Arsitektur dan Prinsip Kerja Sistem Penyimpanan Energi Baterai (BESS)

Dengan perkembangan energi terbarukan dan kemajuan cepat transisi energi global,Sistem penyimpanan energi baterai (BESS) memainkan peran yang semakin penting dalam sistem energi modernMengadopsi teknologi baterai lithium-ion yang canggih, BESS menyimpan energi listrik dalam baterai dan mendistribusikannya sesuai permintaan saat dibutuhkan, sehingga membantu menjaga operasi jaringan listrik yang stabil.Sementara itu, dapat diintegrasikan dengan perangkat pembangkit listrik energi terbarukan untuk mencapai manajemen energi yang lebih efisien.Artikel ini akan memberikan pengenalan rinci tentang arsitektur dasar dari Battery Energy Storage System dan prinsip kerja komponen utamanya.

Struktur dan aliran energi dari sistem BESS ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

BESS terdiri dari komponen utama berikut:

1Paket baterai.

Paket baterai dibentuk oleh beberapa sel yang terhubung secara berurutan dan paralel (dengan rentang tegangan sel 2,5V hingga 3,65V), yang bertanggung jawab untuk menyimpan dan melepaskan energi listrik.Untuk meningkatkan tegangan bateraiUntuk meningkatkan kapasitas energi, baterai dapat dihubungkan secara berurutan untuk membentuk rak baterai atau kluster baterai (dengan tegangan hingga 1500VDC).rak baterai/kelompok terhubung secara paralel untuk membentuk wadah baterai (biasanya 20 kaki dalam ukuran, dengan kapasitas sekitar 5 MWh).

Jenis sel termasuk baterai lithium-ion, baterai asam timbal dan jenis lainnya, dan baterai dengan kinerja yang berbeda umumnya dipilih sesuai dengan skenario aplikasi tertentu.yang mengalirkan energi dari panel fotovoltaik ke baterai, beban dan jaringan listrik.

2Sistem Pengelolaan Baterai (BMS)

BMS (Battery Management System) adalah sistem inti yang dirancang untuk memantau dan mengelola baterai dengan sejumlah fungsi penting.arus dan suhu, BMS menjaga baterai beroperasi dalam batas aman dan secara efektif menghindari risiko seperti overcharging, overdischarging, short circuit dan overheating.itu memanfaatkan strategi pengisian-pengurangan cerdas dan teknologi manajemen keseimbangan untuk mengoptimalkan kinerja baterai dan memperpanjang umur layananHal ini juga mengadopsi teknologi keseimbangan pasif atau aktif untuk menghilangkan "efek tong" yang disebabkan oleh tingkat daya yang tidak konsisten antara sel baterai individu.BMS mampu memperkirakan State of Charge (SOC) dan State of Health (SOH) dari baterai, memberikan dukungan yang tepat untuk operasi yang aman dan optimalisasi kinerja baterai.Blok diagram sistem BMS yang ditunjukkan di bawah ini secara intuitif menggambarkan fungsi dan komponen keseluruhanUntuk rincian lebih lanjut, silakan lihat solusi BMS yang dapat ditumpuk di situs web resmi Infineon.

3Sistem Konversi Daya (PCS)

PCS berfungsi sebagai perangkat perantara antara komponen penyimpanan energi (seperti baterai DC besar) dan jaringan listrik AC,melakukan konversi energi listrik dua arah dengan prinsip operasinya yang mencakup mode pengisian dan pengurangan.

Dalam mode pengisian, PCS mengubah arus bolak-balik dari jaringan listrik menjadi arus searah dan menyimpan energi listrik dalam baterai.menggunakan konverter DC/DC untuk menyesuaikan arus searah dengan tegangan dan arus yang cocok untuk pengisian baterai, untuk mewujudkan pengisian baterai yang efisien.

