O que é um sistema de armazenamento de energia de bateria?

A Sistema de armazenamento de energia de bateria (BESS)é um tipo especializado deSistema de Armazenamento de Energia (ESS). Ele funciona combinando várias baterias recarregáveis ​​para armazenar energia solar, eólica ou elétrica, que pode então ser liberada quando necessário. Essencialmente, ele funciona como um carregador de telefone portátil, exceto pelo fato de que sua fonte de alimentação não é para dispositivos móveis, mas para residências inteiras, lojas ou mesmo fábricas.

Seja usado comoSistema solar residencial de 20kWou em um projeto de grande{0}escala de rede, um BESS desempenha um papel ativo na integração de energia renovável na rede e na redução de picos e preenchimento de vales.

Um sistema completo de armazenamento de energia de bateria não consiste apenas em baterias; também inclui vários outros componentes essenciais. Esses componentes principais são:

• Módulos de bateria LFP, que são as partes que realmente armazenam energia.
• PCS (sistema de conversão de energia), que converte eletricidade entre CC e CA, permitindo que a eletricidade solar, eólica ou armazenada seja usada normalmente pela rede ou pelas residências.
• Sistema de gerenciamento de bateria, que protege as baterias contra sobrecarga,-descarga excessiva, superaquecimento e outros possíveis problemas.
• Sistema de gestão de energia, que determina quando carregar e quando descarregar, ajudando os usuários a fazer um uso mais eficiente da energia.

Os sistemas de armazenamento de energia da bateria podem variar muito em tamanho.

• Sistemas pequenos podem armazenar apenas alguns quilowatts{0}}horas, adequados para uso doméstico ou doméstico.
• Grandes sistemas podem armazenar centenas de milhares de quilowatts-horas, fornecendo armazenamento de energia-em escala de rede para regiões inteiras.

Esta versatilidade torna-os adequados para uma ampla gama de aplicações, seja em residências, áreas comerciais ou zonas industriais.

O maior valor de umBESSconsiste em armazenar eletricidade quando a oferta excede a demanda e liberá-la quando a demanda é alta. Isto não só melhora a eficiência do uso de energia, mas também garante que a rede elétrica continue a funcionar sem problemas durante períodos de pico ou eventos inesperados, evitando faltas de energia regionais ou apagões generalizados.

como funciona um sistema de armazenamento de energia de bateria?

Um sistema de armazenamento de energia de bateria é como um super banco de energia gigante. Ele pode capturar eletricidade da rede ou de fontes renováveis, como solar e eólica, armazená-la e liberá-la quando for necessária energia.

1. Três etapas principais

• Carregamento (armazenamento de energia):Quando a eletricidade é abundante ou barata, como durante o dia ensolarado ou à noite, fora do horário de pico, o sistema absorve eletricidade e a armazena como energia química nas células da bateria.
• Gestão (Monitoramento):O sistema tem um “cérebro” chamadoSistema de gerenciamento de bateria(BMS), que monitora constantemente o status da bateria para evitar superaquecimento ou sobrecarga/descarga.
• Descarga (liberação de energia):Quando a eletricidade é escassa, cara ou durante um apagão repentino, a bateria converte a energia química novamente em eletricidade e a entrega às residências, às fábricas ou à rede.

2. Componentes principais

Para completar o processo descrito acima, um sistema de armazenamento de energia de bateria normalmente inclui os seguintes componentes principais:

• Módulos de bateria:O coração do armazenamento de energia, geralmente composto por milhares de células de íons-de lítio.
• Sistema de Conversão de Energia (PCS/Inversor):Um dispositivo crítico. As baterias armazenam eletricidade como corrente contínua (CC), enquanto as luzes e a rede usam corrente alternada (CA). O inversor permite a conversão bidirecional entre CC e CA.
• Sistema de gerenciamento de bateria (BMS):Responsável pela segurança da bateria, monitorando tensão, corrente e temperatura.
• Sistema de Gestão de Energia (EMS):Lida com a tomada de decisões-. Determina quando cobrar, quando vender eletricidade e como otimizar para obter economia de custos ou benefícios ambientais.

Como um BESS ajuda a integrar a energia solar e eólica de maneira eficiente?

O Sistema de Armazenamento de Energia de Bateria (BESS) pode desempenhar um papel de apoio significativo na integração de energia solar e eólica na rede. Se você conectar a energia solar ou eólica diretamente à rede, poderão surgir muitos problemas inesperados, que podem ser bastante difíceis de resolver.

Quais são as duas principais vantagens de um BESS?

• Alta eficiência de conversão de energia: A maior parte da eletricidade de entrada pode ser efetivamente armazenada e liberada pelo BESS, com perda mínima de energia.
• Velocidade de resposta de nível de milissegundos-: um BESS pode responder a mudanças na grade em um tempo extremamente curto (variando de milésimos de segundo a alguns milissegundos). Se a resposta não for rápida o suficiente, poderá causar flutuações de tensão, instabilidade da rede ou até mesmo cortes de energia.

Como um sistema de armazenamento de energia de bateria pode realizar a mudança-de tempo de energia?

A mudança de horário de energia-significa "mover" a eletricidade de um período para outro para uso. Às vezes, a energia gerada pela energia eólica e solar é instável, o que pode resultar em excedente de eletricidade.

Nesses casos, um BESS pode armazenar o excesso de eletricidade gerado pela energia solar ou eólica e liberá-lo quando a eletricidade for insuficiente. Isto ajuda a resolver o desfasamento entre o momento da produção de energia renovável e o pico da procura de electricidade.

Por exemplo, durante a semana, as pessoas trabalham durante o dia, mas o consumo de eletricidade aumenta à noite. Em algumas áreas, isso pode levar a um fornecimento de energia insuficiente. Neste momento, a energia solar armazenada pelo BESS durante o dia pode ser utilizada de forma eficaz.

