Ի՞նչ է մարտկոցի էներգիայի պահեստավորումը:

A մարտկոցի էներգիայի պահպանման համակարգ(BESS)-ը համակարգ է, որն օգտագործում է մարտկոցները որպես էներգիայի պահպանման կրիչ՝ էլեկտրական էներգիա պահելու և ազատելու համար: Այն կարող է պահպանել էլեկտրական էներգիան որոշակի ժամանակահատվածում և համապատասխան ժամանակներում էլեկտրաէներգիա մատակարարել՝ ըստ պահանջարկի: Այն ունի այնպիսի գործառույթներ, ինչպիսիք են սահուն անցումը, գագաթային սափրվելու և հովիտների լցոնումը, հաճախականության կարգավորումը և լարման կարգավորումը:

Պահեստավորված էներգիան կարող է ստացվել վերականգնվող աղբյուրներից, ինչպիսիք են արևը և քամին, կամ սովորական էներգիայի արտադրությունից: Անհրաժեշտության դեպքում համակարգը թողարկում է այս էներգիան՝ ապահովելու ցանցի կայունությունը, բավարարելու առավելագույն պահանջարկը կամ ապահովելու պահուստային էներգիա: Տիպիկ BESS-ը կազմված է մարտկոցի մոդուլներից, մարտկոցի կառավարման համակարգից (BMS) և էներգիայի փոխակերպման սարքավորումներից, ինչպիսիք են ինվերտորները:

 

A մարտկոցի էներգիայի պահպանման համակարգբաղկացած է մարտկոցներից, էլեկտրական բաղադրիչներից, մեխանիկական աջակցությունից, ջեռուցման և հովացման համակարգերից (ջերմային կառավարման համակարգեր), էներգիայի փոխակերպման երկկողմանի համակարգից, էներգիայի կառավարման համակարգից և մարտկոցների կառավարման համակարգից:

 

Որպես նոր էներգիայի պահպանման հիմնական տեխնոլոգիաներից մեկը՝ էներգիայի կուտակիչ մարտկոցները վճռորոշ դեր են խաղում վերականգնվող էներգիայի սպառման համամասնությունը մեծացնելու և էներգահամակարգի անվտանգ և կայուն աշխատանքն ապահովելու գործում: Լիթիում-իոնային մարտկոցները, որպես էներգիայի պահպանման հիմնական բաղադրիչներ, հանդիսանում են «կենտրոնական հանգույց», որը որոշում է էլեկտրաքիմիական էներգիայի պահպանման առաջընթացը։ Լիթիում-իոնային մարտկոցները դասակարգվում են լիթիումի երկաթի ֆոսֆատ մարտկոցների և եռակի լիթիում-իոնային մարտկոցների՝ ըստ իրենց կաթոդի նյութերի։ Էներգիայի պահեստավորման շուկայում հիմնականում գերակշռում են լիթիումի երկաթի ֆոսֆատ մարտկոցները: Ցերեկային-գիշերային գագաթնակետին-հովտային տարբերությունը վերացնելը էներգիայի պահպանման համակարգերի կիրառման հիմնական սցենարն է, և արտադրանքի օգտագործման ժամանակն ուղղակիորեն ազդում է ծրագրի շահութաբերության վրա: Էներգիայի պահեստավորման միավորը, որը սովորաբար վերաբերում է մարտկոցին, էներգիայի պահպանման համակարգի հիմնական սարքն է, որն օգտագործվում է էլեկտրական էներգիա պահելու և ազատելու համար:

Մարտկոցի կառուցվածքը.

Դրական էլեկտրոդի նյութ. մարտկոցի այն հատվածը, որտեղ տեղի է ունենում օքսիդացման ռեակցիա: Ընդհանուր դրական էլեկտրոդների նյութերը ներառում են լիթիումի կոբալտի օքսիդը (LiCoO2), լիթիումի երկաթի ֆոսֆատը (LiFePO4) և լիթիումի նիկել մանգան կոբալտի օքսիդը (NMC):

Բացասական էլեկտրոդի նյութ. մարտկոցի այն հատվածը, որտեղ տեղի է ունենում կրճատման ռեակցիա: Ընդհանուր բացասական էլեկտրոդների նյութերը ներառում են գրաֆիտ, սիլիցիում և անագ:

