电池储能系统改变能源管理

电池储能系统可以集成可再生能源，优化功耗，并提供备用电源，从而有助于实现更清洁、更具弹性的电网。

随着世界朝着更可持续的未来迈进，电池储能系统 （BESS） 在能源效率和确保可靠电力供应方面发挥着至关重要的作用。通过平衡供需并储存来自太阳能和风能等可再生能源的多余能源，BESS 有助于应对间歇性能源生产的挑战。

什么是电池储能系统？

任何 BESS 的核心是它的电池，它储存能量并在以后释放以备将来使用。这些电能被太阳能、风能或发电站捕获，在电池充电过程中转化为化学能。这些电池有许多不同的化学成分，包括锂离子和铅酸，每种电池都提供不同水平的效率、使用寿命和安全性。

通过电池管理系统，密切监控 BESS 以优化性能并防止过度充电和过热等问题。此外，BESS 利用能源管理系统来管理 BESS 的充电、放电以及与电网的交互。该系统允许 BESS 做出实时决策，以优化能源使用并降低成本。

图 1：电池储能系统包含一系列组件，包括电池组、电池管理系统、电源转换系统以及温度控制、HVAC 和消防等安全功能，可用于从电网到可再生能源集成等各种应用。（来源： Integra Sources）

为什么 BESS 对于可持续未来至关重要

每年，BESS 为全球成千上万的家庭、企业、工厂和社区供电。它们的规模和存储容量各不相同。例如，Tesla Powerwall 的可用容量为 13.5 kWh，是一款紧凑型设备，可以作为单个家庭的不间断电源。另一方面，Vistra Moss Landing 储能设施（世界上最大的 BESS）可以为 300,000 户家庭提供能源。

BESS 可以在任何天气条件下有效利用太阳能和风能。可充电电池可以储存这些间歇性可再生能源产生的多余能量。稍后，可以根据用户的需要消耗这些能量。

当与电池存储解决方案集成时，可再生能源可以取代化石燃料，为各种应用提供廉价的清洁能源。可再生能源并网广泛用于：

• 太阳能和风电场

• 离网和孤立的社区（岛屿和难以到达的地区）

• 家用储能装置

• 与太阳能电池板（如 Powerwall）结合使用

除了离网系统外，BESS 还可以显著支持住宅、商业和工业用途的并网和混合解决方案，使其对能源消耗的影响非常动态。

图 2：电池储能系统可以有效地存储可再生能源（包括太阳能和风能）产生的多余能量。（来源： Integra Sources）

能源需求与成本之间的关系

电力需求与其成本之间存在正相关关系。能源价格在需求高峰期上涨，在需求下降时下降。通过在非高峰时段为电池充电，消费者可以购买廉价能源并将其存储在 BESS 中。然后，他们可以等到电价上涨并将电池放电，以使用低成本能源或将其出售给电网。因此，家庭和企业可以有效地管理能源资源，降低成本。

调峰是负载管理中最受欢迎的 BESS 使用案例之一。此外，消费者可以像能源套利一样减少开支。电池存储解决方案可以帮助避免电网的峰值需求，防止停电和其他紧急情况。通过释放储存的能量，BESS 减轻了电网的负载并不间断地供电。

能源停电和备用电源的重要性

BESS 可以帮助发电站和电网在停电后快速恢复。消费者可以使用更便宜、更环保的电池存储系统，而不是使用柴油发电机。BESS 可以独立于电网的输电线路工作，并在所需的时间内（从几分钟到几小时）提供能源。

BESS 为家庭、企业和其他设施提供能源，可以确保它们在能源停电期间持续运行。这对于提供与人们健康和安全相关的服务的医疗保健机构和其他组织来说至关重要。根据存储容量，BESS 可以提供备用电源，即使在电网严重故障的情况下也是如此。

实际应用

BESS 依赖于负担得起的技术。例如，锂离子电池的价格在过去 10 年中下降了近 90%，预计还会进一步下降。电池存储解决方案具有广泛的配置范围，包括存储容量和尺寸，因此可以适应许多行业和应用。

这些应用可分为电表前 （FTM） 或公用事业规模的系统（消耗的能源由电表测量）和电表后 （BTM） 或现场解决方案（消耗的能源无法连接到电网，因此由电表测量）。FTM BESS 应用包括：

• 公用电网

• 变电站

• 输配电线路

• 电站

BTM 系统可以绕过电网向消费者供电。除了绿色能源外，BESS 还可以持续支持独立的电力系统或微电网。

制造商可以使用电池存储进行备用电源，以避免生产设施停机。通过使用 BESS，公司和家庭可以通过能源时移显著降低电费。BTM 电池储能系统可在以下位置找到：

• 工业和制造设施

• 企业

• 家庭

• 电动汽车

• 船用系统

随着 BESS 不断改变能源管理，获得高质量的电子元件对于构建高效、可靠和可扩展的解决方案至关重要。DigiKey 通过为工程师和制造商提供尖端的电池管理系统、电力电子元件和节能元件来支持这一转变。

图 3：电池储能系统具有广泛的配置，包括存储容量和尺寸，因此可用于各种应用。（来源： Integra Sources）

BESS 在有弹性的能源未来中的作用

毫无疑问，购买现成的 BESS 可以节省时间，有时还可以节省金钱。如果对系统没有特殊要求，可以从市场上的大量储能产品中选择开箱即用的解决方案。也就是说，一些原因可能会阻止消费者购买。例如：

• 特定的买家要求，包括业务利基需求和运营条件

• 缺少所需的功能或增加系统成本的不必要功能

• 系统不完整，缺乏配套设备

• 低质量的软件

• 无保修和保修期后维护

构建 BESS 可能是一个乏味的过程，需要时间、金钱和专业知识。但这为创建完全满足最终用户所有要求的高度定制的解决方案提供了机会。

随着对可持续和可靠能源解决方案的需求不断增长，BESS 将继续塑造能源管理的未来。它们能够整合可再生能源、优化功耗并在停电期间提供关键备份，这使其成为现代能源基础设施的基石。无论是通过现成的解决方案还是定制的系统，BESS 都使企业、社区和个人能够控制其能源使用、降低成本，并为更清洁、更具弹性的电网做出贡献。