Como um BESS pode manter a estabilidade da rede durante condições climáticas extremas?

A velocidade do vento e a intensidade da luz solar flutuam com o clima, fazendo com que a geração de energia varie. Se esta eletricidade for alimentada diretamente na rede, pode levar a problemas como instabilidade de tensão.

Um BESS pode suavizar rapidamente esses níveis de potência flutuantes em uma produção de eletricidade relativamente estável e uniforme, garantindo que a energia entregue à rede seja confiável. Isto ajuda a manter a tensão e a frequência normais, evitando quaisquer efeitos adversos nos equipamentos elétricos ou na segurança da rede.

Como um BESS pode fornecer serviços auxiliares, como regulação de frequência e Black Start?

Um BESS permite que a energia eólica e solar se conecte à rede com mais facilidade e segurança por meio de várias funções auxiliares, como black start, adaptação de microrrede e redução rápida de picos.

• Regulação de Frequência: A frequência da rede pode por vezes flutuar devido a desequilíbrios entre a oferta e a procura. Um BESS pode liberar ou absorver eletricidade rapidamente para manter a estabilidade da frequência.
• Black Start: Quando a rede sofre um apagão completo, um BESS pode iniciar de forma independente e fornecer energia inicial à rede, permitindo-lhe retomar gradualmente a operação.

Em outras palavras, um BESS não apenas armazena energia, mas também atua como uma “bateria de emergência”, fornecendo energia durante situações críticas ou flutuações.

Quais são as maneiras pelas quais um BESS pode gerar receitas adicionais?

Um BESS não apenas torna a geração de energia eólica e solar mais estável e reduz o desperdício de eletricidade, mas também pode gerar receita extra por meio de serviços auxiliares e descarga-que mudam de horário.

Reduzindo o desperdício de eletricidade e aumentando a receita de geração

Quando a geração de energia excede repentinamente a demanda ou se torna instável, a rede pode exigir que uma usina reduza ou interrompa temporariamente a produção para garantir segurança e estabilidade. Qualquer eletricidade gerada além do que a rede pode aceitar fica “não utilizada” e é desperdiçada. Um BESS pode armazenar esse excesso de eletricidade e liberá-lo quando necessário, reduzindo o desperdício e aumentando a receita da geração de energia.

Participando do mercado de serviços auxiliares para obter renda extra

Um BESS pode fornecer serviços como regulação de frequência e redução de picos, que oferecem retornos económicos. Por exemplo, de acordo com a tarifação de eletricidade por tempo de-uso-, um BESS pode descarregar durante períodos de pico de preço para obter lucros maiores.

Design Modular para Expansão Escalável

A capacidade do BESS pode ser expandida conforme necessário para corresponder ao tamanho de diferentes usinas de energia solar e eólica, permitindo uma implantação flexível e escalável.

Como o BESS residencial, comercial e industrial pode ser usado para autoconsumo solar-e redução de pico?

Residencial, comercial e industrialSistemas de armazenamento de energia de bateriatodos operam com base na lógica central de armazenar energia e liberá-la sob demanda, adaptando-se ao autoconsumo solar-e à redução de picos. No entanto, as diferenças na procura de electricidade e nos cenários de utilização resultam em abordagens distintas para cada tipo.

Em termos de autoconsumo solar, todos os três tipos armazenam o excedente de eletricidade gerado por painéis solares e turbinas eólicas durante o dia, abordando a intermitência da energia fotovoltaica e garantindo que a eletricidade esteja disponível durante períodos nublados ou sem vento.

Para barbear máximo,residencialconcentra-se em suavizar os picos de demanda doméstica de eletricidade e reduzir as contas de eletricidade. O BESS Comercial visa principalmente reduzir os custos operacionais de shopping centers, edifícios de escritórios e instalações similares, bem como reduzir despesas com atualização de transformadores. O BESS Industrial foi projetado para fornecer energia contínua para linhas de produção que operam por longos períodos, ao mesmo tempo em que descarrega de forma flexível para reduzir picos de carga e garantir a operação estável dos equipamentos de produção.

Sistema de armazenamento de energia de bateria residencial

Como ele suporta o autoconsumo-de energia solar?

Padrões de compatibilidade claros

Residencial BESSé dimensionado e projetado para corresponder à produção de energia solar econsumo diário de eletricidade das famílias médias. Isso garante que as famílias possam utilizar o máximo possível-de energia solar autogerada, em vez de depender inteiramente da rede elétrica.

Tempo-de carregamento e descarregamento alterados

O BESS residencial permite "carregamento e descarregamento-de tempo", distribuindo eletricidade de forma inteligente com base em padrões de uso e níveis de geração solar. Especificamente:

• Durante o dia com luz solar abundante: A energia solar é usada pela primeira vez para fornecer diretamente eletrodomésticos em funcionamento, como geladeiras e televisões. Qualquer excedente de eletricidade é armazenado no sistema de armazenamento de energia doméstico.
• Durante a noite, de manhã cedo ou em dias nublados/chuvosos com luz solar insuficiente: Quando a geração solar é inadequada, o BESS liberta a electricidade armazenada para garantir o funcionamento normal de aparelhos como iluminação e esquentadores.

Uso diurno eficiente e backup noturno confiável

• Otimização Inteligente: Alguns BESS equipados com sistemas de controle inteligentes podem ajustar com flexibilidade as taxas de carga e descarga com base nas previsões meteorológicas e nas condições de luz solar. Isso permite que o sistema de armazenamento complemente melhor a geração solar, maximizando a eficiência do autoconsumo solar doméstico-.
• Backup de emergência: No caso de uma queda repentina de energia na rede, o BESS residencial pode atuar como fonte de energia de reserva para fornecer aparelhos críticos, como refrigeradores, iluminação e equipamentos médicos, garantindo seu funcionamento normal e minimizando os transtornos causados ​​pela interrupção.

