Аккумуляторная система хранения энергии BESS для эффективного использования энергетических ресурсов

Имея широкий диапазон мощности и емкости хранения, системы BESS варьируются от небольших бытовых устройств до крупномасштабных моделей, используемых в бытовых, коммунальных и промышленных целях. Количество BESS, установленных в США, увеличилось на 80% в 2022 году. В настоящее время масштабные решения работают по всему миру, включая США, Австралию, Великобританию, Японию, Китай и многие другие страны.


Эта статья дает ответы на вопросы о технологии хранения энергии с помощью аккумуляторов: что это такое, почему и где ее можно использовать. Мы также расскажем о стандартных и индивидуальных BESS, указав сильные и слабые стороны обоих решений.

BESS – это система хранения энергии, которая, получая энергию из разных источников, накапливает ее и сохраняет в перезаряжаемых батареях для дальнейшего использования. По мере необходимости электрохимическая энергия из аккумулятора и подается в дома, электромобили, промышленные и коммерческие объекты.

BESS – это сложная система, состоящая из аппаратных компонентов, а также системного встроенного и высокоуровневого программного обеспечения. Основные части BESS включают в себя следующие компоненты:

• Система аккумуляторов. Содержит отдельные аккумуляторные элементы, которые преобразуют химическую энергию в электрическую и обратно. Элементы собраны в модули, которые, в свою очередь, образуют аккумуляторные блоки.
  
• Система управления батареями (Battery Management System или BMS). BMS обеспечивает безопасность работы аккумуляторной батареи. Она контролирует состояние элементов аккумулятора, измеряет их параметры и состояния, такие как состояние заряда (State-of-Charge, сокращенно SoC) и состояние работоспособности (State-of-Health, SoH), а также защищает батареи от возгорания и других угроз.
  
• Инвертор или система преобразования энергии (Power Conversion System – PCS). Инвертор преобразует постоянный ток (DC), вырабатываемый батареями, в переменный (AC), подаваемый на объекты. Аккумуляторные системы хранения энергии имеют двунаправленные инверторы, которые позволяют как заряжать, так и разряжать батареи.
  
• Система энергоменеджмента (Energy Management System, EMS). Отвечает за мониторинг и контроль потока энергии в системе хранения. EMS координирует работу BMS, PCS и других компонентов BESS. Собирая и анализируя данные об энергии, EMS может эффективно управлять энергоресурсами системы.
  
  

В зависимости от функциональности и условий эксплуатации BESS также может включать в себя ряд систем безопасности: пожаротушения, обнаружения дыма, контроля температуры, контроля охлаждения, отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC).

Системы безопасности имеют собственные блоки контроля и управления, обеспечивающие необходимые условия для безопасной эксплуатации BESS за счет контроля ее параметров и реагирования на аварийные ситуации.

Помимо электроники, сложные BESS полагаются на надежные программные решения. Например, современные системы используют алгоритмы машинного обучения для оптимизации управления энергопотреблением. Высокоточная оценка состояния и характеристик батарей требует надежных алгоритмов и математических моделей, построенных в процессе разработки программного обеспечения BMS.

BESS получает энергию от электросети или возобновляемых источников, таких как солнечная и ветровая энергия, и сохраняет ее с помощью аккумуляторов. Во время пиковых нагрузок, перебоев в подаче электроэнергии и в других ситуациях батареи разряжаются, обеспечивая необходимую энергию.

BESS работает с аккумуляторами различных типов: литий-ионными, свинцово-кислотными, никель-кадмиевыми и др. Далее мы подробнее расскажем о некоторых из них.

Каждый тип батареи имеет технические характеристики, которые определяют использование BESS и влияют на эффективность хранения аккумуляторной энергии. К основным характеристикам батареи относятся:

• Емкость. Это количество электрического заряда, накопленного в батарее, или количество электричества, доступное в BESS.
  
• Мощность. Этот параметр определяет количество энергии, подаваемой батареей, или выходную мощность, которую может обеспечить BESS.
  
