Penyimpanan energi baterai merupakan bagian integral dari lanskap energi modern. Penyimpanan energi baterai tidak hanya mendukung aplikasi komersial dan industri, tetapi juga meningkatkan fleksibilitas dan ketahanan jaringan listrik. Dengan memungkinkan operator jaringan listrik menyimpan energi yang dihasilkan dari tenaga surya dan angin selama jam-jam puncak produksi, sistem penyimpanan energi baterai (BESS) dapat melepaskan energi tersebut saat permintaan meningkat.
Bagi para profesional di bidang penyimpanan energi, terutama pengembang dan kontraktor teknik umum, sangat penting untuk memahami komponen-komponen penting dari sistem penyimpanan energi baterai dan hubungan antarkomponennya. Meskipun ada berbagai macam kimia baterai, panduan ini akan berfokus pada sistem berbasis litium, yang mendominasi pasar, mencakup lebih dari 90 persen penggunaan.
Komponen Utama Sistem Penyimpanan Energi Baterai (BESS)
Sistem Baterai
Baterai adalah komponen inti BESS dan digunakan untuk menyimpan energi untuk penggunaan selanjutnya. Baterai terdiri dari sejumlah sel lithium-ion yang disusun secara seri dan paralel dalam rangka untuk membentuk modul. Modul-modul ini ditumpuk dan digabungkan untuk membuat rak baterai. Tingkat tegangan dan arus yang dibutuhkan oleh BESS dapat dicapai dengan menghubungkan rak baterai secara seri atau paralel. Jika Anda tertarik dengan perbedaan antara konfigurasi ini, Anda mungkin ingin melihat perbandingan sistem baterai seri dan paralelSistem baterai Keheng menggunakan sel UL1642, modul UL1973, dan rak uji UL9540A untuk memastikan keamanan dan kualitas.
Sistem Manajemen Baterai (BMS)
Sistem Manajemen Baterai (BMS) sangat penting untuk setiap sistem penyimpanan energi berbasis litium. Sebagai "otak" dari sistem baterai, BMS melindungi baterai dari potensi kerusakan dalam berbagai skenario pengoperasian. Sistem ini memastikan bahwa baterai beroperasi dalam batasan yang telah ditentukan sebelumnya, dengan parameter utama seperti status pengisian daya (SoC), status kesehatan (SoH), voltase, suhu, dan arus. Solusi BMS canggih dari perusahaan seperti EVESCO memiliki arsitektur bertingkat yang menyediakan pemantauan dan perlindungan waktu nyata di tingkat sel, modul, paket, dan sistem. BMS terus mengevaluasi status baterai, menganalisis data menggunakan algoritme khusus aplikasi, mengelola lingkungan baterai, dan menjaga keseimbangan. Hal ini penting untuk manajemen termal yang efektif dan membantu mencegah thermal runaway. Sistem manajemen baterai yang dirancang dengan baik sangat penting untuk setiap sistem penyimpanan energi baterai lithium-ion, yang memastikan keamanan dan keawetan.
Sistem Konversi Daya (PCS) atau Hybrid Inverter
Dalam BESS, baterai menyimpan dan menyalurkan daya dalam arus searah (DC), sementara sebagian besar sistem dan beban listrik beroperasi sebagai arus bolak-balik (AC). Sistem konversi daya (PCS) atau inverter hibrida diperlukan untuk menjembatani kesenjangan ini. Perangkat ini lebih serbaguna daripada inverter standar dan mampu melakukan konversi daya dua arah. Ini berarti bahwa daya DC dari baterai dapat diubah menjadi daya AC untuk jaringan atau beban listrik, dan daya AC dapat diubah menjadi daya DC untuk mengisi daya baterai. Kemampuan ini memungkinkan BESS untuk diisi dan dikosongkan secara efisien. PCS dapat dikonfigurasi dalam berbagai mode untuk mengakomodasi berbagai strategi pengisian dan pengosongan daya yang diperlukan untuk aplikasi BESS tertentu. Untuk kinerja yang optimal, PCS atau inverter hibrida harus dapat mengakses status baterai untuk mengelola operasinya secara efektif.