Como o BESS Residencial consegue a redução máxima?

Ajuste Inteligente Baseado em Políticas Tarifárias

Em muitas regiões, a eletricidade residencial adota preços de-tempo de-uso (TOU), em que as tarifas de eletricidade são mais altas durante os horários de pico e mais baixas fora dos horários-de pico. O BESS residencial pode ajustar automaticamente seus horários de carga e descarga: ele carrega fora dos horários de pico (por exemplo, à noite), quando as tarifas são baixas, e descarrega durante os horários de pico (por exemplo, durante o dia ou períodos de alto uso doméstico), quando as tarifas são altas, reduzindo assim os custos de eletricidade.

Descarga durante períodos de pico de uso doméstico

A procura doméstica de electricidade atinge normalmente o pico à noite, desde o momento em que os residentes regressam do trabalho até à hora de dormir. Durante este período, a utilização de eletrodomésticos é elevada, a produção solar praticamente cessou e as tarifas de eletricidade da rede estão no seu nível mais elevado. O BESS residencial liberta eletricidade armazenada durante este período, reduzindo efetivamente a procura de energia de pico e diminuindo o custo de aquisição de eletricidade dispendiosa da rede, com resultados significativos.

Suporte para dispositivos-de alta potência

A eletricidade descarregada pelo BESS residencial pode atender às necessidades operacionais de eletrodomésticos-de alta potência, economizando ainda mais os custos associados ao consumo de eletricidade nos-horários de pico.

Sistema comercial de armazenamento de energia de bateria

Como ele suporta o autoconsumo-de energia solar?

Prédios comerciais são equipados com painéis solares maiores e maior-capacidadebaterias de armazenamento de energiaLocais como shopping centers e prédios de escritórios têm demandas substanciais de eletricidade, por isso normalmente instalam grandes conjuntos de painéis solares combinados com baterias modulares de alta{1}}capacidade (variando de 500 kWh a 2.000 kWh). Esses sistemas podem armazenar mais eletricidade e fornecer energia por períodos mais longos.

Maximize-o uso de energia solar no local durante o dia

Durante o horário comercial diurno, os shopping centers necessitam de eletricidade significativa para iluminação, ar condicionado central, sistemas de caixa registradora e outros equipamentos operacionais. A eletricidade-gerada por energia solar é priorizada para alimentar esses "dispositivos usados ​​ativamente". Se a produção solar exceder a demanda atual de eletricidade, a energia excedente será armazenada no BESS comercial.

Fornecimento contínuo de energia para equipamentos críticos durante-períodos de baixo tráfego ou após o fechamento

À tarde, quando o tráfego de pedestres diminui e as cargas de ar condicionado diminuem, os painéis solares ainda podem gerar eletricidade substancial-nesse ponto, o ESS comercial armazena o excesso de energia. Após o fechamento do shopping à noite, sistemas de armazenamento refrigerado (freezers para conservar alimentos), sistemas de segurança, câmeras de vigilância e equipamentos de rede podem operar usando eletricidade fornecida pelosistema comercial de armazenamento de energia.

Esta electricidade não necessita de ser adquirida à rede, ajudando os operadores comerciais a poupar custos significativos.

Como o ESS comercial consegue atingir o pico de redução?

Instalações comerciais como shopping centers, supermercados e edifícios de escritórios incorrem em custos elevados durante os períodos de pico de demanda de eletricidade. Ao usar o BESS comercial, eles podem utilizar a eletricidade armazenada durante esses horários de pico, em vez de comprar energia cara-de pico. Além disso, evita a sobrecarga do equipamento causada por picos repentinos na demanda de eletricidade.

Por exemplo: Supermercados e centros comerciais frequentemente enfrentam cenários em que um fluxo repentino de clientes em dias quentes de verão leva os operadores a aumentar a capacidade de refrigeração do ar condicionado, levando a um aumento abrupto na carga do sistema de energia. Isso pode resultar em problemas inesperados, como desligamento de equipamentos e apagões repentinos.

Sistema de armazenamento de energia de bateria industrial

Se uma fábrica ou parque industrial estiver localizado em uma região com luz solar abundante durante todo o ano-, a operadora poderá usar um BESS de nível industrial-de grande capacidade-para armazenar energia solar excedente. Esta abordagem oferece dois benefícios principais: redução dos custos de eletricidade e manutenção do funcionamento dos equipamentos de produção durante cortes de energia. Para áreas com muita luz solar, mas com geração de energia instável, esta é uma escolha extremamente sensata.

O ESS industrial é um sistema de “maior{0}}escala” com capacidade significativamente maior do que seus equivalentes comerciais ou residenciais.

Normalmente tem uma capacidade que varia de centenas a milhares de quilowatts{0}}horas. Seu dimensionamento segue os seguintes princípios:

• Com base no consumo médio diário de eletricidade da fábrica
• Considerando a diferença de pico-de carga do vale entre o dia e a noite
• Além de uma margem de segurança adicional

Isto garante que o sistema possa corresponder à capacidade de geração de energia do grande conjunto de painéis solares instalados no telhado da fábrica.

Durante o dia: Energia solar é priorizada nas linhas de produção

A demanda diurna de eletricidade de uma fábrica vem principalmente de linhas de produção automatizadas, equipamentos de refrigeração e congelamento, vários motores e máquinas de grande porte, compressores, sistemas de ventilação e outros dispositivos. Toda a eletricidade-gerada por energia solar é utilizada-no local, com prioridade para alimentar essas instalações. Se a produção de energia solar exceder a demanda atual, a eletricidade excedente poderá ser armazenada no BESS industrial como energia de reserva.

Quais são os melhores tipos de bateria para BESS: LFP, ternária ou{0}ácido-chumbo?