• Էլեկտրոլիտ: Մարտկոցում իոնների տեղափոխման միջոց: Այն կարող է լինել հեղուկ կամ պինդ (պինդ էլեկտրոլիտ): Էլեկտրոլիտը թույլ է տալիս իոններին շարժվել դրական և բացասական էլեկտրոդների միջև՝ ավարտելով լիցքավորման և լիցքաթափման գործընթացը:
• Տարանջատիչ. Գտնվում է դրական և բացասական էլեկտրոդների միջև, նրա գործառույթն է կանխել դրական և բացասական էլեկտրոդների միջև ուղիղ շփումը, ինչը կարող է հանգեցնել կարճ միացման՝ միաժամանակ թույլ տալով իոններին անցնել միջով:
• Ընթացիկ կոլեկցիոներ. Սովորաբար պատրաստված է մետաղից (օրինակ՝ պղնձից և ալյումինից), որն օգտագործվում է հոսանքը բջիջից արտաքին միացում փոխանցելու համար:
• Մարտկոցի պատյան. մարտկոցի արտաքին կառուցվածքը, որն օգտագործվում է ներքին բաղադրիչները պաշտպանելու և մեխանիկական աջակցություն ապահովելու համար:
• Մարտկոցի կառավարման համակարգ (BMS). Պատասխանատու է մարտկոցի լիցքավորման և լիցքաթափման գործընթացի մոնիտորինգի և կառավարման համար, ապահովելով մարտկոցի անվտանգ աշխատանքը և օպտիմիզացնելով դրա գործունակությունն ու կյանքի տևողությունը:

Էներգախնայող մարտկոցների աշխատանքի սկզբունքը

Ջերմային կառավարման բաղադրիչներ

• Սենսորներ. Ջերմաստիճանի տվիչներ, ճնշման տվիչներ և այլն, որոնք օգտագործվում են իրական ժամանակում մարտկոցի ջերմաստիճանն ու ճնշումը և շրջակա միջավայրը վերահսկելու համար:
• Կառավարման միավոր. Սովորաբար միկրոկոնտրոլեր կամ համակարգչային համակարգ, որը վերահսկում է ջերմային կառավարման սարքավորումների աշխատանքը՝ հիմնված սենսորների տվյալների և նախադրված ալգորիթմների վրա:
• Սառեցման սարքավորում.
• Օդային հովացման համակարգ. ներառում է օդափոխիչներ, օդային ալիքներ, ջերմափոխանակիչներ և այլն, որոնք ջերմությունը ցրում են օդի հոսքի միջոցով:
• Հեղուկ հովացման համակարգ. Ներառում է պոմպեր, հովացուցիչ նյութ, ռադիատորներ, հովացման թիթեղներ և այլն, որոնք հեռացնում են ջերմությունը հովացուցիչ նյութի շրջանառության միջոցով:
• Ջեռուցման սարքավորումներ. ինչպիսիք են էլեկտրական ջեռուցիչները, փուլափոխվող նյութի ջեռուցիչները և այլն, որոնք օգտագործվում են ցածր{1}}ջերմաստիճանի միջավայրերում մարտկոցը տաքացնելու համար:
• Մեկուսիչ նյութեր. օգտագործվում է մարտկոցի ջերմաստիճանի վրա արտաքին միջավայրի ազդեցությունը նվազեցնելու և ներքին ջերմաստիճանի կայունությունը պահպանելու համար:
• Ակտիվատորներ. ինչպիսիք են փականները, պոմպերը և այլն, որոնք օգտագործվում են հովացուցիչ նյութի կամ օդի հոսքը վերահսկելու համար:
• Միակցիչներ. Ներառում է խողովակներ, մալուխներ և այլն, որոնք միացնում են տարբեր բաղադրիչներ՝ ապահովելու համակարգի բնականոն աշխատանքը:

