินมันใช้กลยุทธ์การชาร์จ-การชาร์จที่ฉลาด และเทคโนโลยีการจัดการความสมดุลเพื่อปรับปรุงผลงานของแบตเตอรี่และขยายอายุการใช้งานมันยังนําเทคโนโลยีการสมดุลแบบปาสิฟหรือแอคทีฟมาใช้ เพื่อกําจัด "ผลลัพธ์ของถัง" ที่เกิดจากระดับพลังงานที่ไม่สอดคล้องกันระหว่างเซลล์แบตเตอรี่แต่ละตัวBMS สามารถประเมินภาวะการชาร์จ (SOC) และภาวะสุขภาพ (SOH) ของแบตเตอรี่ได้, ส่งการสนับสนุนที่แม่นยําสําหรับการทํางานที่ปลอดภัยและการปรับปรุงผลงานของแบตเตอรี่รูปแผนภูมิของระบบ BMS ที่แสดงลงข้างล่างแสดงให้เห็นในแบบอินทิวไตช์ถึงฟังก์ชันและองค์ประกอบทั่วไปของมันสําหรับรายละเอียดเพิ่มเติม กรุณาดูทางการแก้ไข BMS ที่สามารถวางตัวกันได้บนเว็บไซต์อย่างเป็นทางการของ Infineon

3ระบบแปลงพลังงาน (PCS)

PCS ทําหน้าที่เป็นอุปกรณ์ระหว่างระหว่างส่วนประกอบในการเก็บพลังงาน (เช่น แบตเตอรี่ DC ใหญ่) และเครือไฟฟ้า ACการดําเนินงานในการแปลงพลังงานไฟฟ้าในสองทิศทาง โดยมีหลักการการทํางานที่ครอบคลุมรูปแบบการชาร์จและการปล่อย.

ในโหมดการชาร์จ PCS เปลี่ยนกระแสไฟฟ้าจากเครือไฟฟ้าเป็นกระแสไฟฟ้าแบบตรง และเก็บพลังงานไฟฟ้าในแบตเตอรี่ใช้เครื่องแปลง DC/DC เพื่อปรับกระแสไฟตรงให้กับความแรงกดและกระแสที่เหมาะสําหรับการชาร์จแบตเตอรี่เพื่อให้เกิดการชาร์จแบตเตอรี่ที่ประสิทธิภาพ

ในโหมดการปล่อยไฟฟ้า PCS เปลี่ยนแปลงกระแสไฟฟ้าแบบตรงจากแบตเตอรี่เป็นกระแสไฟฟ้าแบบสลับ เพื่อให้พลังงานให้กับภาระไฟฟ้าหรือให้ไฟฟ้าเข้าไปในเครือไฟฟ้าเครื่องแปลง DC/DC จะปรับเปลี่ยนกระแสไฟฟ้าแบบตรงจากแบตเตอรี่ ให้เป็นความกระชับและกระแสไฟฟ้าที่ตรงกับความต้องการในการทํางานของเครื่องเปลี่ยนไฟฟ้า, หลังจากนั้นเครื่องปรับอัตราต่อเนื่อง DC/AC จะแปลงกระแสไฟฟ้าแบบปรับอัตราต่อเนื่องเป็นกระแสไฟฟ้าแบบแลกเปลี่ยนและประเภทสถานีเก็บพลังงานขนาดใหญ่ใช้อากาศในครัวเรือน, บริษัท และระบบเก็บพลังงานขนาดใหญ่ จึงกลายเป็นองค์ประกอบหลักที่จําเป็นของระบบพลังงานที่ทันสมัยรูปภาพด้านล่างแสดงแผนภูมิของระบบ PCSสําหรับรายละเอียดเพิ่มเติม กรุณาดูการนําเสนอระบบแปลงพลังงาน (PCS) บนเว็บไซต์อย่างเป็นทางการของ Infineon

4ระบบจัดการพลังงาน (EMS)