As baterias usadas em sistemas de armazenamento de energia de bateria (BESS) são categorizadas principalmente em três tipos: fosfato de ferro-lítio (LFP), lítio ternário e baterias-de chumbo-ácido.

Entre elas, as baterias LFP se destacam como a opção mais versátil e confiável entre as três, graças a inúmeras vantagens, como excelente desempenho de segurança, ciclo de vida longo e operação-livre de manutenção. As baterias ternárias de lítio têm segurança relativamente menor, mas sua densidade de energia é excelente, tornando-as adequadas para cenários de aplicação onde o espaço e o peso são estritamente limitados e a alta densidade de energia é uma prioridade máxima. As baterias de-chumbo-ácido, devido ao seu baixo custo, são adequadas apenas para casos de uso de curto-prazo e baixa-frequência, como fontes de alimentação de emergência temporárias.

Parasistemas de armazenamento de energiaque precisam estar em serviço por muitos anos, a escolha de baterias LFP é a escolha ideal, embora a seleção específica ainda dependa de seus requisitos de uso.

1. Baterias de fosfato de ferro e lítio (LFP): a escolha preferida para a maioria dos cenários de armazenamento de energia

• Segurança Excepcional: Adotando uma estrutura cristalina de olivina, as fortes ligações químicas dos grupos fosfato conferem-lhe uma excelente estabilidade térmica, com uma temperatura de fuga térmica superior a 800 graus. Nos testes de punção com agulha, emite apenas fumaça sem chamas abertas; mesmo sob condições extremas, como colisões ou sobrecargas, raramente ocorre combustão violenta. Entretanto, não contém metais pesados, apresentando baixos riscos de poluição durante a reciclagem e cumprindo normas ambientais como a RoHS da UE.

• Ciclo de vida longo e baixo custo total do ciclo de vida: com uma profundidade de descarga (DOD) de 80%, baterias LFP de alta-qualidade podem completar de 6.000 a 8.000 ciclos de carga-descarga, e alguns produtos-de última geração podem até exceder 10.000 ciclos. Com um ciclo por dia em média, sua vida útil pode chegar a 10 a 15 anos. Embora o custo inicial seja maior que o das baterias-de chumbo-ácido, a frequência de substituição e os custos de manutenção extremamente baixos fazem delas a escolha-com melhor custo-benefício para uso-de longo prazo.

• Forte adaptabilidade ambiental e densidade energética continuamente otimizada: Eles podem operar de forma estável dentro de uma ampla faixa de temperatura de -20 graus a 60 graus, adaptando-se a diferentes condições climáticas. Através de inovações estruturais, como a tecnologia Cell to Pack (CTP), a densidade de energia do sistema pode ser melhorada ainda mais. Por exemplo, a Blade Battery da BYD aumenta a densidade de energia do sistema para 180Wh/kg, eliminando designs de módulos, o que não apenas atende aos requisitos de capacidade de vários cenários de armazenamento de energia, mas também permite uma instalação flexível.

2. Baterias ternárias de lítio: adequadas para cenários de armazenamento de energia que exigem alta densidade de energia

• Vantagem Significativa em Densidade Energética: sua densidade de energia varia de 200 a 300 Wh/kg, muito maior que a das baterias LFP e de{2}}chumbo-ácido. Essa vantagem permite que eles forneçam energia de grande{4}}capacidade em um volume pequeno e leve, tornando-os adequados para equipamentos móveis de armazenamento de energia ou pequenos cenários comerciais de armazenamento de energia com limitações de espaço estritas, como sistemas de armazenamento de energia para drones e instalações-comerciais móveis de alta tecnologia.

• Má segurança e altos custos de manutenção: Sua estrutura em camadas resulta em fraca estabilidade térmica. Quando o teor de níquel excede 60%, o risco de fuga térmica aumenta significativamente. Algumas baterias ternárias de lítio (como NCM811) emitem fumaça em 1,2 segundos e explodem e queimam em 3 segundos em testes de punção com agulha, com temperatura máxima de 862 graus. Embora tecnologias como o nano{8}}revestimento possam melhorar a segurança, elas aumentarão significativamente os custos de produção e manutenção do sistema de baterias.

• Ciclo de vida moderado: Com um DOD de 80%, seu ciclo de vida é de 2.500 a 3.500 ciclos, com vida útil de 8 a 10 anos. Descargas profundas frequentes acelerarão a degradação da capacidade; em aplicações práticas, a profundidade de descarga muitas vezes precisa ser limitada a menos de 70% para prolongar a vida útil, o que reduz a energia elétrica disponível real da bateria.

3. Baterias-de chumbo-ácido: adequadas apenas para cenários de armazenamento de energia de curto-prazo e baixa{3}}demanda

• Baixo custo inicial e segurança básica garantida: Entre os três tipos de baterias, são as que apresentam o menor custo inicial de compra. Suas reações químicas são relativamente estáveis ​​e não são propensas a fuga térmica, combustão ou explosão. Para cenários temporários de armazenamento de energia de emergência com orçamentos apertados, como energia de reserva para estaleiros de construção temporários e pequenos estabelecimentos comerciais temporários, são uma opção viável.

• Baixa densidade de energia e peso pesado: Sua densidade energética é de apenas 30 a 50Wh/kg. Por exemplo, um sistema de armazenamento de energia de bateria de chumbo-de 10 kWh pesa mais de 300 kg, mais de três vezes o peso de um sistema de bateria LFP com a mesma capacidade. Isso leva a altos custos em termos de espaço de instalação, transporte e implantação.

• Ciclo de vida curto e alto custo total: Baterias comuns de chumbo-ácido têm um ciclo de vida de apenas 300 a 500 ciclos, e mesmo baterias de gel de chumbo-ácido podem atingir apenas 800 a 1.200 ciclos. Sua vida útil é geralmente de 2 a 5 anos e precisam ser substituídas a cada 1 a 2 anos em cenários de ciclismo diário. Além disso, eles apresentam problemas como vazamento, corrosão e altas taxas de auto-descarga, exigindo manutenção regular. Esses fatores resultam em um custo total muito maior para uso-de longo prazo em comparação com baterias de-íon de lítio.

