A バッテリーエネルギー貯蔵システム (BESS)の特殊なタイプですエネルギー貯蔵システム (ESS)。複数の充電式バッテリーを組み合わせて太陽光、風力、または電気エネルギーを蓄え、必要に応じて放出できるようにすることで機能します。基本的には携帯電話の充電器のように機能しますが、電源がモバイル機器用ではなく、家庭全体、店舗、さらには工場全体に供給される点が異なります。
として使用されるかどうか20kWの家庭用太陽光発電システム大規模な送電網-規模のプロジェクトでは、BESS は再生可能エネルギーを送電網に統合し、山を削り、谷を埋めるという点で積極的な役割を果たします。
完全なバッテリーエネルギー貯蔵システムはバッテリーだけで構成されているわけではありません。他にもいくつかの重要なコンポーネントが含まれています。これらの主なコンポーネントは次のとおりです。
- LFPバッテリーモジュール、実際にエネルギーを蓄える部分です。
- PCS（電力変換システム）、電気を DC と AC の間で変換し、太陽光、風力、または蓄電された電気を送電網や家庭で通常どおり使用できるようにします。
- バッテリー管理システム過充電、過放電、過熱、その他の潜在的な問題からバッテリーを保護します。{0}
- エネルギー管理システム、いつ充電するか、いつ放電するかを決定し、ユーザーがエネルギーをより効率的に利用できるようにします。
バッテリーエネルギー貯蔵システムのサイズは大きく異なります。
- 小型システムは数キロワット時しか蓄えられないため、家庭や住宅での使用に適しています。{0}}
- 大規模システムは数十万キロワット時を蓄電でき、地域全体にグリッド規模のエネルギー貯蔵を提供します。{0}{1}
この多用途性により、住宅、商業地域、工業地帯など、幅広い用途に適しています。
の最大値ベス供給が需要を上回ったときに電気を蓄え、需要が高まったときに放出することにあります。これにより、エネルギーの使用効率が向上するだけでなく、ピーク時や予期せぬ事態でも電力網がスムーズに動作し続けることが保証され、地域の電力不足や広範囲にわたる停電が防止されます。
バッテリーエネルギー貯蔵システムはどのように機能しますか?
バッテリーエネルギー貯蔵システムは、巨大なスーパーパワーバンクのようなものです。送電網や太陽光や風力などの再生可能エネルギー源から電力を取得して蓄え、電力が必要になったときに放出することができます。
1. 3 つの主なステップ
- 充電 (エネルギー貯蔵):晴れた日中の時間帯やオフピーク料金の夜間など、電気が豊富または安い場合、システムは電気を吸収し、化学エネルギーとしてバッテリー セルに蓄えます。{0}}
- 管理（モニタリング）：システムには、と呼ばれる「頭脳」があります。バッテリー管理システム(BMS) バッテリーの状態を常に監視し、過熱や過充電/放電を防ぎます。
- 放電（エネルギー放出）：電力が不足しているとき、高価であるとき、または突然の停電のとき、バッテリーは化学エネルギーを電気に変換して家庭、工場、または送電網に供給します。
2. コアコンポーネント
上記のプロセスを完了するために、バッテリー エネルギー貯蔵システムには通常、次の主要コンポーネントが含まれています。
- バッテリーモジュール:エネルギー貯蔵の中心部。通常は数千個のリチウムイオン電池で構成されています。{0}}
- 電力変換システム（PCS / インバーター）：重要なデバイス。バッテリーは電気を直流 (DC) として蓄えますが、照明と送電網は交流 (AC) を使用します。インバーターにより、DCとAC間の双方向変換が可能になります。
- バッテリー管理システム (BMS):バッテリーの安全性、電圧、電流、温度の監視を担当します。
- エネルギー管理システム (EMS):意思決定を処理します。-これにより、いつ充電するか、いつ売電するか、コスト削減や環境上の利点を最適化する方法が決まります。
BESS は太陽エネルギーと風力エネルギーを効率的に統合するのにどのように役立ちますか?
バッテリーエネルギー貯蔵システム (BESS) は、太陽光発電と風力発電をグリッドに統合する際に重要なサポート役割を果たします。太陽光エネルギーや風力エネルギーを送電網に直接接続すると、予期せぬ多くの問題が発生する可能性があり、解決が非常に困難になることがあります。
BESS の 2 つの主な利点は何ですか?
- 高いエネルギー変換効率: 入力電力のほとんどは、エネルギー損失を最小限に抑えながら、BESS によって効果的に蓄えられ、放出されます。
- ミリ秒-レベルの応答速度: BESS は、非常に短い時間内 (1000 分の 1 秒から数ミリ秒の範囲) でグリッドの変化に応答できます。応答が十分に速くないと、電圧の変動、送電網の不安定、さらには停電につながる可能性があります。
バッテリー エネルギー貯蔵システムはどのようにしてエネルギー時間のシフトを実行できるのでしょうか?{0}}
エネルギータイムシフト-とは、電力をある期間から別の期間に「移動」して使用することを意味します。風力や太陽光で発電した電力は不安定な場合があり、電力が余ってしまうことがあります。
このような場合、BESSは太陽光や風力で発電した余剰電力を蓄え、電力不足時に放出することができます。これは、再生可能エネルギーの発電タイミングとピーク電力需要の間の不一致に対処するのに役立ちます。
例えば、平日の日中は仕事をしていますが、夕方になると電気の使用量が増えます。地域によっては、電力供給不足につながる可能性があります。このとき、BESSが日中に蓄えた太陽エネルギーを有効活用することができます。
BESS は異常気象時に系統の安定性をどのように維持できるのでしょうか?
