Baterien energia biltegiratzeko sistema osoa (BESS) bi errendimendu-adierazle nagusiei erreparatu behar die: bata energia biltegiratzeko ahalmenari eta erabilerari lotutakoa, hau da, ahalmenari dagokiona; eta bestea energia berriztatzeko edo askatzeko ahalmenari lotutakoa, hau da, botereari dagokiona. Bi alderdi hauen arteko erlazioa sarritan erabiltzen da energia biltegiratzeko sistema energia-bideratua edo potentzia-bideratua den bereizteko.
Baterien energia biltegiratzeko sistemaren ahalmena
Neurri honek biltegiratze-sistema batek eduki dezakeen energia-ahalmen teorikoa adierazten du, normalean kilowatt-ordu (kWh) edo megawatt-ordu (MWh) adierazita. Hau da energia biltegiratzeko sistema baten parametro garrantzitsuenetako bat; hala ere, bere benetako ahalmen erabilgarria bateriaren deskarga sakonerak (DOD) eta sistemaren eraginkortasunak eragiten du.
BESS (Battery Energy Storage System) baten ahalmenak irteteko edo erabil daitekeen energia kantitatea azpimarratzen du, hau da, bateriaren edukieraren definiziotik desberdina dena. Bateriaren edukiera, oro har, baldintza jakin batzuetan (deskarga-abiadura, tenperatura, amaierako tentsioa, etab.) bateria baten ahalmenari dagokio, eta ampere-ordutan (Ah) neurtzen da, denboran zehar korrontearen integrala adierazten duena.
Bateriaren energia biltegiratzeko sistema: Sistemaren gehienezko potentzia
Sistemaren potentzia maximoak energia biltegiratzeko sistemaren karga- eta deskarga-ahalmen maximoa islatzen du, eta, oro har, kilowatt (kW) edo megawatt (MW)tan adierazten da. Errendimendu-adierazle hau zirkuitu nagusi osoaren diseinuak zehazten du, bateria, DC transmisio-zirkuitua, PCS eta AC konexioa barne, eta baita potentzia maximoan funtzionatzen duten galerak ere (galera horiek batez ere bero bihurtuko dira), eta horrek tenperatura kontrolatzeko sistemaren eta beste ekipamendu osagarrien diseinuan eragiten du. Ahalmen bereko energia biltegiratzeko sistemek funtzionaltasun nabarmen desberdinak izan ditzakete, potentzia maximoaren desberdintasunak direla eta; energia biltegiratzeko sistema berak ere eraginkortasun-diferentzia karratua izango du funtzionamendu-potentzia-maila desberdinen ondorioz.
Potentzia-parametroa edukiera-parametroarekin alderatuta nahiko handia denean, adibidez, 1 MW/500 kWh, potentzia-motako energia biltegiratzeko sistema deritzo; alderantziz, 500 kW/1 MWh bada, energia-motako energia biltegiratzeko sistema deritzo. Hori dela eta, denboraren kontzeptua sartzen da batzuetan, adibidez, lehena 1 MW/0,5 h gisa etiketatuta, eta bigarrena 500 kW/2 h gisa.
Baterien energia biltegiratzeko sistema: Energia galera eta eraginkortasuna
Energia biltegiratzeko sistema baten eraginkortasunak karga eta deskarga prozesuan zehar energia galera islatzen du. Sistemak askatzen duen energiaren eta bertan kargatzen den energiaren arteko erlazioa bezala uler daiteke, ziklo-eraginkortasuna deritzona ere. Galera hori energia biltegiratzeko bateriaren mota teknikoarekin ez ezik, osagai elektrikoen menpe ere badago, hala nola potentzia bihurtzeko sistema (PCS). Zentzu hertsian, sistemaren eraginkortasunak kargatu eta deskargatzean zirkuitu nagusiko galerak islatzen ditu batez ere, bateriatik, DC busetik, PCStik eta azkenik transformadoreraino (baldin badago). Hala ere, ingeniaritza-aplikazio praktikoetan, tenperatura kontrolatzeko sistema bezalako ekipo osagarrien potentzia-kontsumoa sarritan sartzen da galera osoan, eta horrela eraginkortasun orokorra eragiten du.
Irudia: BESS energia-balantze erlazioa
Baterien energia biltegiratzeko sistema: Ziklo kopurua
Bateria baten karga-{0}}deskarga-ziklo kopuruak bere bizitza-iraupena zehazten du. Energia biltegiratzeko sistema batean, bateriaren balio handia dela eta, haren iraupenak sistema osoaren iraupena ere zehazten du. Ziklo-bizitzaren degradazioak barne-erresistentzia handitzea dakar, eta horrek galerak eta beroa sortzea areagotzen du, degradazio-prozesua are gehiago bizkortuz. Gainera, maiz gainkargatzeak eta gehiegizko-deskargak elektrolitoan substantzia metalikoak behin eta berriz disolbatzea eta jalkitzea eragiten dute, eta horrek ere nabarmen eragiten du bateriaren zikloaren bizitzan eta segurtasunean.
Litio-ioizko bateria mota jakin baterako, 1C kargatzeko eta 1C deskargatzeko baldintzetan dauden ziklo kopuruak desberdintasun handiak erakusten ditu deskarga-sakonera desberdinetan (DOD), irudian erakusten den moduan.
Baterien energia biltegiratzeko sistemaren kostua
Energia biltegiratzeko sistemen kostua oso lotuta dago sistemaren ahalmenarekin, potentziarekin eta ingurune eragilearekin. Oro har, energia-motako biltegiratze sistemetan, baterien kostua proportzio nahiko altua da; power-biltegiratze sistemetan, berriz, baterien kostua nahiko baxuagoa da. Hala ere, nolanahi ere, bateria-paketearen kostua da gaur egun BESS kostu orokorraren zati nagusia, eta etorkizunean kostuak murrizteko lehen eremua ere izango da.
Kostu-unitatea yuan/kWh edo yuan/kW gisa adieraz daiteke, baina ez batak ez besteak ez du bere esanahia guztiz eta zehaztasunez adierazten. Hori dela eta, ezinbestekoa da gaitasun eta potentzia aldi berean zehaztea proiektu zehatzen eztabaidetan.
Bateriaren energia biltegiratzeko sistema: kostua Erantzun denbora
BESS-erako (Baterien Energia Biltegiratzeko Sistemen kasuan), potentzia-bihurketa eta erantzun-denbora milisegundoko tartean daude, eta hori nahikoa da energia-sistemaren aplikazioetarako. Hemen nabarmentzen da BESS beste energia fisikoa biltegiratzeko metodoekin alderatuta, hala nola bolantearen energia biltegiratzea eta ponpatutako-biltegiratze hidroelektrikoa. Hala ere, tentsioaren, instalazio metodoen eta bateria-zelulen edukieraren mugak direla eta, BESS unitate bakar baten potentzia eta ahalmena nahiko mugatuak dira. Hori dela eta, eskala handiko -energia biltegiratzeko zentral elektrikoetan, hala nola, paraleloan konektaturiko 5MW/2h energia biltegiratze sistema konbentzionalez osatutako hamaika tentsio baxuko -baheko sistemak, erantzun-denboraren estutasuna, batez ere, komunikazio-metodoak eta programazio-mekanismoak mugatuko du. Gailu paraleloen artean potentzia-koordinazioa eta korronte zirkulatzailea kentzea bezalako funtzioek ere eragingo dute. Azken geltokiko-erantzun-denbora ehunka milisegundo edo are segundotan egon daiteke. Jakina, 5MW/2h BESS unitate bakarra adibide hipotetiko bat besterik ez da; baterien gehiegizko paralelo konexioak berak segurtasun-arrisku handiak dakartza. Arazo hau konpontzeko taldeen kontrol-metodoetan aldaketak eta energia biltegiratze-sistemen teknologia berrien aurrerapenak eta aplikazioak behar dira, hala nola -tentsio handiko konexio zuzena.
Bateriaren energia biltegiratzeko sistema: Beste ezaugarri batzuk
Beste aplikazio-eszenatoki batzuetan edo analisi ekonomikoetan, energia espezifikoa (energia-eta-erlazioa, Wh/kg), potentzia espezifikoa (potentzia--masa erlazioa, kW/kg) eta energia-dentsitatea azalera-unitateko (energia-eta-erlazioa, Wh/m²) ere erabiltzen dira. Kontzeptu hauek garrantzitsuak dira proiektuaren garraio-kostuak eta lurzoruaren erabilera-baldintzak kalkulatzeko.