• Riscos ambientais significativos: Contêm substâncias tóxicas como chumbo e ácido sulfúrico. O descarte inadequado ou a reciclagem ineficiente podem causar grave poluição do solo e da água, o que é inconsistente com os requisitos de baixo-carbono e de proteção ambiental do armazenamento de energia moderno, levando a cenários de aplicação cada vez mais restritos.

Qual é a vida útil de um BESS e que manutenção ele requer?

Ovida útil de um sistema de armazenamento de energia de bateria (BESS)normalmente varia de 10 a 15 anos ou mais, dependendo principalmente do tipo de bateria, dos ciclos de carga-de descarga e das condições de operação. Entre todos os tipos de bateria, as BESS de chumbo-ácido têm a vida útil mais curta, enquanto as BESS de fosfato de ferro-lítio (LFP) oferecem a mais longa. Além disso, para garantir uma operação estável e prolongar a vida útil, um BESS requer um sistema-de manutenção de ciclo completo que cubra monitoramento diário, inspeções preventivas, gerenciamento da integridade da bateria e diagnóstico de falhas.

fosfato de ferro-lítioBESS

Este é o tipo mais comum atualmente. Entre eles, o LFP BESS tem uma vida útil de 10 - 15 anos. Sob uma profundidade de descarga (DOD) de 80%, produtos de alta - qualidade podem passar por ciclos de 6000 - 10000 carga - descarga. O BESS baseado em bateria ternária de lítio - tem uma vida útil mais curta, geralmente 8 - 10 anos, com ciclos de descarga de 2500 - 3500 carga - a 80% DOD, e descarga profunda frequente acelerará ainda mais sua queda de capacidade.

Chumbo - ácido BESS

Tem limitações óbvias na vida útil. Baterias comuns de chumbo - ácido têm apenas 300 - 500 ciclos de carga - descarga, e mesmo baterias coloidais de chumbo - ácido só podem atingir 800 - 1200 ciclos, com uma vida útil geral de 2 - 5 anos. Um caso prático mostra que um BESS baseado em bateria de chumbo - ácido - regulado por válvula operou continuamente por cerca de 11,5 anos antes de ser substituído, excedendo ligeiramente a vida útil inicial esperada de 8 - anos.

Requisitos de manutenção do BESS

• Manutenção de rotina diária: Primeiro, realize inspeções visuais, como verificar se há amassados, pintura descascada e sinais de vazamento de componentes da bateria no recipiente do BESS. Em seguida, verifique brevemente os principais sistemas: certifique-se de que o sistema de ventilação tenha fluxo de ar desobstruído e confirme que não há conexões soltas nas juntas dos componentes elétricos. Além disso, registre dados operacionais básicos, como temperatura e tensão da bateria, para estabelecer a base para análises de desempenho subsequentes.

• Manutenção regular em - profundidade: Semanalmente, concentre-se na verificação do sistema elétrico. Use ferramentas profissionais para detectar se a corrente e a tensão do sistema de conversão de energia estão estáveis ​​e verifique a conexão de comunicação entre o sistema de gerenciamento de energia e cada componente. Mensalmente ou trimestralmente, realize uma manutenção - profunda. Isso inclui analisar a consistência da tensão do circuito aberto - e da resistência interna CC de toda a bateria, limpar os dutos de ar de dissipação de calor e filtros do conversor e calibrar o sistema de gerenciamento de bateria (BMS) para realizar o equilíbrio das células e evitar o envelhecimento desigual das células da bateria. Além disso, inspecione regularmente o sistema de proteção contra incêndio, testando, por exemplo, a sensibilidade dos sensores de incêndio e a eficácia dos agentes de combate a incêndio -.

• Manutenção especial orientada para a saúde da bateria -: Controle rigorosamente as condições de operação da bateria. Mantenha a bateria dentro da faixa de temperatura ideal de 15 - 30 graus. Evite sobrecarga, descarga acima de - e ciclos excessivos e siga rigorosamente o limite DOD recomendado pelo fabricante. Adote algoritmos de carregamento inteligentes para manter ciclos de descarga - de carga estáveis. Ao mesmo tempo, estabeleça um sistema de inventário de peças sobressalentes para componentes-chave, como módulos de bateria. Quando forem encontrados módulos de bateria individuais envelhecidos ou defeituosos, substitua-os em tempo hábil para evitar que afetem a operação geral do sistema.

• Solução de problemas e otimização do sistema: Para problemas comuns, tome medidas específicas. Se ocorrer desequilíbrio celular devido a diferentes graus de envelhecimento, execute operações de calibração BMS e balanceamento celular; se o sistema apresentar falhas de comunicação causadas por falhas de software, atualize o firmware e inspecione a fiação de comunicação. Além disso, mantenha registros detalhados de manutenção de todas as operações. Acompanhe os principais indicadores de desempenho, como eficiência de ida e volta e disponibilidade de equipamentos. Analise as causas raízes das falhas e otimize o ciclo de manutenção e os itens de acordo para melhorar continuamente o sistema de manutenção.

Qual é o princípio de funcionamento de um BESS e como funcionam o BMS e o PCS?

A principal lógica de funcionamento de um BESS é converter energia elétrica em energia química para armazenamento através de uma bateria e, em seguida, converter a energia química novamente em energia elétrica para fornecer energia quando surge a demanda de eletricidade, equilibrando assim a oferta e a demanda de energia.

Durante este processo, conta com a colaboração de vários componentes.