Sistem Penyimpanan Energi Baterai (BESS) adalah sistem kompleks yang memerlukan manajemen yang tepat untuk memastikan efisiensi dan keamanan. Sistem konversi daya (PCS) merupakan inti dari sistem, yang menentukan kapan harus mengisi dan mengosongkan baterai. Misalnya, jika Kedalaman Pengosongan (DoD) baterai ditetapkan ke 90%, PCS akan memastikan bahwa pengosongan berhenti saat Keadaan Pengisian (SoC) mencapai 10%. Sistem dapat diarahkan oleh kebijakan yang telah ditetapkan, sinyal eksternal, atau sistem manajemen energi (EMS).
PCS memiliki dua konfigurasi utama: kopling-ac dan kopling-dc. BESS terhubung ke sistem PV surya sisi-AC eksternal melalui inverter khusus dalam pengaturan kopling-AC. Sebaliknya, sistem kopling-DC mengintegrasikan baterai dengan PV surya pada bus DC yang sama, berbagi inverter hibrida antara PV dan BESS.
Kontroler ini setara dengan otak BESS, yang mengelola dan melindungi komponen-komponen utama sembari berkomunikasi dengan perangkat eksternal seperti meteran. Kontroler ini terintegrasi dengan SCADA dan EMS pihak ketiga untuk pengumpulan data dan manajemen energi yang komprehensif dengan berbagai tingkat perlindungan, termasuk perlindungan kelebihan beban dan daya balik.
Sistem HVAC sangat penting untuk menjaga suhu optimal di dalam BESS, mencegah panas berlebih, dan memperpanjang masa pakai baterai. Manajemen termal yang efektif memastikan kinerja dan keawetan sel baterai.
Sistem pencegah kebakaran aktif saat terjadi kebakaran hebat untuk memberikan keamanan tambahan bagi baterai. Sistem ini dapat dipicu oleh deteksi gas, asap, atau panas, yang melepaskan agen pemadam seperti Novec1230 atau FM-200, yang menyerap panas, sehingga meningkatkan standar keselamatan.
SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition System) meningkatkan pemantauan dalam BESS. Sistem ini berkomunikasi dengan pengontrol dan BMS untuk melacak status baterai dan dapat mengeluarkan perintah dari HMI (Human Machine Interface). Sebagian besar BESS dapat diintegrasikan dengan sistem SCADA pihak ketiga untuk memastikan manajemen dan kontrol yang lengkap.
Di Keheng, kami memprioritaskan komponen-komponen ini untuk menyediakan solusi penyimpanan energi yang efisien dan aman yang memenuhi standar internasional.
Sistem Manajemen Energi (EMS)
Sistem Manajemen Energi (EMS) memainkan peran penting dalam arahan operasional dan penjadwalan Sistem Penyimpanan Energi Baterai (BESS). Dengan menghubungkan langsung ke Sistem Konversi Daya (PCS)/Inverter Hibrida dan Sistem Manajemen Baterai (BMS), EMS dapat mengoordinasikan berbagai komponen lapangan dan memperhitungkan data eksternal dari jaringan, transformator, rangkaian fotovoltaik (PV), dan beban.
EMS bertanggung jawab untuk menentukan waktu dan metode pengosongan daya yang optimal, keputusan yang dipengaruhi oleh aplikasi tertentu seperti puncak daya, pemindahan beban, atau konsumsi sendiri. Dengan mengoptimalkan kinerja BESS, EMS berhasil menyeimbangkan data siklus aplikasi dan masa pakai baterai dengan pengembalian investasi aset sambil mematuhi batasan operasional yang diberlakukan oleh BMS dan PCS/inverter hibrida. Selain itu, sistem EMS mengumpulkan dan menganalisis data kinerja BESS untuk menyederhanakan pelaporan dan perkiraan.
Elemen-elemen ini memastikan keamanan, efisiensi, dan nilai sistem penyimpanan energi baterai. Berbagai perbedaan lain mungkin ada antara sistem penyimpanan energi baterai dari berbagai produsen. Di Cohen, sistem penyimpanan energi baterai kami hadir dalam wadah yang kokoh dan terkontainerisasi, dan semua sistem berukuran 5, 10, dan 20 kaki kami dikirim dalam keadaan sudah dirakit sepenuhnya untuk menyediakan solusi plug-and-play yang sesuai. Pelajari cara kerja sistem penyimpanan energi baterai di blog khusus kami.