風速や太陽光の強さは天候によって変動し、発電量が変動します。この電力が送電網に直接供給されると、電圧の不安定などの問題が発生する可能性があります。
BESS は、これらの変動する電力レベルを比較的安定した均一な電力出力に迅速に平滑化し、グリッドに供給される電力の信頼性を確保します。これにより、通常の電圧と周波数が維持され、電気機器や送電網の安全性への悪影響が防止されます。
BESS は周波数調整やブラック スタートなどの付随サービスをどのように提供できますか?
BESS を使用すると、ブラック スタート、マイクログリッド適応、高速ピーク シェービングなどのさまざまな補助機能を通じて、風力発電と太陽光発電をより簡単かつ安全にグリッドに接続できるようになります。
- 周波数調整: 電力供給網の周波数は、需要と供給の不均衡により変動することがあります。 BESS は、周波数の安定性を維持するために、電気を迅速に放出または吸収できます。
- ブラック スタート: グリッドが完全な停電に陥った場合、BESS は独立して起動してグリッドに初期電力を供給し、徐々に動作を再開できます。
つまり、BESSはエネルギーを蓄えるだけでなく、危機的な状況や変動時に電力を供給する「非常用バッテリー」のような役割も果たします。
BESS が追加の収益をもたらす方法は何ですか?
BESS は、風力発電と太陽光発電をより安定させ、電力の無駄を削減するだけでなく、付帯サービスや時間をずらした放電を通じて追加収益を生み出すこともできます。-
電力の無駄を削減し、発電収入を増やす
発電量が突然需要を超えたり、不安定になったりした場合、安全性と安定性を確保するために、送電網は発電所に出力の削減または一時的な停止を要求する場合があります。送電網が受け入れることができる量を超えて生成された電気は「未使用」となり、無駄になります。 BESS はこの余剰電力を貯蔵し、必要なときに放出することで無駄を減らし、発電による収益を増やすことができます。
付属サービス市場に参加して副収入を得る
BESS は、周波数調整やピークカットなどの経済的利益をもたらすサービスを提供できます。たとえば、使用時間帯の電力料金設定では、BESS は料金のピーク時に放電して、より高い利益を得ることができます。
スケーラブルな拡張のためのモジュラー設計
BESS の容量は、さまざまな太陽光発電所や風力発電所の規模に合わせて必要に応じて拡張できるため、柔軟でスケーラブルな導入が可能になります。
住宅用、商業用、産業用の BESS を太陽光の自家消費とピークカットにどのように使用できますか?{0}}
住宅、商業、産業用バッテリーエネルギー貯蔵システムこれらはすべて、エネルギーを貯蔵してオンデマンドで放出するという中核ロジックに基づいて動作し、太陽光の自家消費とピークカットに適応します。{0}}ただし、電力需要と使用シナリオの違いにより、タイプごとに異なるアプローチが必要になります。
太陽光の自家消費に関しては、3 つのタイプすべてが日中にソーラー パネルと風力タービンによって生成された余剰電力を蓄え、太陽光発電の断続性に対処し、曇りや風のない期間でも電力を利用できるようにします。-
ピークシェービングには、住宅用ベス家庭の電力需要のピークを平準化し、電気料金を削減することに重点を置いています。商用 BESS は主に、ショッピング モール、オフィス ビル、および同様の施設の運営コストを削減し、変圧器のアップグレード費用を削減することを目的としています。産業用BESSは、長時間稼働する生産ラインに継続的に電力を供給すると同時に、柔軟に放電してピーク負荷を軽減し、生産設備の安定した稼働を確保するように設計されています。
住宅用蓄電池エネルギー貯蔵システム
太陽光の自家消費をどのようにサポートしますか?-
明確な互換性基準
住宅用BESS太陽エネルギーの出力と一致するようにサイズと設計が設計されています。一般家庭の1日あたりの電力消費量。これにより、家族は送電網に完全に依存するのではなく、自家発電した太陽光発電をできるだけ多く利用できるようになります。-
-時間をずらした充電と放電
住宅用 BESS は、「タイムシフト充電と放電」を可能にし、使用パターンと太陽光発電レベルに基づいて電力をインテリジェントに分配します。{0}具体的には：
- 日中は太陽の光がたっぷりと入ります：太陽光発電は、冷蔵庫やテレビなどの動作中の家電製品に直接電力を供給するために初めて使用されます。余った電気は家庭用蓄電システムに蓄えられます。
- 夜間や早朝、曇りや雨の日の日差しが足りないとき: 太陽光発電が不十分な場合、BESS は蓄えた電力を放出して、照明や給湯器などの機器の通常の動作を保証します。
日中の効率的な使用と信頼性の高い夜間バックアップ
- インテリジェントな最適化: スマート制御システムを搭載した一部の BESS は、天気予報や太陽光の状況に基づいて充電と放電の比率を柔軟に調整できます。これにより、蓄電システムが太陽光発電をより適切に補完し、家庭での太陽光の自家消費効率を最大化できます。-
- 緊急バックアップ: 突然の送電網の停電が発生した場合、住宅用 BESS は冷蔵庫、照明、医療機器などの重要な機器に電力を供給するバックアップ電源として機能し、通常の動作を保証し、停電による不便を最小限に抑えることができます。
住宅用 BESS はどのようにしてピークシェービングを実現するのでしょうか?