• Эффективность преобразования энергии. Характеристика отображает соотношение энергии, отдаваемой аккумулятором во время разряда, к энергии, подаваемой на аккумулятор во время цикла зарядки.
  
• Скорость саморазряда. Характеристика применяется при диагностике батареи и показывает процент энергии, разряжаемой аккумулятором, по отношению к его общей емкости.
  
• Срок службы. Эту характеристику можно определить как количество циклов зарядки и разрядки аккумулятора или количество энергии, которое аккумулятор может отдать в течение своего срока эксплуатации (пропускная способность аккумулятора).
  
• Безопасность. Это важная характеристика, которая показывает соответствие аккумулятора требованиям безопасности, например, по химическому составу.
  
  

Помимо перечисленных, системы хранения аккумуляторной энергии имеют и другие характеристики, описывающие их производительность. Например, время отклика – это время, необходимое BESS для перехода из состояния ожидания в работу на полную мощность. Скорость изменения – это скорость, с которой система может наращивать или сокращать выходную мощность.

Аккумуляторные системы хранения энергии различаются в зависимости от электрохимии или технологии изготовления используемых аккумуляторов. Рассмотрим основные типы аккумуляторов, применяемых в BESS, и их возможности.

Согласно отчету Управления энергетической информации США (EIA) за 2021 год, более 90% крупных аккумуляторных систем хранения энергии в США питались от литий-ионных батарей.

Процентные данные по США справедливы и для характеристики общемировых тенденций. Этот тип аккумуляторной батареи широко применяется в электромобилях, бытовой электронике и портативных устройствах, таких как смартфоны, ноутбуки, планшеты и камеры.

Химический состав литий-ионных аккумуляторов включает в себя оксид лития-кобальта, оксид лития-марганца, фосфат лития-железа, оксид лития-никеля-марганца-кобальта (NMC) и другие. Преимущества литий-ионного аккумулятора делают его одной из ведущих технологий хранения энергии. По прогнозам, к 2030 году мировой рынок литий-ионных аккумуляторов утроится и достигнет 278 миллиардов долларов. Литий-ионная батарея легкая и компактная, обладает высокой емкостью и плотностью энергии, требует минимального обслуживания и имеет длительный срок службы.

Кроме того, литий-ионные аккумуляторы легко и быстро заряжаются и имеют низкую скорость саморазряда. К слабым местам этой аккумуляторной технологии относятся высокая стоимость, высокая пожароопасность, а также чувствительность к экстремальным температурам, перезаряду и переразряду.

Свинцово-кислотная батарея – это старейшая аккумуляторная технология, а также одно из самых дешевых и доступных решений, которое находят применение в автомобильной и промышленной сферах, а также в системах накопления энергии.

Батареи PbA легко перерабатываются и могут эффективно работать как при высоких, так и при низких температурах.

Свинцово-кислотные аккумуляторы с клапанным регулированием (VRLA) лучше подходят для хранения энергии, чем их старые аналоги (залитые свинцово-кислотные аккумуляторы), поскольку они имеют более длительный срок службы, большую емкость и простоту обслуживания.

Медленная зарядка, большой вес и низкая удельная энергоемкость являются одними из основных недостатков этой аккумуляторной технологии.

Этот тип аккумуляторов преобладал на рынке носимой электроники, пока в игру не вступили литий-ионные батареи. Ni-Cd аккумуляторы имеют множество конфигураций, они недороги, удобны в транспортировке и хранении, обладают высокой устойчивостью к низким температурам. Эта технология отстает от конкурентов по плотности энергии, скорости саморазряда и возможностям переработки.

В никель-металлогидридных (Ni-MH) батареях используется тот же компонент, что и в никель-кадмиевых – метагидроксид никеля (NiO(OH)). Однако химический состав Ni-MH аккумуляторов обеспечивает лучшие характеристики, такие как более высокая емкость и плотность энергии.