Ջերմային կառավարման աշխատանքային սկզբունք

1. Ջերմաստիճանի մոնիտորինգ. սենսորները շարունակաբար վերահսկում են մարտկոցի և շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանը՝ փոխանցելով տվյալները կառավարման միավորին:
2. Տվյալների վերլուծություն. Վերահսկիչ միավորը վերլուծում է տվյալները՝ որոշելու, թե արդյոք հովացման կամ ջեռուցման սարքավորումները պետք է ակտիվացվեն:
3. Սառեցման գործընթաց՝-Օդի սառեցում. Երբ ջերմաստիճանը գերազանցում է սահմանված շեմը, օդափոխիչը միանում է՝ օդը մղելով մարտկոցի մակերևույթով՝ ջերմությունը հեռացնելու համար:-Հեղուկ սառեցում. պոմպը մղում է հովացուցիչ նյութը հովացման ափսեի միջով կամ անմիջապես մարտկոցի հետ շփման մեջ՝ կլանելով ջերմությունը, նախքան հետ հոսում դեպի ռադիատոր՝ ջերմափոխանակության համար:
4. Ջեռուցման գործընթաց. ցածր{0}}ջերմաստիճանի միջավայրերում ջեռուցման սարքավորումն ակտիվանում է՝ ջերմություն արտանետելով էլեկտրական էներգիայի կամ փուլափոխվող նյութերի միջոցով՝ մարտկոցի ջերմաստիճանը բարձրացնելու համար:
5. Ջերմաստիճանի կարգավորում. Կառավարման միավորը կարգավորում է հովացման կամ ջեռուցման ինտենսիվությունը՝ հիմնվելով իրական ժամանակի տվյալների վրա՝ ապահովելու համար, որ մարտկոցի ջերմաստիճանը մնա իր օպտիմալ աշխատանքային տիրույթում:
6. Ջերմության բաշխման միատեսակություն. լավ-նախագծված օդի հոսքի ուղին կամ հովացուցիչ նյութի հոսքի ուղին ապահովում է ջերմաստիճանի միասնական բաշխում մարտկոցի փաթեթում:
7. Անվտանգության պաշտպանություն. Համակարգը ներառում է նաև գերտաքացումից պաշտպանություն, արտահոսքի հայտնաբերում և անվտանգության այլ գործառույթներ՝ կանխելու անվտանգության հնարավոր վտանգները:
8. Խելացի օպտիմիզացում. Ջերմային կառավարման ժամանակակից համակարգերը կարող են ինտեգրել արհեստական ​​ինտելեկտի ալգորիթմները՝ օպտիմալացնելու կառավարման ռազմավարությունները, բարելավելու էներգաարդյունավետությունը և բարձրացնել արձագանքման արագությունը:
9. Հեռակառավարման մոնիտորինգ. համակարգը կարող է աջակցել հեռակառավարման և վերահսկման գործառույթներին՝ թույլ տալով սպասարկող անձնակազմին իրական ժամանակում հասկանալ համակարգի կարգավիճակը և կատարել ճշգրտումներ:

Մարտկոցի կառավարման համակարգ (BMS)

Մարտկոցի կառավարման համակարգը (BMS) էներգիայի պահպանման համակարգի հիմնական բաղադրիչն է, որը պատասխանատու է մարտկոցների փաթեթի աշխատանքային կարգավիճակի կառավարման և մոնիտորինգի համար՝ ապահովելու համար դրա անվտանգությունը, հուսալիությունը և արդյունավետ աշխատանքը: Ստորև բերված են BMS-ի հիմնական բաղադրիչները, աշխատանքի սկզբունքները և հիմնական գործառույթները.

Մարտկոցի կառավարման համակարգ (BMS). Հիմնական բաղադրիչներ

Սարքավորման բաղադրիչներ.

• Սենսորներ: Օգտագործվում է մարտկոցի ֆիզիկական պարամետրերը վերահսկելու համար, ինչպիսիք են լարումը, հոսանքը և ջերմաստիճանը:
• Շղթայական տախտակներ. Ներառում է հիմնական հսկիչ սխեմաները և կապի սխեմաները, որոնք պատասխանատու են տվյալների մշակման և հաղորդակցման համար:
• Պրոցեսոր. հիմնական կառավարման միավոր, որը վերլուծում և հաշվարկում է մարտկոցի կարգավիճակը և իրականացնում համապատասխան կառավարման ռազմավարություններ:
• Ռելեներ և պաշտպանիչ սխեմաներ. օգտագործվում է աննորմալ իրավիճակներում մարտկոցի լիցքավորման և լիցքաթափման սխեմաները անջատելու համար՝ պաշտպանելով մարտկոցը վնասից:
• Հաղորդակցման միջերես. Օգտագործվում է արտաքին համակարգերի հետ տվյալների հաղորդակցման համար (օրինակ՝ տրանսպորտային միջոցների կառավարման համակարգեր, սերվերներ և այլն):

Մարտկոցի կառավարման համակարգի (BMS) Աշխատանքային սկզբունք.