Entre eles, o BMS (Battery Management System) atua como um "administrador pessoal" da bateria, responsável pelo monitoramento-em tempo real do status da bateria, garantindo sua operação segura e prolongando sua vida útil. O PCS (Power Conversion System), por outro lado, funciona como um “conversor de energia elétrica” e realiza a tarefa central de conversão bidirecional entre energia elétrica de corrente alternada (CA) e corrente contínua (CC).

Princípio de funcionamento de um BESS

• Processo de carregamento: quando fontes de energia renovável, como energia solar e eólica, geram eletricidade excedente ou quando a rede elétrica tem energia excedente durante períodos de demanda fora de{0}pico de pico, essa eletricidade é transmitida ao BESS. Nesta fase, o Sistema de Conversão de Energia (PCS) primeiro converte a corrente alternada de entrada (CA) em corrente contínua (CC). A energia CC é então alimentada na bateria e, por meio de reações químicas dentro das baterias, a energia elétrica é convertida em energia química para armazenamento estável. Por exemplo, durante o carregamento de baterias de íon-de lítio, os íons de lítio são extraídos do eletrodo positivo, migram através do eletrólito e se intercalam no eletrodo negativo, completando o processo de armazenamento de energia.
• Processo de descarga: quando a geração de energia renovável é insuficiente, a rede elétrica está em pico de demanda ou cenários remotos-fora da rede exigem fornecimento de energia, a energia química armazenada na bateria é convertida novamente em energia elétrica (na forma de CC) por meio de reações químicas reversas. O PCS então converte essa energia CC em energia CA que atende aos padrões de frequência e tensão da rede, que é posteriormente transmitida à rede elétrica ou fornecida diretamente a várias cargas elétricas para garantir o fornecimento estável de energia. Além disso, quando a frequência da rede flutua, o BESS pode carregar ou descarregar rapidamente para regular a frequência, mantendo a estabilidade da rede.

Funções do BMS

• Monitoramento abrangente de status: coleta dados-em tempo real, como tensão, corrente e temperatura de cada célula e módulo da bateria. Enquanto isso, ele estima com precisão o estado de carga (SOC) e o estado de saúde (SOH) da bateria por meio de algoritmos, fornecendo uma compreensão clara da "capacidade de armazenamento de energia" e do grau de envelhecimento da bateria.
• Gerenciamento de balanceamento de bateria: devido a pequenas diferenças inerentes entre as células individuais da bateria, é provável que ocorra uma distribuição desigual de carga após o uso-de longo prazo, o que pode levar à sobrecarga ou{1}descarga excessiva de algumas células. O BMS usa tecnologia de balanceamento ativo ou passivo para manter níveis de tensão semelhantes em todas as baterias{3}conectadas em série, evitando que o "efeito barril" afete o desempenho geral da bateria.
• Aviso de segurança e proteção: se condições anormais, como sobretensão, subtensão, sobrecorrente ou sobretemperatura, forem detectadas, ele acionará imediatamente ações de proteção-como cortar o circuito de carga e descarga ou ativar procedimentos de emergência, como desconexão do módulo-para evitar acidentes de segurança, como inchaço da bateria ou incêndio.
• Comunicação e interação de dados:Ele carrega todos os dados coletados da bateria para o Sistema de Gerenciamento de Energia (EMS) e recebe instruções emitidas pelo EMS, fornecendo suporte de dados para a formulação das estratégias de carga e descarga de todo o sistema de armazenamento de energia.

Funções do PCS (Sistema de Conversão de Energia)

• Conversão bidirecional AC-DC: Esta é sua função principal. Durante o carregamento, ele retifica a energia CA da rede ou de fontes de energia renováveis ​​em energia CC para atender aos requisitos de carregamento da bateria. Durante a descarga, ele inverte a saída de energia CC da bateria em energia CA que satisfaz as necessidades de conexão à rede ou de operação de equipamentos elétricos, com uma eficiência de conversão de 97% a 98%.
• Controle preciso de potência: Ele pode ajustar com flexibilidade a magnitude e a direção da energia de carga e descarga de acordo com as instruções do EMS. Por exemplo, durante o pico de demanda de energia, ele pode descarregar rapidamente a uma potência definida para complementar a energia da rede; durante o-carregamento fora do horário de pico, ele também pode controlar a energia para evitar impacto na rede.
• Adaptação e Proteção da Rede: Ao emitir energia CA, ela corresponde estritamente à frequência, amplitude de tensão e fase da rede para garantir que a estabilidade da rede não seja interrompida após a conexão. Enquanto isso, se forem detectadas falhas de energia na rede, anomalias de tensão ou falhas no lado-da bateria, ele poderá cortar rapidamente o circuito, obtendo proteção dupla para o próprio PCS, a bateria e a rede elétrica.

Como um BESS oferece suporte a áreas industriais remotas por meio do fornecimento-fora da rede e da estabilização de tensão?

Os sistemas de armazenamento de energia de bateria oferecem suporte a áreas industriais remotas por meio de duas funções principais: fornecimento-de energia fora da rede e estabilização de tensão.

Em-cenários de fornecimento de energia fora da rede, o BESS normalmente forma um sistema híbrido com fontes de energia renováveis, como energia solar e eólica, ou geradores a diesel tradicionais. Armazena o excedente de eletricidade gerado por energias renováveis ​​e liberta-o quando a sua produção é insuficiente. Isso não apenas reduz a dependência de alta-poluição e alto{4}}custo de geração de energia a diesel, mas também garante o fornecimento contínuo de energia para processos críticos de produção industrial.

Em termos de estabilização de tensão, o BESS apresenta velocidade de resposta de nível-de milissegundos, permitindo absorver ou injetar energia rapidamente para lidar com flutuações de tensão causadas pela inicialização-e desligamento de equipamentos industriais ou pela produção instável de energia renovável. Ao simular a inércia rotacional por meio de algoritmos avançados, ele compensa a falta inerente de estabilidade nas fontes de energia renováveis, mantendo assim a estabilidade de tensão das microrredes auto{3}}construídas em áreas industriais remotas.

