Mikä on BESS-järjestelmä?
Akkujen energiavarastointijärjestelmät (BESS) muuttavat sähköverkkoa luotettavien ja tehokkaiden energiavarastointikykyjensä ansiosta. BESS toimii kuin massiivinen akku, ja se koostuu useista akkukennoista (tyypillisesti litiumioniakuista), jotka tunnetaan korkeasta hyötysuhteestaan ja pitkästä käyttöiästään. Nämä kennot on liitetty vaihtosuuntaajiin ja kehittyneeseen ohjausjärjestelmään, jotka yhdessä varmistavat tehokkaan energiavarastoinnin.
BESS-järjestelmien tyypit
BESS-järjestelmät voidaan luokitella niiden sovelluksen ja mittakaavan perusteella:
Teollinen ja kaupallinen varastointi
Teollisuudessa ja kaupallisessa ympäristössä käytettäviä järjestelmiä ovat akkuvarastot, vauhtipyörävarastot ja superkondensaattorivarastot. Tärkeimpiä sovelluksia ovat mm:
- Teollisten ja kaupallisten käyttäjien oma käyttö: Yritykset voivat asentaa BESS-järjestelmiä varastoimaan uusiutuvista lähteistä, kuten auringosta tai tuulesta, tuotettua energiaa. Varastoitua energiaa voidaan käyttää tarvittaessa, mikä vähentää riippuvuutta sähköverkosta ja alentaa sähkökustannuksia.
- Mikroverkot: BESS-järjestelmät ovat ratkaisevan tärkeitä mikroverkoissa, sillä ne tarjoavat varavoimaa, tasoittavat verkon vaihteluita ja parantavat vakautta ja luotettavuutta.
- Kysyntäjousto: BESS-järjestelmät voivat osallistua kysyntäjousto-ohjelmiin lataamalla edullisina aikoina ja purkamalla huippukustannusten aikana, mikä auttaa tasapainottamaan verkon tarjontaa ja kysyntää ja vähentää huippukustannusten säästökustannuksia.
Verkon mittakaavan varastointi
Näitä laajamittaisia järjestelmiä käytetään verkkosovelluksissa huippupäästöjen vähentämiseen ja verkon turvallisuuden parantamiseen, ja ne tarjoavat huomattavaa energiavarastointikapasiteettia ja tehoa.
BESS-järjestelmän tärkeimmät osat
- Akku: BESS:n ydin, joka vastaa sähkökemiallisesta energian varastoinnista. Litium-ioniakkuja suositaan seuraavista syistä:
- Suuri energiatiheys: Ne varastoivat enemmän energiaa paino- tai tilavuusyksikköä kohti kuin muut tyypit.
- Pitkä käyttöikä: Kestää tuhansia lataus- ja purkaussyklejä kapasiteetin häviämisen ollessa vähäistä.
- Syväpurkauskyky: Ne voivat purkautua syvästi vahingoittamatta akkukennoja.
- Invertteri: Muuntaa akuista saatavan tasavirran vaihtovirraksi, jota voidaan käyttää kodeissa ja yrityksissä. Tämän ansiosta BESS voi:
- Syöttää tarvittaessa vaihtovirtaa verkkoon.
- Lataus verkosta alhaisen sähkön hinnan aikana.
- Ohjausjärjestelmä: BESSin älykäs komentaja, joka valvoo ja hallinnoi jatkuvasti järjestelmän toimintaa varmistaakseen:
- Akun optimaalinen kunto ja suorituskyky: Pidentää akun käyttöikää ja tehokkuutta.
- Tehokas energiavirta: Lataus- ja purkaussyklien optimointi varastoinnin ja käytön maksimoimiseksi.
- Järjestelmän turvallisuus: Suojautuminen sähköriskeiltä ja turvallisen käytön varmistaminen.
Miten BESS-järjestelmä toimii
BESS-järjestelmä toimii yksinkertaisella periaatteella:
- Energian imeytyminen: Matalan kysynnän aikana (esim. yöllä aurinkoenergian osalta) BESS imee ylimääräisen uusiutuvan energian verkosta ja estää hukan.
- Energian varastointi: Absorboitu energia varastoidaan huolellisesti sähkökemiallisesti akkuihin tulevaa käyttöä varten.
- Energian vapautuminen: Huippukysynnän aikana BESS vapauttaa varastoidun energian takaisin verkkoon, mikä takaa jatkuvan ja luotettavan sähkönsaannin.
BESS-järjestelmien edut
BESS-teknologia tarjoaa lukuisia etuja, jotka muuttavat sähköverkkoa merkittävästi:
- Verkon vakauden ja luotettavuuden parantaminen: BESS toimii puskurina, joka lieventää uusiutuvan energian tuotannon vaihteluita ja tasoittaa kysyntähuippuja, mikä johtaa vakaampaan ja luotettavampaan verkkoon.
