اجزای اصلی یک سیستم ذخیره انرژی (ESS) به‌طور کامل توضیح داده شده است

سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی (ESS) در حال تغییر بازی در زمینه ذخیره‌سازی و بهره‌برداری از برق هستند، به‌ویژه در شرایطی که استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر افزایش یافته است. با یا بدون اینکه پنل‌های خورشیدی به آن‌ها متصل شده باشد، درک اینکه این سیستم‌ها از چه تشکیل شده‌اند اهمیت زیادی دارد. در این مقاله، عناصر اصلی یک سیستم ذخیره‌سازی انرژی تشریح شده‌اند، فناوری‌های باتری با یکدیگر مقایسه شده‌اند و اهمیت ایمنی و مدیریت حرارتی نیز ذکر شده است.

تشکیل‌دهنده‌های یک سیستم ذخیره‌سازی انرژی

سیستم ذخیره‌سازی انرژی تنها یک باتری نیست. این سیستم ترکیبی، برق را جمع‌آوری می‌کند و در زمان نیاز آن را تحویل می‌دهد. اجزای اصلی آن عبارتند از: بلوک باتری، سیستم تبدیل انرژی (اینورتر/شارژر) و یک سیستم کنترلی.

قلب سیستم، باتری است – محل ذخیره انرژی. باتری‌های قابل شارژ به دلیل کارایی بالا و توانایی کاهش هزینه‌ها، در بیشتر سیستم‌های امروزی به کار گرفته می‌شوند. نقش دیگری که اینورتر است، تبدیل جریان مستقیم (DC) باتری به جریان متناوب (AC) است که بیشتر وسایل خانگی و شبکه از آن استفاده می‌کنند. علاوه بر این‌ها، کنترلرها و سیستم‌های مدیریت انرژی نیز عملکرد را پایش می‌کنند، چرخه‌های شارژ را به حداکثر می‌رسانند و باعث می‌شوند همه چیز به خوبی کار کند.

فناوری‌های باتری در سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی: لیتیوم-یونی در مقابل سرب-اسیدی و گزینه‌های نوظهور

باتری‌ها همه یکسان نیستند. نوع باتری مورد استفاده، به شدت بر کارایی، عمر و هزینه یک سیستم ذخیره‌سازی انرژی تأثیر می‌گذارد.

باتری‌های لیتیومی در حال حاضر محبوب هستند. این باتری‌ها از لحاظ محتوای انرژی غنی هستند، عمر سیکلی بیشتری دارند و نیاز به سرویس کمتری دارند. این ویژگی‌ها آن‌ها را مناسب هم برای استفاده در خانه و هم در محیط کار می‌کند.

باتری‌های سرب-اسیدی دهه‌ها است که مورد استفاده قرار می‌گیرند. این باتری‌ها در ابتدا ارزان‌تر هستند اما عمر کمتری دارند، کارایی پایین‌تری دارند و نیاز به تعمیرات مکرر دارند. این باتری‌ها هنوز در برخی سیستم‌های آفلاین یافت می‌شوند اگرچه به تدریج توسط راهکارهای لیتیومی جایگزین می‌شوند.

فناوری‌های جدید مانند باتری‌های حالت جامد یا باتری‌های جریانی نیز توجه زیادی دریافت می‌کنند. این فناوری‌ها ایمنی بیشتر، عمر طولانی‌تر و ظرفیت بیشتری را تضمین می‌کنند. با این حال، هنوز به‌صورت تجاری در دسترس نیستند مانند باتری‌های لیتیوم-یونی.

چرا مدیریت حرارتی و سیستم‌های ایمنی در طراحی سیستم‌های ذخیره انرژی (ESS) ضروری هستند

در ذخیره انرژی، ایمنی نباید نادیده گرفته شود. هنگام شارژ و دشارژ باتری‌ها، گرما تولید می‌شود. این موضوع می‌تواند منجر به عملکرد پایین، عمر کوتاه‌تر یا حتی شرایط خطرناکی مانند فرار حرارتی شود مگر اینکه به‌خوبی مدیریت شود.

یک سیستم مدیریت حرارتی خوب اطمینان می‌دهد که باتری در محدوده دمای بهینه کاری خود قرار دارد. این موضوع معمولاً از طریق خنک‌کننده غیرفعال یا فعال انجام می‌شود. کنترل دما بسیار مهم است، به‌ویژه در باتری‌های لیتیوم-یونی، از نظر ایمنی و بهره‌وری.

در کنار خنک‌کننده، ویژگی‌های دیگر ایمنی شامل حفاظت در برابر شارژ بیش از حد، اتصال کوتاه و نوسان ولتاژ به‌صورت ایمنی درونی اعمال می‌شوند. سیستم‌های مدرن مدیریت باتری (BMS) به‌طور مداوم داده‌های سلولی را بررسی می‌کنند تا از خرابی‌ها جلوگیری شود.

طراحی یک سیستم ذخیره‌سازی انرژی (ESS) به‌خوبی طراحی‌شده با تنظیم حرارتی و ایمنی مؤثر تنها مسئله عملکرد نیست، بلکه مسئله‌ای است در راستای حفاظت از سرمایه‌گذاری شما در زمینه انرژی و داشتن عملکرد بلندمدت قابل اعتماد.