Fornecimento-fora da rede: garantindo eletricidade contínua para produção industrial

• Formando Sistemas Híbridos para Complementar a Energia Renovável:A maioria das áreas industriais remotas, como locais de mineração e fábricas de processamento mineral, não estão conectadas à rede elétrica principal. O BESS é frequentemente combinado com energia solar e eólica para formar sistemas híbridos como “solar + armazenamento” e “eólico + armazenamento”. Quando as condições de luz solar ou vento são favoráveis ​​e a produção de energia renovável excede a procura industrial, o BESS armazena o excedente de electricidade. Durante a noite (sem luz solar), períodos de vento fraco ou quedas repentinas na produção de energia renovável, o BESS descarrega para fornecer energia a equipamentos de produção, como trituradores de minas e reatores de usinas de níquel eletrolítico, resolvendo o problema do fornecimento intermitente de energia a partir de energia renovável. Por exemplo, todas as áreas de mineração de níquel e carvão na Indonésia adotam esses sistemas híbridos para atender à alta-demanda de eletricidade para produção.

• Cooperando com Geradores a Diesel para Otimizar a Estrutura Energética:Em alguns cenários industriais remotos onde a energia renovável é insuficiente para atender às necessidades básicas de eletricidade, o BESS pode formar sistemas “solar + armazenamento + diesel” ou “eólico + armazenamento + diesel” com geradores a diesel. O BESS assume a tarefa de reduzir os picos e preencher os vales: liberta a electricidade armazenada durante os períodos de pico de procura, reduzindo o tempo de funcionamento e a carga dos geradores a diesel. Isto, por sua vez, reduz os custos de combustível e as emissões de poluentes, representando uma melhoria significativa em comparação com o modelo tradicional, onde áreas industriais remotas dependem exclusivamente de geradores a diesel para fornecimento de energia.

• Design modular para implantação flexível:O BESS-de nível industrial é embalado principalmente em contêineres padrão. Por exemplo, os produtos BESS da Cummins são encapsulados em contêineres padrão ISO de 10-pés ou 20-pés, permitindo a instalação plug-and-play. Este design modular facilita o transporte e a implantação em áreas industriais remotas com ambientes adversos e transporte inconveniente. Também pode ser expandido de forma flexível de acordo com a escala de produção da área industrial - seja uma pequena área de mineração ou um grande parque industrial remoto, pode ser combinado com uma configuração de energia adequada.

Estabilização de Tensão: Mantendo a Operação Estável de Microrredes Industriais

• Resposta rápida às flutuações de tensão:A inicialização ou desligamento repentino de grandes equipamentos industriais, como fornos elétricos a arco e caldeiras industriais em áreas industriais remotas, pode causar mudanças repentinas de carga e quedas de tensão. O BESS pode responder em milissegundos, injetando energia rapidamente na microrrede para suprimir flutuações de tensão. Por exemplo, quando um britador de minas é iniciado, o BESS pode ajustar rapidamente a potência para evitar quedas de tensão. Em comparação com os 5 a 10 segundos necessários para o ajuste dos geradores a diesel tradicionais, a resposta rápida do BESS evita efetivamente perdas de produção causadas pela instabilidade de tensão.

• Compensando a Inércia Insuficiente nas Redes de Energia Renovável:As usinas tradicionais de combustíveis fósseis dependem de turbinas rotativas para armazenar energia cinética, o que pode amortecer as flutuações de tensão e frequência. No entanto, a energia solar e eólica carece desta inércia rotacional, tornando as microrredes em áreas industriais remotas que dependem de energia renovável propensas à instabilidade de tensão. O BESS simula as características inerciais de usinas tradicionais através de algoritmos de controle avançados. Ao injetar ou absorver energia rapidamente, equilibra as mudanças de tensão causadas pela geração instável de energia renovável, mantendo a operação estável da microrrede. Um estudo da Universidade de Lisboa mostra que adicionar um BESS de 10 MW a uma rede de 50 MW pode reduzir os desvios de frequência (intimamente relacionados com a estabilidade de tensão) em até 50% durante surtos repentinos de carga.

• Estabilizando a tensão durante a comutação por anormalidade da rede:Algumas áreas industriais remotas estão ligadas a redes eléctricas principais fracas. Quando ocorrem anormalidades de tensão ou cortes de energia na rede principal, o BESS pode alternar para o modo-fora da rede em milissegundos, agindo como uma fonte de energia de backup para cargas de produção críticas e garantindo que os links de produção principais não sejam afetados pelo colapso de tensão. Esta capacidade de comutação contínua evita interrupções de produção causadas por falhas repentinas de tensão, salvaguardando a estabilidade dos processos de produção industrial.

Artigo relacionado:Quantas baterias solares são necessárias para alimentar uma casa?

Quais são as tendências de custo do BESS para 2025, incluindo o custo da bateria LCOE e LFP por kWh?

Em 2025,Sistemas de armazenamento de energia de bateriamostrará uma tendência global significativa de redução de custos. Como a principal tecnologia de armazenamento de energia, as baterias de fosfato de ferro-lítio (LFP) verão um declínio contínuo em seus custos de integração de células e sistemas: o preço médio das células cairá para menos de 0,0624 dólares americanos por watt-hora, e o custo de integração do sistema pode ser controlado entre 0,0970 dólares americanos e 0,1524 dólares americanos por watt-hora.

Enquanto isso, beneficiando-se de fatores como a diminuição do custo dos sistemas de armazenamento de energia e a melhoria da eficiência de integração, o Custo Nivelado de Energia (LCOE) de projetos de armazenamento de energia, como a integração de armazenamento-solar, convergirá para entre 0,0485 dólares americanos e 0,0554 dólares americanos por quilowatt-hora. A redução de custos é impulsionada principalmente por múltiplos fatores, incluindo a racionalização dos preços das matérias-primas, iteração e atualização tecnológica e produção em-grande escala.