関税政策に基づくインテリジェントな調整
多くの地域では、家庭用電力には使用時間制（TOU）料金が採用されており、ピーク時間帯の電気料金は高く、オフピーク時間帯は安くなります。--住宅用 BESS は、充電時間と放電時間を自動的に調整できます。料金が安いオフピーク時間（夜間など）に充電し、料金が高いピーク時間（日中や家庭での使用量が多い時間帯など）に放電するため、電気代が削減されます。{4}}
家庭の使用ピーク時の放電
家庭の電力需要は通常、住民が仕事から帰宅してから就寝までの夕方にピークになります。この期間中、家庭用電化製品の使用量は多くなり、太陽光発電はほとんど停止し、送電網の電気料金は最高値になります。住宅用 BESS は、この期間中に蓄えられた電力を放出し、ピーク電力需要を効果的に削減し、高価なグリッド電力の購入コストを削減し、大きな成果をもたらします。
高電力家電のサポート-
家庭用 BESS によって放電される電力は、高出力家庭用電化製品の動作ニーズを満たすことができ、ピーク時の電力消費に関連するコストをさらに節約できます。-
商用電池エネルギー貯蔵システム
太陽光の自家消費をどのようにサポートしますか?-
商業ビルには、より大型のソーラー パネルとより高い容量が装備されています。-エネルギー貯蔵電池ショッピング モールやオフィス ビルなどの場所では大量の電力需要があるため、通常、モジュール式の高容量バッテリー (500 kWh ～ 2,000 kWh の範囲) と組み合わせた大規模なソーラー パネルのアレイが設置されます。{1}これらのシステムは、より多くの電力を貯蔵し、長期間電力を供給できます。
日中の現場での太陽光発電の利用を最大限に活用する-
日中の営業時間中、ショッピング モールは照明、セントラル空調、レジ システム、その他の稼働機器のために大量の電力を必要とします。太陽光-で生成された電力は、これらの「アクティブに使用されているデバイス」に電力を供給するために優先的に使用されます。太陽光発電の出力が現在の電力需要を超える場合、余剰電力は商用 BESS に蓄えられます。
交通量の少ない時間帯または閉店後も重要な機器に継続的に電力を供給-
午後になって人通りが減り、空調負荷が低下しても、ソーラー パネルは依然として大量の電力を生成する可能性があります。{0}この時点では商用 ESS が余剰電力を蓄えます。夕方の閉館後も、施設から供給される電力を利用して冷蔵倉庫（食品保存用冷凍庫）、セキュリティシステム、監視カメラ、ネットワーク機器が稼働します。商用エネルギー貯蔵システム.
この電力は送電網から購入する必要がないため、商用事業者は大幅なコストを節約できます。
商用 ESS はどのようにしてピークカットを実現するのでしょうか?
ショッピングモールやスーパーマーケット、オフィスビルなどの商業施設では、電力需要のピーク時に高いコストがかかります。商用 BESS を使用すると、高価なピークレート電力を購入する代わりに、これらのピーク時間帯に蓄えられた電力を利用できます。-さらに、電力需要の突然の急増によって引き起こされる機器の過負荷を防ぎます。
例: スーパーマーケットやショッピング モールでは、夏の暑い日に突然の顧客の流入により、オペレーターが空調の冷却能力を増強し、電力システムの負荷が急激に上昇するというシナリオがよく発生します。これにより、機器のトリップや突然の停電などの予期せぬ問題が発生する可能性があります。
産業用蓄電池蓄電システム
工場や工業団地が年間を通して太陽光が豊富な地域にある場合、{0}}事業者は大容量の産業用グレードの BESS を使用して余剰の太陽エネルギーを蓄えることができます。--このアプローチには、電力コストの削減と停電時の生産設備の稼働維持という 2 つの重要な利点があります。太陽光は十分にあるが発電が不安定な地域では、これは非常に賢明な選択です。
産業用 ESS は、商用または住宅用の同等のシステムよりも大幅に高い容量を備えた「大規模」システムです。-
通常、その容量は数百から数千キロワット時です。{0}}サイズ設定は次の原則に従います。
- 工場の1日あたりの平均電力消費量に基づく
- 日中と夜間のピーク{0}}負荷の差を考慮する
- さらに追加の安全マージン
これにより、システムは工場の屋根に設置された多数の太陽光パネルの発電能力に匹敵することが保証されます。
日中：太陽エネルギーを優先して生産ラインに供給
工場の日中の電力需要は主に、自動化された生産ライン、冷蔵および冷凍装置、さまざまな大型モーターや機械、コンプレッサー、換気システム、その他のデバイスから発生します。太陽光-で生成された電力はすべて施設内で利用され、これらの施設への電力供給が優先されます。太陽光発電の出力が現在の需要を超えた場合、余剰電力はバックアップ電力として産業用 BESS に貯蔵できます。
BESS に最適な電池の種類は何ですか: LFP、三元酸、または鉛{0}酸?
