エネルギー貯蔵発電所のコアコンポーネントと動作原理

バッテリー パックはエネルギー貯蔵システム全体の中心であり、電気エネルギーの貯蔵と放出という中核的な機能を担います。通常、直列および並列に接続された数百または数千のセルで構成され、徐々にバッテリーモジュール、バッテリークラスター、さらにはバッテリースタックを形成し、最終的には特定の電圧と容量の要件を満たす電源システムを作成します。現在、安全性が高くサイクル寿命が長いリン酸鉄リチウム電池が産業用および商業用エネルギー貯蔵の主流となっています。ピークカットとバレーフィリング、または需要管理のいずれに使用される場合でも、このバッテリーベースのエネルギー貯蔵デバイスの化学的性能と一貫性は、システム全体の発電効率と寿命を直接決定します。{3}}

バッテリーが心臓だとすると、電力変換システム (PCS) はシステムの血管弁です。これは、バッテリーパックをACグリッドに接続し、反転と整流の双方向動作を可能にする重要なデバイスです。充電中、PCS はグリッドの AC 電力を DC 電力に変換し、バッテリーに蓄えます。放電中は、バッテリーの DC 電力を高品質の AC 電力に変換して負荷に供給します。-柔軟な導入を求める企業にとって、C&I ソリューション用モジュラー エネルギー ストレージは、PCS (電力変換システム) とバッテリーを単一のキャビネットに統合することが多く、床面積を大幅に削減し、エネルギー変換効率と応答速度を劇的に向上させます。

大規模なバッテリーアレイの安全な動作を保証するには、高度に洗練されたバッテリー管理システム (BMS) が不可欠です。 BMS はバッテリーの「パーソナル アシスタント」として機能し、各セルの電圧、電流、温度などの重要なパラメータをリアルタイムで監視し、高精度の SOC (充電状​​態) と SOH (健康状態) の推定を実行します。-システムが過充電、過放電、過電流、過熱などの異常状態に陥った場合、BMS は数ミリ秒以内に保護メカニズムを作動させ、熱暴走を防ぐために回路を遮断します。-この包括的な予防的安全保護は、現代の商用エネルギー貯蔵の大規模アプリケーションの基礎です。-

エネルギー管理システム (EMS) はシステム全体のインテリジェントな頭脳であり、商用ストレージのスマート エネルギー管理の実現を担当します。 EMS は、高速通信ネットワークを介して PCS、BMS、電力メーターからデータを収集します。-このデータを地域のピークバレー電力価格政策、企業の負荷曲線、太陽光発電の条件と組み合わせて、最適な充電および放電戦略をインテリジェントに策定します。-たとえば、オフピーク電力期間中に自動充電し、ピーク期間中に工場に電力を供給するために放電することで、コストを最大限に節約できます。{4}}さらに、EMS はクラウド監視とリモートメンテナンスをサポートしており、管理者はいつでもどこでも産業用エネルギー貯蔵 (EMS) 発電所の稼働状況を監視できます。

大規模な産業用および商業用アプリケーションでは、高電圧から低電圧への変換と電気的安全性の確保に絶縁変圧器が不可欠です。{1}{2}これらは、PCS からの低電圧 AC 出力をプラントの送電網に一致するレベルまで昇圧するだけでなく、高電圧機器をバッテリの DC 側から効果的に分離し、送電網側のサージによる繊細なバッテリ システムへのサージ損傷を防ぎます。-包括的な結合キャビネット、開閉装置、その他の配電機器と組み合わせることで、グリッド接続された産業用ストレージ システムは、企業のマイクログリッドや公共電力網に安定して準拠して接続でき、効率的な電力スループットを実現できます。{8}}