• Declínio constante nos custos das células: em 2024, o preço das células de bateria de fosfato de ferro-lítio (LFP) já havia caído para 0,0582 dólares americanos por watt-hora e, em 2025, o preço médio cairá ainda mais para menos de 0,0624 dólares americanos por watt-hora. Esta tendência é impulsionada principalmente por dois factores principais: Por um lado, os preços das matérias-primas a montante, como o carbonato de lítio, recuaram dos seus picos de 2023 para a faixa de 1.385,6 dólares americanos por tonelada métrica. Entretanto, a maturidade de tecnologias como a extracção de lítio de lagos salgados e a reciclagem de baterias melhorou a estabilidade do fornecimento de matérias-primas, aliviando as pressões de custos do lado das matérias-primas. Por outro lado, empresas líderes como a CATL e a BYD expandiram a produção em grande escala, criando economias de escala que reduzem os custos unitários de produção. Atualmente, os preços de produção em massa de células de bateria LFP dos principais fabricantes estão concentrados na faixa de 0,0624 dólares americanos a 0,0899 dólares americanos por watt-hora.

• Otimização Síncrona de Custos de Integração de Sistemas: Em 2025, o custo de integração dos sistemas de armazenamento de energia LFP será controlado em aproximadamente 0,0970 dólares americanos a 0,1524 dólares americanos por watt-hora. A repartição dos custos é a seguinte: as células da bateria representam 60% a 70% do custo total do sistema, o sistema de gerenciamento de bateria (BMS) é responsável por 10% a 15% e a integração do PACK (incluindo componentes estruturais e gerenciamento térmico) é responsável por 15% a 20%.A aplicação de tecnologias como Cell to Pack (CTP) e Cell to Chassis (CTC) reduziu o uso de componentes estruturais, melhorou a densidade de energia e reduziu ainda mais os custos de integração. Além disso, o aumento significativo da taxa de localização de equipamentos essenciais, como BMS e Sistemas de Conversão de Energia (PCS), também contribuiu para o declínio nos custos de integração de sistemas.

• Mudanças no Custo Nivelado de Energia (LCOE): em 2025, o LCOE do-ciclo de vida completo dos projetos de integração de armazenamento-solar será de aproximadamente 0,0485 dólares americanos a 0,0554 dólares americanos por quilowatt-hora. Essa conquista se beneficia da dupla redução de custos de módulos fotovoltaicos (PV) e sistemas de armazenamento de energia: espera-se que o preço médio dos módulos fotovoltaicos caia para menos de 0,1247 dólares americanos por watt em 2025 e, quando combinado com a otimização de custos de sistemas de armazenamento de energia LFP, reduziu significativamente o LCOE geral. de sistemas inteligentes de gestão de energia otimizou ainda mais o consumo de energia, reduzindo indiretamente o LCOE. Para alguns sistemas de armazenamento de energia LFP com recursos de ciclo longo-, o LCOE por ciclo pode até cair abaixo de 0,0277 dólares americanos por quilowatt-hora, proporcionando forte viabilidade econômica em cenários como regulação de frequência-do lado da rede e energia renovável que dá suporte ao armazenamento.

Conclusão

Sistemas de armazenamento de energia de bateriaevoluíram de soluções tradicionais de energia de reserva para uma pedra angular da infraestrutura global de energia limpa. Com o avanço contínuo das baterias de fosfato de ferro-lítio (LFP) e dos inversores de armazenamento (PCS) baseados em carboneto de silício (SiC),-, o BESS agora abrange aplicações de sistemas residenciais de 20 kW a projetos conectados à-rede{4}}de grande escala.

Desempenham um papel vital para garantir a estabilidade energética, controlar custos e permitir a integração escalável de centrais de energia solar e eólica. Como tal,BESSfornecem suporte essencial para a busca global por emissões líquidas-zero.

Procurando um sistema-de armazenamento de energia econômico para sua instalação ou casa?Entre em contato com a copow para obter informações-mais recentes e inovadoras.

Perguntas frequentes

Qual tamanho BESS (5-20KW Casa/Negócios de 20-200KW) Eu precisoIntegração Solar?

Depende do seu consumo diário de eletricidade, da carga de pico e se você usa energias renováveis ​​(por exemplo, solar). Os sistemas domésticos normalmente variam de 5 a 20 kW (ideal paraautoconsumo solar-), enquanto as empresas/pequenas instalações industriais utilizam frequentemente 20–200 kW parabarbear de pico.

Quanto tempo dura umSistema de armazenamento de bateria LFPDurar? (4.000-12.000 ciclos)

Um BESS geralmente dura de 10 a 15 anos, comBaterias LFPoferecendo de 4.000 a 12.000 ciclos (uma das opções-mais duradouras). O gerenciamento térmico adequado e o monitoramento regular prolongam a vida útil.

Quais são os benefícios do BESSIntegração de energia renovável solar/eólica?

Armazene o excesso de energia dos períodos de pico de luz solar/vento, forneça energia de reserva durante a noite, corte contas viabarbear de picoe reduzir as emissões de carbono.

Quanto custa um20KW BESSCusto paraUso solar domésticoEm 2025?

O custo depende do tipo de bateria - 20KWLFP BESSnormalmente faz referência ao custo médio de 2025 de US$ 0,08 por watt, com custos totais variando de acordo com componentes e instalação.

ÉBateria LFPA melhor escolha paraGrade-Armazenamento de energia em escala?

Sim -Baterias LFP'alta segurança (temperatura de fuga térmica de 270 graus), ciclo de vida longo e eficiência de custos os tornam a opção preferida paraarmazenamento em escala-de grade.

relacionado:

Os 4 principais fabricantes chineses de sistemas de armazenamento de energia em 2025