電池エネルギー貯蔵システム（BESS）で使用される電池は、主にリン酸鉄リチウム（LFP）電池、三元リチウム電池、鉛酸電池の 3 種類に分類されます。-
これらの中でも、LFP バッテリーは、優れた安全性能、長いサイクル寿命、メンテナンス不要の操作などの多くの利点により、3 つのバッテリーの中で最も多用途で信頼性の高いオプションとして際立っています。-三元リチウム電池は安全性が比較的低いですが、エネルギー密度が優れているため、スペースと重量が厳しく制限され、高エネルギー密度が最優先される用途のシナリオに適しています。鉛蓄電池はコストが低いため、一時的な緊急バックアップ電源などの短期間、低頻度の使用例にのみ適しています。-
のためにエネルギー貯蔵システム長年にわたって使用する必要があるバッテリーの場合、LFP バッテリーを選択することが最適な選択ですが、具体的な選択は使用要件によって異なります。
1. リン酸鉄リチウム (LFP) 電池: ほとんどのエネルギー貯蔵シナリオに推奨される選択肢
- 優れた安全性: オリビン結晶構造を採用しており、リン酸基の強い化学結合により熱安定性に優れており、熱暴走温度は800度を超えます。針穿刺試験では、裸火を使わずに煙のみが発生します。衝突や過充電などの極限状態でも激しい燃焼が起こりにくいです。一方、重金属を含まないため、リサイクル時の汚染リスクが低く、EU の RoHS などの環境基準に準拠しています。
- 長いサイクル寿命と低い総ライフサイクルコスト: 80% の放電深度 (DOD) で、高品質 LFP バッテリーは 6,000 ～ 8,000 回の充電放電サイクルを完了できます。{{1}平均して 1 日 1 サイクルの場合、耐用年数は 10 ～ 15 年に達します。初期コストは鉛酸バッテリーよりも高くなりますが、交換頻度とメンテナンス コストが非常に低いため、長期使用においては最もコスト効率の高い選択肢となります。-
- 強力な環境適応性と継続的に最適化されるエネルギー密度: -20度から60度までの広い温度範囲で安定して動作し、さまざまな気候条件に適応します。 Cell to Pack (CTP) テクノロジーなどの構造革新により、システムのエネルギー密度をさらに向上させることができます。たとえば、BYD のブレード バッテリーは、モジュール設計を排除することでシステム エネルギー密度を 180Wh/kg に高め、さまざまなエネルギー貯蔵シナリオの容量要件を満たすだけでなく、柔軟な設置を可能にします。
2. 三元リチウム電池: 高いエネルギー密度が必要なエネルギー貯蔵シナリオに最適
- エネルギー密度における大きな利点: エネルギー密度は 200 ～ 300Wh/kg で、LFP や鉛蓄電池よりもはるかに高くなります。{2}}この利点により、小型軽量の形態で大容量の電力を供給できるため、モバイル エネルギー貯蔵装置や、ドローンやハイエンドのモバイル商業施設用のエネルギー貯蔵システムなど、スペースに厳しい制限がある小型商用エネルギー貯蔵シナリオに適しています。-
- 安全性が低く、メンテナンスコストが高い：層状構造のため、熱安定性が弱い。ニッケル含有量が60%を超えると、熱暴走の危険性が著しく高まります。一部の三元リチウム電池 (NCM811 など) は、針穿刺テストで 1.2 秒以内に煙を放出し、最高温度 862 度で 3 秒以内に爆発および燃焼します。ナノ-コーティングのような技術は安全性を向上させることができますが、バッテリーシステムの製造コストとメンテナンスコストが大幅に増加します。
- 中程度のサイクル寿命: DOD 80% の場合、サイクル寿命は 2,500 ～ 3,500 サイクルで、耐用年数は 8 ～ 10 年です。頻繁に深放電を行うと、容量の劣化が加速します。実際の用途では、耐用年数を延ばすために放電深度を 70% 未満に制限する必要があることが多く、これにより実際に利用可能なバッテリーの電気エネルギーが減少します。
3. 鉛酸蓄電池: 短期-、低需要のエネルギー貯蔵シナリオにのみ適しています-
- 低い初期コストと基本的な安全性の保証：3種類のバッテリーの中で、初期購入コストが最も安いバッテリーです。化学反応は比較的安定しており、熱暴走、燃焼、爆発を起こしにくいです。仮設建設現場や小規模な仮設商用コンセントなどのバックアップ電源など、予算が限られている一時的な緊急時エネルギー貯蔵シナリオでは、これらは実行可能な選択肢となります。
- エネルギー密度が低く、重量が重い: そのエネルギー密度はわずか 30 ～ 50Wh/kg です。たとえば、10kWh の鉛蓄電池エネルギー貯蔵システムの重量は 300kg 以上あり、同じ容量の LFP 電池システムの重量の 3 倍以上になります。{4}これは、設置スペース、輸送、展開の点でコストが高くなることにつながります。
- サイクル寿命が短く、総コストが高い: 通常の鉛蓄電池のサイクル寿命はわずか 300 ～ 500 サイクルで、ゲル鉛蓄電池でも 800 ～ 1,200 サイクルしかありません。-耐用年数は通常 2 ～ 5 年で、毎日のサイクリング シナリオでは 1 ～ 2 年ごとに交換する必要があります。さらに、漏れ、腐食、高い自己放電率などの問題があり、定期的なメンテナンスが必要です。-これらの要因により、リチウムイオン電池と比較して長期使用の総コストがはるかに高くなります。-
- 重大な環境危険性：鉛や硫酸などの有害物質が含まれています。不適切な廃棄や非効率なリサイクルは深刻な土壌や水の汚染を引き起こす可能性があり、これは現代のエネルギー貯蔵における低炭素および環境保護の要件と矛盾し、適用シナリオがますます狭くなります。{1}
BESS の寿命はどれくらいで、どのようなメンテナンスが必要ですか?