Натрий-серная батарея – экономичная технология, основанная на применении расплавленной соли. Преимущества аккумуляторов Na-S заключаются в высокой плотности энергии и мощности, длительном сроке службы и стабильной работе в экстремальных условиях окружающей среды. Тем не менее, данная аккумуляторная технология имеет ограниченную область применения из-за высоких рабочих температур (не менее 300°С) и чувствительности к коррозии. Кроме того, натрий является легковоспламеняющимся и взрывоопасным компонентом.

Натрий-серные батареи хорошо подходят для автономного хранения энергии, интегрированного с возобновляемыми источниками энергии.

В отличие от обычных аккумуляторных батарей, в которых энергия хранится в твердом материале электродов, проточные батареи хранят энергию в растворах жидких электролитов. Наиболее распространенным типом проточных батарей является ванадиевая окислительно-восстановительная батарея (VRB). Другие типы состоят из химических соединений цинк-бром, цинк-железо и железо-хром. Несмотря на низкую энергоемкость и низкую скорость заряда/разряда, проточные батареи имеют ряд важных преимуществ, позволяющих им занимать большую долю рынка сетевых и автономных систем хранения энергии, включая крупномасштабные структуры.

К этим преимуществам относятся чрезвычайно длительный срок службы (до 30 лет), высокая масштабируемость, быстрое время отклика и низкий риск возгорания, поскольку проточные батареи содержат негорючие электролиты.

По состоянию на 2020 год на BESS приходилось 7,5% мировых мощностей по хранению энергии, что значительно меньше, чем у гидроаккумулирующих электростанций.

Тем не менее, по прогнозам The Business Research Company, к 2027 году объем мирового рынка аккумуляторных накопителей энергии достигнет $13,8 млрд при среднегодовом темпе роста 25,7%.

Учитывая последние достижения в области электрохимических технологий хранения энергии, а также их доступность и эффективность, ожидается, что в ближайшие годы BESS станет лидирующей технологией хранения энергии.

Однако альтернативные решения могут соперничать с аккумуляторными системами хранения энергии, получая преимущество в некоторых областях. Вот основные конкуренты BESS:

Гидроаккумулирующая электростанция (ГАЭС). По оценкам Международной ассоциации гидроэнергетики (International Hydropower Association, IHA), во всем мире системы ГАЭС хранят до 9 000 ГВт·ч электроэнергии, аккумулируя более 94% мировых мощностей по хранению энергии.

Принцип действия ГАЭС заключается в том, что энергия вырабатывается водой, которая вращает турбины при стекании из верхнего резервуара в нижний.

Данная система хранения энергии может предложить огромную емкость хранения по разумной цене, удовлетворяя потребности крупных электрических сетей. Однако строительство гидроаккумулирующих систем занимает годы и требует огромных инвестиций.

Пневмоаккумуляция (Compressed air energy storage – CAES). Этот тип систем хранения энергии использует энергию для сжатия и хранения воздуха в подземном резервуаре. Когда возникает необходимость, высвобождаемый воздух производит электроэнергию за счет вращения воздушных турбин. Системы CAES эффективно используются в производственной и горнодобывающей отраслях. Однако реализация этой технологии в некоторых областях может быть проблематичной, особенно для жилых помещений.

Маховиковый накопитель энергии (Flywheel energy storage – FES). Приложение энергии к маховику значительно увеличивает его скорость, генерируя вращательную или кинетическую энергию, которая сохраняется и высвобождается позже. Маховиковые аккумулирующие системы отличаются долговечностью (срок службы измеряется десятилетиями), простотой обслуживания и быстрым временем отклика. Но они могут работать только в течение коротких периодов времени.

Накопитель тепловой энергии (Thermal energy storage – TES). Этот тип ESS может хранить тепловую энергию, собранную из множества источников, включая воду, камни и расплавленные материалы – соль, кремний и алюминий. Системы TES имеют потенциал для широкого использования вместе с возобновляемыми источниками энергии в системах отопления и охлаждения.

