A sistem za skladištenje energije baterije(BESS) je relativno složena integrisana energetska jedinica konstruisana integracijom baterija za skladištenje energije, uređaja za pretvaranje energije, lokalnih kontrolera, sistema za distribuciju električne energije, temperaturnih i protivpožarnih sistema i druge prateće opreme prema specifičnim zahtevima primene. Njegove osnovne karakteristike uključuju:
- 1) Interni uređaji unutar BESS-a (Battery Energy Storage System) imaju jasno definirane uloge i međusobno su povezani, radeći zajedno na postizanju kontrole energije, snage i napona na BESS mrežnoj tački ili izlaznom portu, pod pretpostavkom sigurnosti, efikasnosti i dugog vijeka trajanja.
- 2) Sigurnost i vijek trajanja baterija za pohranu energije u BESS-u u velikoj mjeri određuju sigurnost i vijek trajanja cijelog sistema, a oni imaju stroge tehničke zahtjeve u pogledu radnog okruženja, što ih čini ključnim aspektom koji se mora uzeti u obzir prilikom projektovanja internog sistema.
- 3) Uređaj za konverziju energije u BESS-u (Battery Energy Storage System) je kritičan čvor za razmjenu energije cijelog sistema za skladištenje energije sa vanjskom mrežom. Njegove performanse direktno odražavaju način rada BESS-a, tačnost kontrole, brzinu odziva i -prijateljstvo prema mreži, a također utiču na najintuitivnije korisničko iskustvo korisnika sistema za pohranu energije u kratkom vremenskom periodu.
Baterije za skladištenje energije
- 4) Baterije za pohranu energije, uređaji za pretvaranje energije i oprema kao što su klima uređaji i sistemi za zaštitu od požara imaju svoje nezavisne kontrolere za postizanje samostalnog-upravljanja, alarmiranja ili zaštite. Međutim, implementacijom sistemskih funkcija, povezivanjem i koordinacijom između opreme, pokretanjem-operacijama zaštite od kvarova, eksternom komunikacijom i efikasnim prijenosom informacija upravlja lokalni kontrolor, omogućavajući sistemu za pohranu energije da učestvuje u dispečeru mreže ili da postigne ciljeve projektne aplikacije u cjelini.
- 5) Sistem za skladištenje energije, koji djeluje kao objedinjena eksterna i autonomna interna jedinica za izvršenje energije, prima komande za raspoređivanje od gornjeg-sistema za upravljanje energijom i izvršava instrukcije za kontrolu napajanja ili načina rada. Stoga bi trebao posjedovati bogate eksterne komunikacione interfejse i fleksibilne, različite načine rada. Kroz funkcije kao što su-prijenos energije na zahtjev, brzo povećanje snage i kontrola stabilizacije napona, poboljšava ukupne operativne performanse proizvodnje električne energije, energetskih mreža i aplikacija opterećenja, pokazujući na taj način svoju vrijednost.
- 6) Kontrola i upravljanje su ključni da bi sistem skladištenja energije ostvario svoju vrijednost, a to u velikoj mjeri zavisi od razumijevanja sistem integratora o postojećim sistemima, kontrolama i trendovima razvoja u oblasti primjene. Iz ove perspektive, smatrati sistem skladištenja energije kao "energetsku zakrpu" ili "fleksibilnu nadogradnju" postojećeg elektroenergetskog sistema sasvim je razumno.
Ograničeno kapacitetom same baterije
Ograničeni kapacitetom same baterije i nivoom razvoja energetskih elektronskih uređaja za konverziju, BESS (Battery Energy Storage Systems) oduvijek su se suočavali s kontradikcijom između sigurnosti i efikasnosti s jedne strane i velike gustine energije i raznolikih, složenih funkcija s druge strane. Naročito s njihovom velikom-primjenom u proizvodnji obnovljive energije i primjenama sa strane mreže{2}}ukupni kapacitet i nivo napona sistema za pohranu energije kontinuirano se povećavaju, komunikacijska arhitektura postaje sve opsežnija, a elektromagnetno okruženje postaje složenije. Ovi faktori predstavljaju ozbiljne izazove za sisteme skladištenja energije i njihove tehnologije integracije.
- 1) Kako sveobuhvatno savladati relevantnu teoriju i tehnologiju primene u industriji, i konfigurisati efikasan i razuman kapacitet i snagu sistema za skladištenje energije; kako usvojiti ciljane kontrolne šeme kako bi se postigla besprijekorna integracija sa postojećim sistemima uz ispunjavanje općih ciljeva projektne aplikacije.
