A sistem za skladištenje energije baterije(BESS) je relativno složena integrisana energetska jedinica konstruisana integracijom baterija za skladištenje energije, uređaja za pretvaranje energije, lokalnih regulatora, 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 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 dispečerstvu 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, razmatranje sistema za skladištenje energije kao "energetskog zakrpa" ili "fleksibilne nadogradnje" postojećeg elektroenergetskog sistema je sasvim 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 visoke 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 provesti električno projektovanje sistema za skladištenje energije kako bi se osigurala električna sigurnost, hijerarhijska zaštita i mrežno-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 životne sredine i opreme za sigurnost i 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, minimiziranje-operacija na licu mjesta ili čestog pomicanja baterijskih paketa i izbjegavanje neodgovarajućih instalacijskih platformi ili metoda uzemljenja koje bi mogle 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.