Накопитель потенциальной энергии или накопитель механической гравитационной энергии. Идея этой системы хранения заключается в том, чтобы поднимать тяжелые предметы, такие как бетонные блоки, и опускать их, когда требуется энергия. Эта технология пока далека от массового распространения, но при правильной настройке она может оказаться многообещающей для рынка хранения энергии.

За последние годы на рынке появились альтернативные технологии хранения энергии. Некоторые из них уже запущены и работают, другие находятся в разработке. Несомненно, все они нуждаются в надежных специально разработанных аппаратных и программных решениях, которые помогут автоматизировать операции, сократить расходы на техническое обслуживание и обеспечить бесперебойную работу с минимальным вмешательством человека.

Выбор в пользу аккумуляторной системы хранения энергии может быть оправдан по нескольким причинам. Во-первых, хранение энергии с помощью аккумуляторов не ограничено местоположением – вам не нужно предусматривать огромные резервуары для воды или подземные хранилища для воздуха.

Благодаря своей доступности и гибкости BESS хорошо проявляет себя в сферах, требующих различных уровней мощности и емкости хранения. Более того, современные аккумуляторные технологии ориентированы на легкий вес, экономичность, безопасность и экологичность.

Давайте рассмотрим варианты использования аккумуляторной системы хранения энергии и основные проблемы, которые она может решить.

Системы BESS помогают сбалансировать нагрузку между пиковыми и непиковыми периодами. Потребность в электроэнергии может меняться в зависимости от времени суток, сезона и других факторов. Чем выше спрос, тем выше стоимость электроэнергии, и наоборот – в непиковые часы цены снижаются.


Аккумулируя энергию, когда потребность в ней низкая, и разряжая ее в периоды пиковой нагрузки, аккумуляторные решения позволяют экономить на тарифах на электроэнергию (снижение пиковой нагрузки).

Как уже говорилось выше, цены на электроэнергию колеблются в разное время. Системы аккумуляторного хранения энергии позволяют сглаживать эти изменения: энергия покупается по низкой цене в периоды низкой нагрузки и продается или используется, когда цена возрастает. Таким образом, независимо от сезона и спроса на электроэнергию, BESS позволяют выравнивать цены на энергоносители и минимизировать риски.

BESS может обеспечить резервное питание в случае сбоя в электросети до полного восстановления электроснабжения. Большая емкость хранилища и интеграция с возобновляемыми источниками энергии позволяют BESS резервировать энергию на более длительные периоды. Работая в качестве источника бесперебойного питания (ИБП), коммерческое решение для аккумуляторного хранения энергии может сэкономить время и деньги, поскольку исключает простои.

BESS может заменить дизельный или газовый генератор, используемый на электростанциях для восстановления выработки электроэнергии после отключения, используя свои возможности автономного запуска. Благодаря аккумуляторной батарее энергосистемы могут перезапускаться после полного отключения без использования внешних электросетей. Быстрое время отклика BESS помогает системам восстановиться в кратчайшие сроки.

Системы аккумуляторных батарей могут регулировать частоту в сети, приводя значения в требуемый диапазон. Если количество вырабатываемой мощности не соответствует фактическому спросу на электроэнергию, частота может выйти за номинальное значение. Такие несоответствия могут привести к сбоям и отключениям электроэнергии. BESS могут немедленно реагировать на перебои в подаче электроэнергии, обеспечивая частотный отклик менее секунды, и стабилизировать сеть.

BESS также может обеспечивать стабильность напряжения, поддерживая его уровень в заданном диапазоне.

Интеграция аккумуляторных систем хранения энергии с возобновляемыми источниками, имеющими переменный характер выработки энергии, открывает двери к недорогой электроэнергии, постоянно доступной для сетевых, автономных и гибридных систем. В последнее время чистая энергия приобрела популярность как экономически обоснованная и экологически чистая альтернатива ископаемому топливу.

По данным Statista, на возобновляемые источники энергии (гидроэнергия, ветер, солнечная энергия, биоэнергетика и др.) в 2022 году приходилось 30% мирового производства электроэнергии. Более того, прогнозируется, что к 2040 году эта цифра достигнет 45%. Увеличение числа решений для хранения энергии, полученной от возобновляемых источников, широко поддерживается и стимулируется правительствами стран посредством субсидий и более низких налоговых ставок.

Аккумуляторная технология хранения повышает эффективность возобновляемых источников энергии. Это делает их надежным источником для различных применений, включая домохозяйства с солнечными панелями (photovoltaics или PV), автономные коммерческие объекты и обособленные сети, например, расположенные на островах или в отдаленных сельских районах.

Интеллектуальные сети, расположенные в поселении Роккасё в Японии, хранят солнечную и ветровую энергию с помощью BESS большой емкости на основе натриево-серных батарей. В настоящее время здесь действуют 92 ветроэнергетических объекта и 3 солнечные электростанции общей мощностью 313 350 кВт.

Системы BESS осуществляют энергетический арбитраж и управляют энергопотреблением в подключенных к сети и гибридных солнечных и ветровых системах. Например, в ветреную погоду система может обеспечивать электроэнергией дома в часы пик и заряжать аккумуляторы во время низкой нагрузки. Накопленная энергия может использоваться позже, когда спрос на электроэнергию высок, а переменный энергетический ресурс недоступен.

Такая система установлена и успешно работает на Фарерских островах. Ветряные турбины производят электроэнергию, которая покрывает около 50% энергетических потребностей островов.

Благодаря применению аккумуляторной технологии хранения энергии нет необходимости создавать новые системы передачи и распределения (Transmission and Distribution, T&D) или обновлять устаревшие T&D активы или активы с недостаточной мощностью.

Сохраняя избыточную энергию и обеспечивая резервную мощность, BESS может снять нагрузку с перегруженных линий передачи и распределения и предотвратить перегрузки в системах передачи.

BESS является неотъемлемой частью микросетей – распределенных сетей, которые могут подключаться к коммунальной энергосистеме или быть полностью независимыми.

Автономные микросети, расположенные в отдаленных регионах, могут полагаться на аккумуляторные системы хранения, интегрированные с возобновляемыми источниками энергии с переменным характером выработки.

Такие решения обеспечивают бесперебойную выработку электроэнергии, а также помогают избежать больших расходов и загрязнения воздуха, связанных с использованием дизельных генераторов.

Системы BESS находят широкое применение в различных отраслях и областях применения – например, в архитектурах «перед счетчиком». Термин front-of-the-meter (FTM) обозначает электроэнергию, вырабатываемую за пределами объекта, вдали от точки потребления. Данная область применения включают в себя аккумуляторные системы хранения в электроэнергетических системах, таких как предприятия по производству и хранению энергии, а также линии передачи и распределения.

Область применения BESS в структурах «за счетчиком» (термин behind-the-meter (BTM) обозначает электроэнергию, вырабатываемую рядом с точкой потребления) охватывает транспорт, включая электромобили и морские системы, а также аккумуляторные решения для хранения энергии в жилых, коммерческих и промышленных помещениях.

Vistra Moss Landing в Калифорнии, США, является крупнейшей в мире аккумуляторной системой хранения энергии. BESS мощностью 400 МВт/1600 МВт·ч была введена в эксплуатацию в декабре 2020 года. Ожидается, что к лету 2023 года мощность накопителя достигнет 750 МВт/3000 МВт·ч.

Vistra, компания по производству и сбыту электроэнергии, которую ранее критиковали за загрязнение окружающей среды, переключает внимание на возобновляемые источники энергии, внося свой вклад в защиту окружающей среды и создание новых рабочих мест.

Одними из крупнейших в мире аккумуляторных систем хранения энергии являются Alamitos Energy Center, Gateway Energy Storage (США), Hornsdale Power Reserve (Австралия), Minety Battery Energy Storage Project (Великобритания), аккумуляторные электростанции Будзен и Роккасё (Япония), Korea Zinc Energy Storage System (Южная Корея) и Kunshan Energy Storage Power Station (Китай).

В 2022 году в США было развернуто аккумуляторных хранилищ энергии с суммарной мощностью 4027 МВт / 12 155 МВт·ч, что намного превышает показатели 2021 года, когда в сеть было добавлено 3000 МВт / 9500 МВт·ч.

Согласно анализу Frost & Sullivan, снижение стоимости технологий и быстрое распространение возобновляемых источников энергии позволят глобальной мощности аккумуляторных систем хранения энергии возрасти до 134,6 ГВт к 2030 году.

Мировой рынок хранения энергии предлагает большой выбор готовых аккумуляторных систем. Они различаются по химическому составу аккумуляторов, масштабу, функциональности, назначению и цене. Вот некоторые из ключевых игроков рынка BESS:

• NextEra Energy – крупнейший в мире производитель возобновляемой солнечной и ветряной энергии. Один из мировых лидеров по емкости аккумуляторных систем хранения и номер один в США по площади хранилищ.
  
• ABB – шведско-швейцарская транснациональная корпорация, производящая аккумуляторные системы хранения энергии для солнечных батарей. Ассортимент их продукции включает в себя модульные решения на основе литий-ионных аккумуляторов для домашнего использования, интеллектуальных транспортных систем, коммунальных хозяйств и промышленного применения.
  
• BYD (Китай) – один из крупнейших производителей всех типов аккумуляторных батарей в мире. BYD производит системы хранения энергии для различного применения. Линейка продуктов включает в себя крупномасштабные BESS для жилищно-коммунального хозяйства, системы хранения на основе модульных батарей для коммерческого использования и продукты MINI ES – малогабаритные аккумуляторные устройства хранения энергии.
  
• Panasonic (Япония) – производитель домашних аккумуляторных накопителей EverVolt, которые могут хранить от 11 до 120 кВт·ч солнечной энергии. EverVolt использует литий-ионные аккумуляторные батареи Panasonic.
  
• Toshiba (Япония) – производитель системы SCiB – средних и крупных решений для хранения энергии на литий-ионных батареях. Эти системы служат общественным, коммерческим и промышленным потребностям.
  
• Fluence – совместное предприятие Siemens (Германия) и AES (США), которое предлагает три продукта аккумуляторных накопителей энергии: Gridstack (сетевая система хранения энергии для промышленного применения), Sunstack (система хранения солнечной энергии) и Edgestack (система хранения энергии для коммерческих нужд).
  
• Samsung SDI (Южная Корея) – один из ведущих мировых производителей литий-ионных аккумуляторов. Мощность аккумуляторных систем хранения энергии Samsung варьируется от нескольких кВт·ч до нескольких МВт·ч. Системы находят применение в домохозяйствах, у коммунальных предприятий, на электростанциях и коммерческих объектах.
  
• LG Chem (Южная Корея) – производитель, предлагающий аккумуляторные решения, которые накапливают и сохраняют солнечную энергию для питания домов без использования электроэнергии от коммунальных предприятий. Системы LG Home Battery RESU имеют компактные размеры и используют литий-ионные аккумуляторы.
  
• General Electric (США) – производитель широкого спектра аккумуляторных систем хранения энергии, которые можно использовать для автономных и интегрированных гибридных решений, основанных на солнечной, ветровой и тепловой энергии.
  
• Hitachi (Япония) – поставщик модульных аккумуляторных систем хранения энергии с литий-ионными батареями для установки внутри и снаружи помещений. Эти системы предназначены для коммерческого и промышленного применения и могут быть объединены с источниками солнечной и ветровой энергии, а также дизельными генераторами.
  
• Tesla (США) – компания-производитель аккумуляторных решений для хранения энергии Powerwall и Powerpack. Обе системы основаны на литий-ионных аккумуляторах. Powerpack предназначен для коммерческого и промышленного применения, а Powerwall можно интегрировать с солнечными батареями для использования в жилых помещениях.
  
• Johnson Controls – американский производитель контейнерных ESS на базе литий-ионных аккумуляторов. Распределенные системы хранения энергии от Johnson Controls могут обеспечить мощность от 50 до 200 кВт·ч и от 150 кВт·ч до 5000 кВт·ч.
  
  

Мировой рынок аккумуляторных накопителей энергии богат на предложения. Стоимость аккумуляторов неуклонно снижается, поэтому готовые BESS становятся более доступными для потребителей. По данным Statista, цена на литий-ионные аккумуляторы, которые преобладают в аккумуляторных накопителях энергии, за последние 11 лет упала на 90% – с 1220 долларов за киловатт-час в 2010 году до 132 долларов в 2021 году. Но в конечном итоге цена батареи будет зависеть от размера проекта и емкости хранилища – в небольших проектах цена будет выше средней.

Помимо батарей, общая стоимость аккумуляторной системы хранения энергии складывается из стоимости системы управления энергопотреблением, системы управления АКБ (BMS), системы преобразования энергии (инвертора) и других компонентов.

Использование готовой BESS также может повлечь за собой расходы на установку, эксплуатацию, обслуживание и гарантию. Например, Powerwall от Tesla обеспечивает 13,5 кВт·ч полезной емкости, а его цена может достигать 10 500 долларов США, включая систему солнечных панелей и затраты на установку. Panasonic EverVolt позволяет хранить от 11,4 до 17,1 кВт·ч энергии, что будет стоить от 15 000 до 20 000 долларов США вместе с солнечными панелями, установкой и настройкой.

При выборе аккумуляторной системы хранения энергии, помимо ее стоимости, следует учитывать множество факторов:

• полнота системы и доступность связанных с ней подсистем и вспомогательного оборудования;
  
• химический состав, безопасность и другие характеристики аккумулятора;
  
• качество, доступность и непрерывность поставок аппаратных компонентов;
  
• надежность программного обеспечения.
  
  

Как видим, программное обеспечение BMS играет важную роль в общей производительности аккумуляторной системы хранения энергии, поскольку оно отвечает за зарядку и разрядку, а также за безопасность аккумуляторов.

Покупая готовую аккумуляторную систему хранения энергии, необходимо иметь достаточный опыт и квалификацию, чтобы проверить качество и комплектность всей системы.

Настройка, обслуживание и поддержка BESS также может потребовать обучения персонала с вашей стороны, если вы не готовы платить за эти услуги поставщику BESS. При покупке аккумуляторного устройства необходимо убедиться, что производитель предоставляет гарантию, которая покрывает ремонт или замену системы и ее компонентов в случае неисправности.

Приобретение готовой BESS сэкономит время, особенно если вам нужно типовое решение без особых потребительских требований к системе. Благодаря богатому выбору аккумуляторных систем хранения энергии на рынке легко найти надежного производителя и подходящий вариант, который сможет удовлетворить потребности ваших клиентов.

С другой стороны, готовые системы могут иметь необоснованно дорогую электронику, предустановленное программное обеспечение низкого качества и ненужные функции, которые увеличивают стоимость. Им также может не хватать функций, нужных конечному пользователю, или они могут не соответствовать требованиям отрасли и бизнес-ниши потребителя, а также условиям эксплуатации.

Кроме того, не все поставщики BESS предоставляют комплексные решения. Установка добавочных компонентов и подсистем от разных производителей может привести к серьезным проблемам совместимости и межсетевого взаимодействия.

Разработка собственной аккумуляторной системы хранения энергии может стать альтернативой, на которую стоит обратить внимание.

Индивидуально разработанные системы BESS лишены недостатков готовых решений, предлагаемых крупными поставщиками. Они могут удовлетворить потребности ваших потенциальных потребителей.

Однако реализация индивидуального продукта – это задача, требующая времени и ресурсов. Создание решения для аккумуляторного хранения энергии относится к крупномасштабным и длительным проектам, занимающим месяцы или даже годы.

BESS – это сложная многоуровневая инженерная система, поэтому разработка такого решения с нуля требует глубоких знаний в различных областях, включая аккумуляторные технологии, силовую электронику и разработку встроенного программного обеспечения.

Выбор компетентной команды разработчиков – это уже половина успеха проекта. Вот почему так важно нанимать грамотных специалистов с соответствующим опытом. Для создания аккумуляторной системы хранения энергии с нуля требуются специалисты в области электронного проектирования, электротехники, низкоуровневого встроенного ПО, высокоуровневого программного обеспечения и инженерной механики для проектирования корпусов.

Команда КЕДР Solutions готова стать исполнителем вашего проекта. Мы разрабатываем электронные устройства для управления батареями, двунаправленного преобразования энергии, управления энергопотреблением и систем безопасности BESS.

Наши инженеры внедряют программное обеспечение для контроля, а также обеспечивают онлайн-передачу данных для удаленного управления BESS.

Мы создаем масштабируемые аккумуляторные решения для хранения энергии с быстрым временем отклика, быстрой скоростью изменения нагрузки и высокоэффективными источниками питания.

Интегрированные с электрическими сетями или с возобновляемыми источниками энергии, наши BESS могут служить для управления нагрузкой, резервного питания, регулирования частоты и напряжения, энергетического таймшифтинга и многих других целей.

Производство – еще один важный этап, который нужно пройти в процессе создания собственного аккумуляторного решения для хранения энергии. Производственный процесс BESS включает в себя множество задач, которые могут выполняться на разных производственных объектах. Успешное сотрудничество является ключом к эффективному производству BESS.

Разрабатывая индивидуальное решение, вам придется позаботиться о сертификации продукции. Международные стандарты, регулирующие разработку электроники – IEC, ISO, IEEE, UL.

Помимо этого, в каждой стране есть свои требования сертификации и национальные стандарты. Например, в Соединенных Штатах система хранения энергии должна соответствовать правилам Федеральной комиссии по регулированию энергетики (FERC), Министерства энергетики (DOE) и некоторых регулирующих органов на уровне штата.

В октябре 2019 года Австралия и Новая Зеландия разработали AS/NZS 5139:2019 – совместный стандарт, содержащий общие требования к установке и безопасности аккумуляторных систем хранения энергии. Кроме того, австралийские производители BESS должны соблюдать ряд других национальных и международных норм и стандартов.

Критерии сертификации также могут зависеть от отрасли и области применения BESS. Например, DNV предоставляет практические рекомендации по проектированию, производительности, эксплуатации, техническому обслуживанию и безопасности накопителей энергии, используемых в морских системах. Документ содержит спецификации скорости зарядки/разрядки, SoC, SoH, DoD и многих других параметров системы и условий эксплуатации.

Приведем некоторые отечественные стандарты ГОСТ Р, которые необходимо учитывать при разработке BESS для российского рынка:

• ГОСТ Р ИСО 50001/2012;
  
• ГОСТ Р 59986-2022/IEC TR 61431:2020;
  
• ГОСТ Р МЭК 62619–2020;
  
• ГОСТ Р МЭК 62485 - 2020;
  
• ГОСТ Р 58092.1-2018;
  
• ГОСТ Р 58092.3.1-2020(IEC TS 62933-3-1:2018);
  
• ГОСТ Р 58092.3.3-2023.
  
  

Перечень документации будет зависеть от сферы применения BESS, типа используемых аккумуляторов и других характеристик системы.

Команда инженеров, занимающаяся разработкой BESS, должна хорошо разбираться в требованиях сертификации и применяемых стандартах. Это помогает снизить риски при проектировании системы и предоставить конечному пользователю высококачественный продукт вовремя и в рамках бюджета.

Несмотря на сложность разработки, индивидуальная аккумуляторная система хранения энергии отличается от типового решения повышенным удобством использования, меньшими эксплуатационными расходами и высокой надежностью.

Изучив рынок, вы сможете учесть потребности клиентов, рассмотреть недостатки готовых BESS и создать востребованные решения для хранения энергии.

Внедрение собственного продукта делает вас независимым от какого-либо конкретного поставщика BESS и его услуг. Вы сможете настраивать, обслуживать, поддерживать систему и предоставлять другие услуги своим клиентам оперативно и без посредников.