のバッテリーエネルギー貯蔵システム (BESS) の寿命通常、寿命は 10 年から 15 年以上で、主に電池の種類、充放電サイクル、動作条件によって異なります。-すべての種類の電池の中で、鉛酸 BESS の寿命は最も短く、リン酸鉄リチウム (LFP) BESS の寿命は最も長くなります。さらに、安定した動作を確保し耐用年数を延ばすために、BESS には日常の監視、予防検査、バッテリーの状態管理、故障診断を含むフルサイクルのメンテナンス システムが必要です。{6}}
リン酸鉄リチウムベス
現在最も一般的なタイプです。そのうち、LFP BESS の耐用年数は 10 - 15 年です。 80% の放電深度 (DOD) の下では、高品質の - 製品は、6000 - 10000 充電 - 放電サイクルを行うことができます。三元リチウム電池 - ベースの BESS の寿命は通常 8 - 10 年と短く、DOD 80% での 2500 - 3500 回の充電 - 回の放電サイクルで、頻繁に深放電すると容量の低下がさらに加速します。
鉛 - 酸 BESS
耐用年数には明らかな制限があります。通常の鉛蓄電池 - は充電 - サイクルしかなく、コロイド鉛蓄電池でも 800 - 1200 サイクルしかなく、全体の耐用年数は 2 - 5 年です。実際の事例では、バルブ - 調整鉛 - 酸電池 - ベースの BESS が、交換されるまで約 11.5 年間継続的に動作したことが示されており、当初の予想寿命 8 - 年をわずかに超えています。
BESSのメンテナンス要件
- 日常のメンテナンス: まず、BESS 容器のへこみ、塗装の剥がれ、電池部品の漏れの兆候などを目視検査します。次に、主要なシステムを簡単にチェックします。換気システムに空気の流れが妨げられていないことを確認し、電気部品の接続部に緩みがないかを確認します。さらに、バッテリーの温度や電圧などの基本的な動作データを記録し、その後の性能分析の基礎を築きます。
- - の詳細な定期メンテナンス: 毎週、電気システムのチェックに重点を置きます。専門ツールを使用して、電力変換システムの電流と電圧が安定しているかどうかを検出し、エネルギー管理システムと各コンポーネント間の通信接続を検証します。毎月または四半期ごとに、- の詳細なメンテナンスを実行します。これには、バッテリ パック全体の - 開回路電圧と DC 内部抵抗の一貫性の分析、コンバータの放熱空気ダクトとフィルタの洗浄、セルのバランスを実現し、バッテリ セルの不均一な経年劣化を回避するためのバッテリ管理システム (BMS) の校正が含まれます。さらに、火災センサーの感度や消火剤の有効性をテストするなど、防火システムを定期的に検査してください。
- バッテリーの状態 - を重視した特別なメンテナンス: バッテリーの動作条件を厳密に管理します。バッテリーを最適な温度範囲 15 - 30 度内に保ってください。過充電、- の過放電、過度のサイクルを避け、メーカーが推奨する DOD 制限に厳密に従ってください。スマート充電アルゴリズムを採用して、安定した充電 - 放電サイクルを維持します。同時に、バッテリーモジュールなどの主要コンポーネントのスペアパーツ在庫システムを確立します。個々のバッテリー モジュールの老朽化または欠陥が見つかった場合は、システム全体の動作に影響を与えないように、適時に交換してください。
- トラブルシューティングとシステムの最適化: よくある問題に対して、的を絞った対策を講じます。経年劣化の度合いの違いによりセルの不均衡が発生した場合は、BMS キャリブレーションとセル バランシング操作を実行します。ソフトウェアの不具合が原因でシステムに通信障害が発生した場合は、ファームウェアを更新し、通信配線を検査してください。さらに、すべての操作の詳細なメンテナンス記録を保管してください。 - 往復の効率や機器の可用性などの重要なパフォーマンス指標を追跡します。故障の根本原因を分析し、それに応じて保守サイクルや保守項目を最適化し、保守体制を継続的に改善します。
BESS の動作原理は何ですか?BMS と PCS はどのように機能しますか?
BESS の中核となる動作ロジックは、電気エネルギーを化学エネルギーに変換してバッテリー パックを介して貯蔵し、その後、電気需要が発生したときに化学エネルギーを電気エネルギーに変換して電力を供給し、それによって電力の供給と需要のバランスをとることです。
このプロセスでは、複数のコンポーネントの連携に依存します。
その中で、BMS（バッテリー管理システム）はバッテリー パックの「個人管理者」のように機能し、バッテリーの状態をリアルタイムで監視し、安全な動作を確保し、耐用年数を延長する責任を負います。{0}一方、PCS (電力変換システム) は「電気エネルギー変換器」として機能し、交流 (AC) と直流 (DC) の電気エネルギー間の双方向変換という中心的なタスクを実行します。
BESSの動作原理
- 充電プロセス: 太陽光や風力などの再生可能エネルギー源が余剰電力を生成する場合、またはオフピーク需要期間中に送電網に余剰エネルギーがある場合、この電力は BESS に送電されます。{0}}この段階では、電力変換システム (PCS) がまず入力交流 (AC) を直流 (DC) に変換します。 DC 電力はバッテリー パックに供給され、バッテリー内の化学反応を通じて電気エネルギーが化学エネルギーに変換され、安定して保存されます。たとえば、リチウム-イオン電池の充電中、リチウムイオンは正極から抽出され、電解質中を移動して負極に挿入され、エネルギー貯蔵プロセスが完了します。
- 排出工程: 再生可能エネルギーの生成が不十分な場合、送電網の需要がピークに達している場合、または遠隔地のオフグリッド シナリオで電力供給が必要な場合、バッテリー パックに蓄えられた化学エネルギーが逆化学反応を通じて電気エネルギー（DC の形）に変換されます。{0}} PCS は、この DC 電力を系統の周波数および電圧規格を満たす AC 電力に変換し、電力系統に送電したり、さまざまな電気負荷に直接供給したりして、安定した電力供給を実現します。さらに、送電網の周波数が変動した場合、BESS は急速に充電または放電して周波数を調整し、送電網の安定性を維持します。
BMSの機能
- 総合的な状態監視: 各バッテリー セルとモジュールの電圧、電流、温度などのリアルタイム データを収集します。-一方、アルゴリズムを通じてバッテリーの充電状態 (SOC) と健康状態 (SOH) を正確に推定し、バッテリーの「エネルギー貯蔵容量」と劣化の程度を明確に理解します。
- バッテリーバランス管理: 個々のバッテリー セル間の固有のわずかな違いにより、長期間使用すると不均一な充電分布が発生する可能性があり、一部のセルが過充電または過放電を引き起こす可能性があります。{0}{1} BMS は、アクティブまたはパッシブのバランシング技術を使用して、直列接続されたすべてのバッテリー間で同様の電圧レベルを維持し、「バレル効果」がバッテリー パックの全体的なパフォーマンスに影響を与えるのを回避します。{3}}
- 安全上の警告と保護: 過電圧、不足電圧、過電流、過熱などの異常な状態が検出されると、バッテリーの膨張や発火などの安全上の事故を防ぐために、充放電回路の遮断やモジュールの切断などの緊急手順の発動などの保護措置が直ちに発動されます。-
- データ通信と相互作用:収集したすべての電池データをエネルギー管理システム (EMS) にアップロードし、EMS が発行する指示を受け取り、エネルギー貯蔵システム全体の充放電戦略を策定するためのデータ サポートを提供します。
PCS（電力変換システム）の機能
- 双方向AC-DC変換: これがそのコア機能です。充電中は、バッテリーの充電要件を満たすために、グリッドまたは再生可能エネルギー源からの AC 電力を DC 電力に整流します。放電中は、バッテリーが出力する DC 電力を、97% ～ 98% の変換効率で、系統接続または電気機器の動作ニーズを満たす AC 電力に変換します。
- 正確な電力制御：EMSからの指示に従って、充放電電力の大きさと方向を柔軟に調整できます。たとえば、電力需要のピーク時には、設定された電力で急速に放電して、グリッドのエネルギーを補うことができます。オフピーク充電中は、電力網への影響を避けるために電力を制御することもできます。-
- グリッドの適応と保護: AC電力を出力する場合、接続後にグリッドの安定性が損なわれないように、グリッドの周波数、電圧振幅、位相と厳密に一致します。一方、系統停電、電圧異常、バッテリー側の故障が検出された場合は、回路を迅速に遮断し、PCS 本体、バッテリーパック、電力系統の二重保護を実現します。
BESS はオフグリッド電源と電圧安定化を通じて遠隔地の工業地域をどのようにサポートしますか?{0}
バッテリー エネルギー貯蔵システムは、オフグリッド電源と電圧安定化という 2 つのコア機能を通じて遠隔地の工業地域をサポートします。{0}
オフグリッド電力供給シナリオでは、BESS は通常、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギー源、または従来のディーゼル発電機を使用してハイブリッド システムを形成します。{0}再生可能エネルギーで発電した余剰電力を蓄え、出力が不足した場合に放出します。これにより、高汚染で高コストのディーゼル発電への依存が軽減されるだけでなく、重要な工業生産プロセスへの継続的な電力供給も確保されます。{{4}
電圧安定化の点では、BESS はミリ秒レベルの応答速度を備えており、電力を迅速に吸収または注入して、産業用機器の起動と停止や再生可能エネルギーの不安定な出力によって引き起こされる電圧変動に対処できます。{{1}高度なアルゴリズムを通じて回転慣性をシミュレートすることで、再生可能エネルギー源に固有の安定性の欠如を補い、遠隔地の工業地帯にある自社構築のマイクログリッドの電圧安定性を維持します。-
オフグリッド電力供給: 工業生産のための継続的な電力の確保
- 再生可能エネルギーを補完するハイブリッド システムの形成:鉱山現場や鉱物加工工場などの遠隔の工業地域のほとんどは、主要な送電網に接続されていません。 BESS は多くの場合、太陽光および風力エネルギーと組み合わせて、「太陽光 + 蓄電」や「風力 + 蓄電」などのハイブリッド システムを形成します。太陽光や風力の条件が良好で、再生可能エネルギーの発電量が産業需要を上回る場合、BESS は余剰電力を貯蔵します。太陽光のない夜間や風が弱いとき、再生可能エネルギーの出力が急激に低下したときなどに、BESSは放電してマインクラッシャーや電解ニッケルプラントの反応器などの生産設備に電力を供給し、再生可能エネルギーによる断続的な電力供給の問題を解決します。たとえば、インドネシアのニッケルと石炭の鉱山地域はすべて、生産のための高負荷電力需要を満たすためにこのようなハイブリッド システムを採用しています。{6}}
- ディーゼル発電機と協力してエネルギー構造を最適化:再生可能エネルギーが基本的な電力ニーズを満たすのに不十分な一部の遠隔産業シナリオでは、BESS はディーゼル発電機を使用して「太陽光 + 蓄電 + ディーゼル」または「風力 + 蓄電 + ディーゼル」システムを形成できます。 BESS は、ピークカットとバレーフィリングのタスクを引き受けます。ピーク需要期間中に蓄えられた電力を放出し、ディーゼル発電機の稼働時間と負荷を削減します。これにより、燃料コストと汚染物質の排出量が削減され、遠隔地の工業地帯が電力供給をディーゼル発電機のみに依存する従来のモデルと比較して大幅な改善を示しています。
- 柔軟な導入のためのモジュラー設計:工業用グレードの BESS は、ほとんどが標準のコンテナに梱包されています。{0}たとえば、Cummins の BESS 製品は 10 フィートまたは 20 フィートの ISO 標準コンテナにカプセル化されており、プラグアンドプレイでの設置が可能です。-このモジュール設計により、過酷な環境や交通が不便な遠隔地の工業地域での輸送と展開が容易になります。また、工業地帯の生産規模に応じて柔軟に拡張でき、小規模な鉱山現場から遠隔地にある大規模な工業団地まで、適切な電源構成に合わせることができます。
電圧の安定化: 産業用マイクログリッドの安定した運用を維持する
- 電圧変動に対する迅速な応答:遠隔地の工業地帯にある電気炉や産業用ボイラーなどの大型産業機器が突然起動または停止すると、突然の負荷変化や電圧低下が発生する可能性があります。{0} BESS はミリ秒以内に応答し、マイクログリッドに電力を迅速に注入して電圧変動を抑制します。たとえば、鉱山破砕機が始動すると、BESS は電圧降下を防ぐために電力を迅速に調整できます。従来のディーゼル発電機の調整には 5 ～ 10 秒必要でしたが、BESS の迅速な応答により、電圧の不安定によって引き起こされる生産損失が効果的に回避されます。
- 再生可能エネルギーグリッドにおける不十分な慣性の補償:従来の化石燃料発電所は、回転するタービンに依存して運動エネルギーを蓄え、電圧と周波数の変動を緩和します。しかし、太陽エネルギーや風力エネルギーにはこの回転慣性が欠けているため、再生可能エネルギーに依存している辺境の工業地帯にあるマイクログリッドは電圧が不安定になりがちです。 BESS は、高度な制御アルゴリズムを通じて従来の発電所の慣性特性をシミュレートします。電力を迅速に注入または吸収することで、不安定な再生可能エネルギー発電によって引き起こされる電圧変動のバランスをとり、マイクログリッドの安定した運用を維持します。リスボン大学の研究では、50 MW グリッドに 10 MW BESS を追加すると、突然の負荷サージ時の周波数偏差 (電圧の安定性に密接に関連) を最大 50% 削減できることが示されています。
- 系統異常切替時の電圧安定化：遠隔地の一部の工業地域は、弱い主電力網に接続されています。メイングリッドで電圧異常や停電が発生した場合、BESS は数ミリ秒以内にオフグリッド モードに切り替わり、重要な生産負荷のバックアップ電源として機能し、コア生産リンクが電圧崩壊の影響を受けないようにすることができます。-このシームレスなスイッチング機能により、突然の電圧障害による生産の中断が回避され、工業生産プロセスの安定性が保護されます。
LCOE および LFP バッテリーの kWh あたりのコストを含む、2025 年の BESS コストの傾向は何ですか?
2025年には、バッテリーエネルギー貯蔵システム全体的に大幅なコスト削減傾向が見られます。主流のエネルギー貯蔵技術として、リン酸鉄リチウム（LFP）電池は、セルとシステム統合のコストが継続的に低下するとみられます。セルの平均価格はワット時あたり 0.0624 米ドルを下回ります-。システム統合コストは、ワット時あたり 0.0970 米ドルから 0.1524 米ドルの間で制御できます-。
一方、エネルギー貯蔵システムのコスト低下や統合効率の向上などの要因の恩恵を受け、太陽光発電システムの統合などのエネルギー貯蔵プロジェクトの均等化エネルギー原価 (LCOE) は、1 キロワット時あたり 0.0485 米ドルから 0.0554 米ドルの間に収束すると考えられます。{0}コスト削減は主に、原材料価格の合理化、技術の反復とアップグレード、大規模生産などの複数の要因によって推進されます。-
- セルコストの着実な低下: 2024 年に、リン酸鉄リチウム (LFP) 電池セルの価格はすでにワット時あたり 0.0582 米ドルまで下落しており、2025 年までに平均価格はさらにワット時あたり 0.0624 米ドルを下回ると予想されます。-。この傾向は主に 2 つの重要な要因によって推進されています。一方で、炭酸リチウムなどの上流原材料の価格は 2023 年のピークから 1 トンあたり 1,385.6 米ドルの範囲まで後退しました。一方、塩湖からのリチウム抽出や電池リサイクルなどの技術の成熟により、原材料供給の安定性が高まり、原材料面でのコスト圧力が緩和されました。その一方で、CATLやBYDなどの大手企業が大規模に生産を拡大し、規模の経済が生まれ、生産単価が下がりました。現在、主流メーカーによる LFP バッテリーセルの量産価格は、ワット時あたり 0.0624 米ドルから 0.0899 米ドルの範囲に集中しています。-。
- システム統合コストの同期最適化: 2025 年には、LFP エネルギー貯蔵システムの統合コストは、ワット時あたり約 0.0970 米ドルから 0.1524 米ドルに制御される予定です-。コストの内訳は次のとおりです。バッテリ セルがシステム総コストの 60% ～ 70% を占め、バッテリ管理システム (BMS) が 10% ～ 15% を占め、PACK 統合 (構造コンポーネントと熱管理を含む) が 15% ～ 20% を占めます。セル to パック (CTP) やセル to シャーシ (CTC) などのテクノロジーの適用により、構造コンポーネントの使用量が削減され、エネルギー密度が向上し、統合コストがさらに削減されました。さらに、BMS や電力変換システム (PCS) などの主要機器の現地化率が大幅に向上したことも、システム統合コストの削減に貢献しました。
- 均等化エネルギー原価（LCOE）の変化: 2025 年には、-太陽光発電統合プロジェクトのライフサイクル全体の LCOE- は、キロワット時あたり約 0.0485 米ドルから 0.0554 米ドルになります。-}この成果は、太陽光発電（PV）モジュールとエネルギー貯蔵システムの二重のコスト削減による恩恵を受けています。PV モジュールの平均価格は、2025 年にはワットあたり 0.1247 米ドルを下回ると予想されており、LFP エネルギー貯蔵システムのコスト最適化と組み合わせることで、全体の LCOE が大幅に削減されました。さらに、DC{10}} 結合アーキテクチャなどの統合設計の採用により、システム効率が 2 ～ 3 向上しました。インテリジェントなエネルギー管理システムの統合によりエネルギー消費がさらに最適化され、間接的に LCOE が低下します。長いサイクル機能を備えた一部の LFP エネルギー貯蔵システムでは、サイクルあたりの LCOE が 1 キロワット時あたり 0.0277 米ドルを下回る場合もあります。これにより、送電網側の周波数調整や再生可能エネルギーによる貯蔵などのシナリオで強力な経済的実行可能性が実現されます。-
結論
バッテリーエネルギー貯蔵システム従来のバックアップ電源ソリューションから、世界的なクリーン エネルギー インフラストラクチャの基礎へと進化しました。リン酸鉄リチウム (LFP) 電池と炭化ケイ素 (SiC)- ベースの蓄電インバーター (PCS) の継続的な進歩により、BESS は現在、20 kW の住宅システムから大規模な送電網接続プロジェクトまでのアプリケーションをカバーしています。-
これらは、エネルギーの安定性を確保し、コストを管理し、太陽光発電所と風力発電所のスケーラブルな統合を可能にする上で重要な役割を果たします。そのような、ベスネットゼロエミッションの世界的な追求に重要なサポートを提供します。-
施設や家庭用の費用対効果の高いエネルギー貯蔵システムをお探しですか?{0}最新かつ最先端の情報については、copow にお問い合わせください。-.
よくある質問
BESSのサイズ (5-20KW ホーム/20-200KW事業) 必要ですか太陽光発電の統合?
それは、毎日の電力消費量、ピーク負荷、再生可能エネルギー (太陽光など) を使用するかどうかによって異なります。ホーム システムは通常 5 ～ 20 kW の範囲にあります (太陽光発電の自己消費量-）、企業/小規模産業施設では多くの場合 20 ～ 200 kW を使用します。ピークシェービング.
どれくらいの時間かかりますかLFP 蓄電池システム最後？ (4000～12000サイクル)
BESS は通常 10 ～ 15 年続きます。LFPバッテリー4,000～12,000 サイクルを実現します（最も長持ちするオプションの 1 つ）。-適切な熱管理と定期的な監視により、寿命が延びます。
BESSのメリットは何ですか太陽光/風力再生可能エネルギーの統合?
太陽光や風のピーク時の余剰エネルギーを蓄え、夜間のバックアップ電力を提供し、請求額を削減します。ピークシェービング、二酸化炭素排出量を削減します。
Aはいくらですか20KW ベスコスト家庭用太陽光発電の使用2025年には？
料金はバッテリーの種類によって異なります - 20KWLFP ベス通常、2025 年の平均コストは 1 ワットあたり 0.08 ドルであり、総コストはコンポーネントや設置状況によって異なります。
はLFPバッテリー最適な選択グリッド-規模のエネルギー貯蔵?
はい-LFPバッテリー」高い安全性 (270 度の熱暴走温度)、長いサイクル寿命、コスト効率により、これらは次の用途に最適なオプションです。グリッド-スケールのストレージ.
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