1. Տվյալների հավաքում. BMS-ը սենսորների միջոցով իրական ժամանակում հավաքում է մարտկոցի պարամետրերը, ինչպիսիք են լարումը, հոսանքը և ջերմաստիճանը:
2. Տվյալների մշակում. պրոցեսորը մշակում է ձեռք բերված տվյալները՝ հաշվարկելով հիմնական տեղեկությունները, ինչպիսիք են մարտկոցի լիցքավորման/լիցքաթափման վիճակը, մնացած հզորությունը և ներքին դիմադրությունը:
3. Վերահսկիչ ռազմավարության իրականացում. տվյալների մշակման արդյունքների հիման վրա BMS-ն իրականացնում է համապատասխան կառավարման ռազմավարություններ, ինչպիսիք են լիցքավորման/լիցքաթափման հոսանքը կարգավորելը և մարտկոցի հավասարակշռումը:
4. Հաղորդակցություն և հետադարձ կապ. BMS-ը տվյալների փոխանակում է արտաքին համակարգերի հետ կապի ինտերֆեյսի միջոցով, ստանում է արտաքին հրամաններ և հետադարձ կապում է մարտկոցի կարգավիճակի մասին տեղեկատվությունը արտաքին համակարգերին:

 

Էներգիայի պահպանման փոխարկիչը (PCS) կարելի է նմանեցնել «չափազանց մեծ լիցքավորիչի»՝ էներգիայի պահպանման համակարգի առանցքային բաղադրիչի: Այն ունի երկկողմանի փոխակերպման հնարավորություններ և կարևոր դեր է խաղում համակարգում: Այն հնարավորություն է տալիս էներգիայի փոխակերպում և երկկողմանի հոսք էներգիայի պահեստավորման մարտկոցի և ցանցի միջև: Այն կարող է փոխակերպել ուղղակի հոսանքը (DC) փոփոխական հոսանքի (AC) կամ հակառակը՝ բավարարելու ցանցի լիցքավորման և լիցքավորման էներգիայի պահպանման համակարգի կարիքները: PCS-ը էներգիայի պահպանման համակարգում հանդես է գալիս որպես «կամուրջ»՝ միացնելով էներգիայի կուտակիչ մարտկոցը և ցանցը՝ ապահովելով համակարգի արդյունավետ և կայուն աշխատանքը։

 

Էներգիայի կառավարման համակարգը (EMS) էներգիայի պահպանման համակարգի հիմնական բաղադրիչն է: Այն պատասխանատու է ողջ համակարգի էներգիայի հոսքի և գործառնական արդյունավետության մոնիտորինգի, վերահսկման և օպտիմալացման համար:

«Լավ լուծումը ծագում է ամենաբարձր-մակարդակի դիզայնից, իսկ լավ համակարգը բխում է EMS-ից», ինչը ընդգծում է EMS-ի կարևորությունը էներգիայի պահպանման համակարգերում:

EMS-ը գոյություն ունի էներգիայի պահեստավորման համակարգի բոլոր ենթահամակարգերից տեղեկատվություն հավաքելու, համակարգի ընդհանուր գործունեությունը համակողմանիորեն վերահսկելու և համակարգի անվտանգ շահագործումն ապահովելու համար համապատասխան որոշումներ կայացնելու համար: EMS-ը տվյալներ է վերբեռնում ամպի մեջ՝ ապահովելով օպերատորի հետին{1}}կառավարման անձնակազմի գործառնական գործիքները: Միաժամանակ EMS-ը պատասխանատու է օգտվողների հետ անմիջական փոխգործակցության համար: Օգտատերերի սպասարկման անձնակազմը կարող է օգտագործել EMS-ը՝ էներգիայի պահեստավորման համակարգի իրական ժամանակի աշխատանքը դիտելու և մոնիտորինգ իրականացնելու համար: