Die Energiespeichertechnologie ist für die Entwicklung der neuen Energiebranche von entscheidender Bedeutung. Fortschrittliche Energiespeicherung ist nicht nur eine grundlegende technische Grundlage für den Aufbau eines neuen Energiesystems und die Förderung einer grünen und kohlenstoffarmen Energiewende, sondern auch der Schlüssel zur Erreichung von CO2-Neutralität und Spitzen-CO2-Emissionen. Energiespeichersysteme können Tag-Nacht-Spitzen-Tal-Unterschiede eliminieren, eine gleichmäßige Leistung gewährleisten, Spitzenausgleich und Frequenzregulierung ermöglichen und als Backup-Kapazität dienen. Damit werden die Anforderungen an eine stabile und sichere Integration erneuerbarer Energien in das Netz erfüllt und die Abregelung von Wind- und Solarenergie deutlich reduziert.

Hier ist eine typische Architektur eines verteilten Energiespeichersystems:

Der Energiespeichersystem besteht aus Batterien, elektrischen Komponenten, mechanischer Unterstützung, Wärmemanagementsystemen, bidirektionalen Stromwandlern (PCS), Energiemanagementsystemen (EMS) und Batteriemanagementsystemen (BMS). Die Batterien werden zu Batteriemodulen angeordnet und zusammengebaut, die dann zusammen mit anderen Komponenten in Batterieschränken befestigt werden. Nachfolgend finden Sie eine Einführung in die wichtigsten Teile dieses Systems.

Batteriesystem

Fortschrittliche Energiespeicherbatterien spielen als einer der wichtigsten technologischen Wege eine wichtige Rolle bei der Erhöhung der Absorptionsrate erneuerbarer Energien und der Gewährleistung des sicheren und stabilen Betriebs des Stromsystems. Lithiumbatterien bestimmen als entscheidende Komponenten der Energiespeicherung den Fortschritt der elektrochemischen Speicherung. Lithiumbatterien werden anhand des Kathodenmaterials in Lithiumeisenphosphatbatterien und ternäre Lithiumbatterien unterteilt. Der Energiespeichermarkt verwendet hauptsächlich Lithium-Eisenphosphat-Batterien. Die Eliminierung von Tag-Nacht-Spitzen-Tal-Unterschieden ist das Hauptanwendungsszenario für Energiespeichersysteme, und die Produktlebensdauer wirkt sich direkt auf die Projektrendite aus.

Wärmemanagementsystem

Vergleicht man die Batterie mit dem Körper eines Energiespeichersystems, ist das Wärmemanagementsystem dessen „Kleidung“. Um eine optimale Effizienz zu erreichen, müssen Batterien in einem angenehmen Temperaturbereich (23–25 °C) betrieben werden. Wenn die Betriebstemperatur der Batterie 50 °C überschreitet, verringert sich ihre Lebensdauer rapide; Unter -10 °C wechselt der Akku in den „Ruhezustand“ und kann nicht richtig funktionieren. Hohe Temperaturen beeinträchtigen die Lebensdauer und Sicherheit des Energiespeichersystems erheblich, während niedrige Temperaturen dazu führen können, dass das System nicht mehr funktioniert. Die Aufgabe des Wärmemanagementsystems besteht darin, basierend auf der Umgebungstemperatur eine geeignete Temperatur für das Energiespeichersystem bereitzustellen und so die Lebensdauer des Systems zu verlängern.

Batteriemanagementsystem (BMS)

Das Batteriemanagementsystem (BMS) fungiert als Bindeglied zwischen der Batterie und dem Benutzer, vor allem um die Batterieauslastung zu verbessern und Überladung und Tiefentladung zu verhindern. Spannung, Strom und Temperatur sind entscheidende Parameter des Energiespeichersystems. Mithilfe komplexer Algorithmen können der SOC (Ladezustand), der Betrieb des Wärmemanagementsystems, die Erkennung der Systemisolation und der Batterieausgleich abgeleitet werden. BMS sollte bei seinem Design der Sicherheit Priorität einräumen und dabei dem Grundsatz „Vorbeugung zuerst, Kontrolle als Garantie“ folgen, um das Sicherheitsmanagement des Energiespeicherbatteriesystems systematisch anzugehen.

Bidirektionaler Leistungswandler (PCS)

Der Stromwandler in einem Energiespeichersystem ähnelt einem Telefonladegerät und wandelt zum Laden Wechselstrom in Gleichstrom um. Das PCS in einem Energiespeichersystem ist ein Großladegerät, allerdings bidirektional. Es fungiert als Brücke zwischen dem Batteriestapel und dem Netz und wandelt einerseits Wechselstrom vom Netz in Gleichstrom für den Batteriestapel und andererseits Gleichstrom vom Batteriestapel in Wechselstrom zur Rückspeisung in das Netz um .

Energiemanagementsystem (EMS)

Das Energiemanagementsystem (EMS) ist in einem Energiespeichersystem von entscheidender Bedeutung. Es integriert Informationen aus allen Subsystemen innerhalb des Energiespeichersystems, steuert den Systembetrieb vollständig und trifft relevante Entscheidungen, um einen sicheren Betrieb zu gewährleisten. EMS lädt Daten in die Cloud hoch und stellt so Betriebstools für das Backend-Managementpersonal des Betreibers bereit. Es erleichtert auch die direkte Interaktion mit Benutzern. Wartungspersonal kann mithilfe von EMS den Betrieb des Energiespeichersystems in Echtzeit überwachen und so eine Echtzeitüberwachung erreichen.