- 2) Kako odrediti specifične tehničke parametre, funkcionalne zahtjeve i pokazatelje performansi sistema za skladištenje energije na osnovu tehničkih karakteristika aplikacije projekta, te u skladu s tim odabrati ključnu internu opremu sistema za skladištenje energije, kao što su PCS i baterije.
- 3) Kako izvesti električni dizajn sistema za skladištenje energije kako bi se osigurala električna sigurnost, hijerarhijska zaštita i mrežno{1}}prijateljstvo interne opreme, s obzirom na povećanje kapaciteta i nivoa napona sistema za skladištenje energije.
- 4) Kako odabrati i izračunati parametre i raspored instalacije opreme za unutrašnju kontrolu okoliša i sigurnosne opreme i opreme za zaštitu od požara za sisteme za skladištenje energije, fokusirajući se na vijek trajanja baterije i sigurnost, kako bi se postigla ujednačena distribucija temperature i rasipanje topline za baterije velikog-kapaciteta, velike-energetske-gustine uz minimiziranje površine zemljišta.
- 5) Kako zajednički upravljati raznolikom opremom unutar sistema za skladištenje energije kako bi se u potpunosti iskoristile funkcije i performanse svakog uređaja i osigurali zahtjevi za skladištenje energije. Ovo uključuje optimizaciju ukupnih performansi sistema i izbjegavanje degradacije performansi zbog nerazumnih metoda integracije; i kako postići zajedničku zaštitu u uvjetima kvara kako bi se spriječio eskalacija ili širenje jednog kvara na opremi, s posebnom pažnjom na vezu i izolaciju između električne opreme i baterijske opreme kako bi se izbjegli problemi kao što su stvaranje luka, lokalizirana akumulacija topline i oštećenje ili eksplozija električnih komponenti koje bi mogle ugroziti sigurnost baterije.
Kako izgraditi internu i eksternu komunikacijsku arhitekturu
- 6) Kako izgraditi internu i eksternu komunikacijsku arhitekturu i modele podataka za sisteme za pohranu energije primjenjive na različite scenarije primjene, omogućavajući standardizirani pristup komunikaciji i razmjenu podataka između internih uređaja, olakšavanje prijema naredbi i prijenosa informacija u cijelom sistemu za pohranu energije na gornji-sistem upravljanja i postizanje odvojene komunikacije brzih kontrolnih komandi i potencijalno velike količine podataka u bateriji, kao što su međusobne količine podataka ili kontrola podataka u ćelijama kako bi se izbjegla međusobna kontrola podataka.
- 7) Kako izgraditi veće-projekte za skladištenje energije ili elektrane paralelnim povezivanjem modularnih sistema za skladištenje energije i kako eliminisati individualne razlike u performansama između sistema za skladištenje energije kroz upravljanje i kontrolu na nivou stanice, izbjegavajući unakrsnu-spojivost i međusobnu smetnju između sistema za skladištenje energije tokom brzog planiranja i prolaznih prijelaza energije, osiguravajući sveukupnu kontrolu toka električne energije u okviru elektrane brza razmjena informacija i izvršenje komandi sa sistemom kontrole višeg{4}}nivoa.
- 8) Kako dovršiti integraciju, instalaciju i puštanje u rad interne opreme u sistemu za pohranu energije na osnovu postojećih standarda za električnu, protivpožarnu zaštitu i BESS (Battery Energy Storage System) inženjerskih standarda, minimizirajući rad na licu mjesta ili često pomicanje baterija, te izbjegavajući neprikladne instalacijske platforme ili metode uzemljenja koji bi mogli dovesti do smanjenja nivoa zaštite ili uvođenja faktora zaštite u sistem za pohranu energije.
- 9) Kako primijeniti napredne tehnologije kao što su umjetna inteligencija i blockchain na sisteme za pohranu energije kako bi se poboljšalo njihovo inteligentno upravljanje, predviđanje životnog vijeka, rano upozorenje o kvarovima i dijagnostičke sposobnosti, čime se efektivno poboljšava razumijevanje korisnika o trenutnim i budućim performansama i operativnim očekivanjima sistema za skladištenje energije, i pružajući ključnu ulogu u realizaciji hardverskih tehnologija kao što su napredne tehnologije upravljanja energijom i napredne tehnologije mreže i virtuelne elektrane.
Zbog inherentne složenosti sistema za skladištenje energije, specijalizovane prirode eksternih aplikacija i visokih zahteva za sigurnost opreme, tehnologija integracije sistema za skladištenje energije postala je specifičan metod implementacije i neophodan tehnološki most koji povezuje osnovnu opremu (baterije, PCS, itd.) sa poljima primene.