- Uusiutuvan energian käytön lisääminen: Varastoimalla ylimääräistä aurinko- ja tuulienergiaa BESS maksimoi uusiutuvien resurssien käytön, vähentää riippuvuutta fossiilisista polttoaineista ja edistää puhtaampaa energiayhdistelmää.
- Fossiilisista polttoaineista riippuvuuden vähentäminen: BESS tarjoaa puhdasta uusiutuvaa energiaa ja auttaa vähentämään kasvihuonekaasupäästöjä, mikä edistää kestävämpää ympäristöä.
- Kustannussäästöt: Strateginen energian varastointi alhaisen kustannustason aikoina voi vähentää kuluttajien ja yritysten kokonaiskustannuksia purkamalla sähköä kysyntähuippujen aikana.
BESS-järjestelmien sovellukset
Tehokkaana energian varastointitekniikkana BESS-järjestelmillä on huomattavia mahdollisuuksia eri aloilla. Niiden toimintamallit mukautuvat eri skenaarioihin perustuviin erityistarpeisiin. Seuraavassa tarkastellaan perusteellisesti BESS-sovelluksia tyypillisissä ympäristöissä:
1. Teollisten ja kaupallisten käyttäjien oma käyttö: Energiansäästöt ja energiariippumattomuuden lisääminen
Yrityksille, joilla on aurinko- tai tuulivoimajärjestelmiä, BESS voi auttaa maksimoimaan uusiutuvan energian käytön ja saavuttamaan kustannussäästöjä.
- Toimintamalli:
- Päiväsaikaan: Aurinko- tai tuulivoima toimittaa pääasiassa kuorman. Ylimääräinen energia muunnetaan vaihtovirraksi inverttereiden avulla ja varastoidaan BESS-varastoon tai syötetään verkkoon.
- Yöllä: Kun aurinko- tai tuulivoima on vähentynyt, BESS tuottaa varastoitua energiaa, ja verkko toimii toissijaisena energialähteenä.
- Edut:
- Vähentynyt riippuvuus sähköverkosta ja alhaisemmat sähkökustannukset.
- Uusiutuvien energialähteiden käytön lisääminen ja ympäristön kestävyyden tukeminen.
- Energiariippumattomuuden ja joustavuuden parantaminen.
2. Mikroverkot: Luotettava sähkönjakelu ja elintärkeiden infrastruktuurien suojaaminen.
Mikroverkoissa BESS-järjestelmillä on ratkaiseva rooli, sillä ne tarjoavat varavoimaa, tasoittavat verkon vaihteluita ja parantavat vakautta ja luotettavuutta erityisesti syrjäisillä tai katkosalttiilla alueilla.
- Toimintamalli:
- Normaali toiminta: Hajautetut generaattorit (esim. aurinko, tuuli, diesel) syöttävät mikroverkkoa, ja ylimääräinen energia varastoidaan BESS:iin.
- Verkon vikaantuminen: BESS vapauttaa nopeasti varastoitua energiaa varavoiman tuottamiseksi, mikä varmistaa kriittisen infrastruktuurin toiminnan.
- Huippukuormitus: BESS tukee hajautettuja generaattoreita, tasoittaa verkon vaihteluita ja varmistaa vakauden.
- Edut:
- Parannetaan mikroverkon vakautta ja luotettavuutta, mikä varmistaa kriittisen infrastruktuurin toiminnan.
- Vähennetään riippuvuutta sähköverkosta ja lisätään energiaomavaraisuutta.
- Optimoitu hajautetun generaattorin hyötysuhde, mikä alentaa käyttökustannuksia.
3. Asuntosovellukset: Energia ja älykäs asuminen
Kotitalouksissa, joissa on aurinkopaneeleita katolla, BESS auttaa maksimoimaan aurinkoenergian käytön ja tarjoaa puhdasta energiaa ja älykkään energiakokemuksen.
- Toimintamalli:
- Päiväsaikaan: Aurinkopaneelit syöttävät kotitalouksien kuormia, ja ylimääräinen energia varastoidaan BESS:iin.
- Yöllä: BESS toimittaa varastoitua aurinkoenergiaa, jota täydennetään tarvittaessa verkosta.
- Smart Control: BESS integroituu älykkäiden kotijärjestelmien kanssa ja säätää lataus- ja purkausstrategioita käyttäjän kysynnän ja sähkön hinnan perusteella optimaalista energianhallintaa varten.
- Edut:
- Vähentynyt riippuvuus sähköverkosta ja alhaisemmat sähkökustannukset.
- Puhtaan energian hyödyntäminen, ympäristönsuojelun tukeminen.
- Parempi älykäs energiakokemus, joka parantaa elämänlaatua.
Päätelmä
BESS-järjestelmät ovat keskeinen teknologia puhtaamman, älykkäämmän ja kestävämmän energiajärjestelmän luomisessa. Teknologian kehittyessä ja kustannusten laskiessa BESS-järjestelmillä on yhä tärkeämpi rooli ihmiskunnan valoisamman tulevaisuuden luomisessa.
