一般に BESS として知られるバッテリー エネルギー貯蔵システムは、充電式バッテリーのバンクを使用して、後で使用できるように送電網や再生可能エネルギー源からの余剰電力を貯蔵します。再生可能エネルギーとスマートグリッド技術が進歩するにつれて、BESSシステムは電力供給を安定させ、グリーンエネルギーの価値を最大化する上でますます重要な役割を果たしています。では、これらのシステムは正確にどのように機能するのでしょうか?
ステップ 1: バッテリーバンク
BESS の基盤はエネルギー貯蔵媒体であるバッテリーです。複数のバッテリー モジュールまたは「セル」が配線されて、必要な記憶容量を提供する「バッテリー バンク」を形成します。最も一般的に使用されるセルは、出力密度が高く、寿命が長く、急速充電能力があるため、リチウムイオンです。鉛蓄電池やフロー電池などの他の化学物質も一部の用途で使用されています。
ステップ 2: 電力変換システム
バッテリー バンクは、電力変換システムまたは PCS を介して電力網に接続します。PCS は、バッテリーとグリッド間の両方向への電力の流れを可能にするインバーター、コンバーター、フィルターなどのパワー エレクトロニクス コンポーネントで構成されています。インバーターはバッテリーからの直流 (DC) をグリッドが使用する交流 (AC) に変換し、コンバーターはその逆を行ってバッテリーを充電します。
ステップ 3: バッテリー管理システム
バッテリー管理システム (BMS) は、バッテリー バンク内の個々のバッテリー セルを監視および制御します。BMS はセルのバランスをとり、充電および放電中の電圧と電流を調整し、過充電、過電流、または深放電による損傷から保護します。電圧、電流、温度などの主要なパラメータを監視して、バッテリーの性能と寿命を最適化します。
ステップ 4: 冷却システム
冷却システムは、動作中にバッテリーから余分な熱を除去します。これは、セルを最適な温度範囲内に維持し、サイクル寿命を最大化するために重要です。使用される最も一般的な冷却方法は、液冷 (バッテリーに接触するプレートに冷却液を循環させる) と空冷 (ファンを使用してバッテリーの筐体に空気を送り込む) です。
ステップ5: 操作
電力需要が低い期間、または再生可能エネルギーの生産量が多い期間には、BESS は電力変換システムを介して余剰電力を吸収し、バッテリー バンクに蓄えます。需要が高い場合、または再生可能エネルギーが利用できない場合、蓄えられたエネルギーはインバーターを通じて送電網に放出されます。これにより、BESS は断続的な再生可能エネルギーを「タイムシフト」し、グリッドの周波数と電圧を安定させ、停電時にバックアップ電力を提供することができます。
バッテリー管理システムは各セルの充電状態を監視し、充電と放電の速度を制御してバッテリーの過充電、過熱、過放電を防止し、バッテリーの使用寿命を延ばします。また、冷却システムはバッテリー全体の温度を安全な動作範囲内に保つように機能します。
要約すると、バッテリーエネルギー貯蔵システムは、バッテリー、パワーエレクトロニクスコンポーネント、インテリジェント制御、熱管理を統合的に活用し、余剰電力を貯蔵し、オンデマンドで電力を放電します。これにより、BESS テクノロジーは再生可能エネルギー源の価値を最大化し、送電網をより効率的かつ持続可能なものにし、低炭素エネルギーの未来への移行をサポートすることができます。
太陽光や風力などの再生可能エネルギー源の台頭により、大規模蓄電池エネルギー貯蔵システム（BESS）は送電網の安定化においてますます重要な役割を果たしています。バッテリーエネルギー貯蔵システムは、充電式バッテリーを使用してグリッドまたは再生可能エネルギーからの余剰電力を貯蔵し、必要なときにその電力を供給します。BESS テクノロジーは、断続的な再生可能エネルギーの利用を最大限に高め、グリッド全体の信頼性、効率、持続可能性を向上させます。
BESS は通常、複数のコンポーネントで構成されます。
1) 必要なエネルギー貯蔵容量を提供するために、複数のバッテリー モジュールまたはセルで構成されるバッテリー バンク。リチウムイオン電池は、電力密度が高く、寿命が長く、急速充電機能があるため、最も一般的に使用されています。鉛酸電池やフロー電池などの他の化学物質も使用されます。
2) バッテリーバンクを電力網に接続する電力変換システム (PCS)。PCS は、バッテリーとグリッド間の双方向の電力の流れを可能にするインバーター、コンバーター、およびその他の制御機器で構成されます。
3) 個々のバッテリーセルの状態と性能を監視および制御するバッテリー管理システム (BMS)。BMS はセルのバランスをとり、過充電や深放電による損傷を防ぎ、電圧、電流、温度などのパラメータを監視します。
4) バッテリーから余分な熱を取り除く冷却システム。液体または空気ベースの冷却を使用して、バッテリーを最適な動作温度範囲内に保ち、寿命を最大化します。
5) バッテリーシステム全体を保護および固定するハウジングまたはコンテナ。屋外のバッテリーエンクロージャは耐候性があり、極端な温度に耐えることができる必要があります。
BESS の主な機能は次のとおりです。
• 需要が低い期間にグリッドから余剰電力を吸収し、需要が高いときに放出します。これにより、電圧と周波数の変動が安定します。
• 変動的かつ断続的な出力を持つ太陽光発電や風力発電所などの再生可能エネルギーを貯蔵し、太陽が輝いていないときや風が吹いていないときに貯蔵した電力を供給します。これにより、再生可能エネルギーが最も必要なときに供給されます。
• グリッド障害または停電時にバックアップ電力を提供し、アイランドモードまたはグリッドタイドモードで重要なインフラストラクチャの動作を維持します。
• 需要に応じて出力を増減し、周波数調整やその他の送電網サービスを提供することにより、需要応答および付随サービス プログラムに参加します。
結論として、世界中の送電網に占める再生可能エネルギーの割合が増加し続ける中、大規模なバッテリーエネルギー貯蔵システムは、そのクリーンエネルギーを信頼性が高く、24時間利用できるようにする上で不可欠な役割を果たすことになります。BESS テクノロジーは、再生可能エネルギーの価値を最大化し、送電網を安定させ、より持続可能な低炭素エネルギーの未来への移行をサポートします。
投稿時間: 2023 年 7 月 7 日