ระบบบริหารพลังงาน (EMS) เป็นระบบที่ฉลาดที่ออกแบบมาเพื่อติดตาม ควบคุมและปรับปรุงการไหลเวียนและการบริโภคพลังงานของระบบพลังงานEMS รวบรวมข้อมูลในเวลาจริง รวมถึงสถานะการชาร์จและปล่อยแบตเตอรี่, อุณหภูมิ, โวลเตจและกระแสผ่านเซ็นเซอร์. มันใช้เทคโนโลยีการวิเคราะห์ข้อมูลเพื่อติดตามการทํางานของระบบ, ระบุปัญหาที่เป็นไปได้และปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน.EMS สามารถส่งอุปกรณ์เก็บพลังงานได้อย่างฉลาด ตามความต้องการพลังงาน, ราคาไฟฟ้า, ความจืดของเครือข่ายและเงื่อนไขอื่น ๆ เพื่อบรรลุการบริโภคพลังงานที่มีประสิทธิภาพซึ่งสามารถเตือนในทันเวลาของความผิดปกติ เช่น การชาร์จแบตเตอรี่เกินและการชาร์จ, และรองรับการควบคุมทางไกลและการป้องกันการเชื่อมโยง เพื่อให้ระบบทํางานอย่างปลอดภัยพลาตฟอร์มการติดตาม EMS สามารถใช้สถาปัตยกรรม C/S (Client/Server) หรือ B/S (Browser/Server)ภาพด้านล่างแสดงแผนภูมิของระบบ EMS ของโรงไฟฟ้าที่เก็บพลังงานและแพลตฟอร์มการติดตามของระบบ EMS ที่เก็บพลังงานนําเสนอโครงสร้างระบบทั่วไป และรูปแบบรายละเอียดของกระแสพลังงานและการจัดการ.

5ระบบช่วย

ระบบช่วยของระบบเก็บพลังงานเป็นกุญแจในการรับประกันการทํางานที่ปลอดภัยและมั่นคงของระบบ ซึ่งประกอบด้วยส่วนประกอบต่อไปนี้ระบบควบคุมอุณหภูมิควบคุมอุณหภูมิแบตเตอรี่ได้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านการทําความเย็นด้วยอากาศหรือทําความเย็นด้วยของเหลว เพื่อป้องกันการอุ่นเกินหรือทําความเย็นต่ําจากการส่งผลกระทบต่อผลงานและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ระบบป้องกันไฟมีอุปกรณ์ตรวจจับไฟและอุปกรณ์ดับไฟอัตโนมัติ (เช่น heptafluoropropane,เครื่องดับเพลิงก๊าซและผงแห้ง) เพื่อตอบสนองอย่างรวดเร็วกับความเสี่ยงจากไฟและรับประกันความปลอดภัยในการใช้งาน. ตู้กระจายพลังงานดําเนินการกระจายพลังงานและหน้าที่ป้องกันวงจรเพื่อหลีกเลี่ยงความเสียหายของอุปกรณ์ที่เกิดจากความผิดพลาดกองเก็บพลังงานรวมเก็บพลังงานไฟฟ้าจากโมดูลแบตเตอรี่และส่งมันไปยังอุปกรณ์แปลงพลังงาน, ขณะที่ให้การติดตามในเวลาจริงและการป้องกันความปลอดภัยการทํางานที่ปลอดภัยและมั่นคงของระบบเก็บพลังงาน ภายใต้สภาพต่าง ๆ.

ระบบเก็บพลังงานแบตเตอรี่ (BESS) ทําให้เกิดการเก็บพลังงานที่ประสิทธิภาพ การกําหนดเวลาที่ฉลาด และการจัดการพลังงานที่ปลอดภัยEMS และระบบช่วยขณะที่สนับสนุนการดําเนินงานที่มั่นคงของเครือไฟฟ้า BESS มีการบูรณาการอย่างลึกซึ้งกับพลังงานที่สามารถปรับปรุงได้การสนับสนุนอย่างมั่นคงในการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานและส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงพลังงานทั่วโลกและยังคงมีบทบาทสําคัญในระบบพลังงานในอนาคต