Dalam mode pembuangan, PCS mengubah arus searah dari baterai menjadi arus bolak-balik untuk memasok daya ke beban listrik atau memasok listrik ke jaringan listrik.konverter DC/DC pertama-tama memodulasi arus searah dari baterai ke tegangan dan arus yang sesuai dengan persyaratan operasi inverter, setelah itu inverter DC/AC mengubah arus searah yang dikondisikan menjadi arus bolak-balik.dan jenis stasiun penyimpanan energi skala besarSecara luas digunakan di rumah tangga, perusahaan dan sistem penyimpanan energi skala besar, telah menjadi komponen inti yang sangat diperlukan dari sistem energi modern.Gambar di bawah ini menggambarkan diagram blok dari sistem PCSUntuk rincian lebih lanjut, silakan lihat pengenalan Power Conversion System (PCS) di situs web resmi Infineon.

4Sistem Manajemen Energi (EMS)

Sistem Manajemen Energi (EMS) adalah sistem cerdas yang dirancang untuk memantau, mengendalikan dan mengoptimalkan aliran energi dan konsumsi sistem energi.EMS mengumpulkan data real-time termasuk status pengisian dan pengurangan baterai, suhu, tegangan dan arus melalui sensor. mengadopsi teknologi analisis data untuk memantau operasi sistem, mengidentifikasi masalah potensial dan meningkatkan efisiensi pemanfaatan energi.EMS dapat secara cerdas mengirim fasilitas penyimpanan energi sesuai dengan permintaan energi, harga listrik, beban jaringan dan kondisi lain untuk mencapai konsumsi energi yang efisien.yang dapat memperingatkan secara tepat waktu tentang kelainan seperti overcharging baterai dan overdischarging, dan mendukung kontrol jarak jauh dan perlindungan linkage untuk memastikan operasi sistem yang aman.platform pemantauan EMS dapat mengadopsi arsitektur C/S (Client/Server) atau B/S (Browser/Server)Gambar di bawah ini menunjukkan diagram topologi sistem EMS dari pembangkit listrik penyimpanan energi dan platform pemantauan EMS penyimpanan energi,yang menyajikan keseluruhan arsitektur sistem serta mode yang terperinci dari aliran energi dan manajemen.

5Sistem Bantuan

Sistem bantu dari sistem penyimpanan energi adalah kunci untuk memastikan operasi sistem yang aman dan stabil, yang mencakup komponen berikut:Sistem kontrol suhu secara efisien mengelola suhu baterai melalui pendinginan udara atau pendinginan cairan untuk mencegah overheating atau undercooling dari mempengaruhi kinerja baterai dan masa pakaiSistem perlindungan kebakaran dilengkapi dengan deteksi kebakaran dan alat pemadam kebakaran otomatis (seperti heptafluoropropane,alat pemadam kebakaran gas dan bubuk kering) untuk segera menanggapi potensi bahaya kebakaran dan menjamin keselamatan operasiKabinet distribusi daya melakukan fungsi distribusi daya dan perlindungan sirkuit untuk menghindari kerusakan peralatan yang disebabkan oleh kesalahan.Kabinet combiner mengumpulkan energi listrik dari modul baterai dan mentransmisikannya ke peralatan konversi daya, sementara menyediakan pemantauan real-time dan perlindungan keselamatan.operasi sistem penyimpanan energi yang aman dan stabil dalam berbagai kondisi.

Battery Energy Storage System (BESS) mewujudkan penyimpanan energi yang efisien, penjadwalan cerdas dan manajemen energi yang aman melalui pengoperasian terkoordinasi paket baterai, BMS, PCS,EMS dan sistem bantuSementara mendukung operasi yang stabil dari jaringan listrik, BESS sangat terintegrasi dengan energi terbarukan.memberikan dukungan yang kuat untuk meningkatkan efisiensi pemanfaatan energi dan mempromosikan transisi energi global, dan akan terus memainkan peran penting dalam sistem energi di masa depan.