Os sistemas de armazenamento de energia capturam o excedente de energia durante períodos de alta produção/baixa demanda e armazenam-no para uso em períodos de baixa produção/alta demanda. Embora não seja uma tecnologia nova, o armazenamento de energia está rapidamente a ganhar força como forma de fornecer um fornecimento estável e consistente de energia renovável à rede .

O sistema de armazenamento de energia de maior interesse para os produtores de energia solar fotovoltaica é o sistema de armazenamento de energia em bateria, ou BESS. Embora apenas 2–3% dos sistemas de armazenamento de energia nos EUA sejam BESS (a maioria ainda são bombas hidroeléctricas), há um movimento crescente para integrar o BESS com energias renováveis.

O QUE É UM BESS E QUAIS SÃO SUAS PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS?

Em grande parte, os sistemas BESS utilizam baterias de íons de lítio para armazenar eletricidade . Eles podem ser usados ​​isoladamente ou em conjunto com fontes de energia renováveis.

QUAIS SÃO AS PRINCIPAIS PARTES DE UM BESS?

Um BESS típico inclui:

Módulos de bateria – conectados em série e paralelo para obter a capacidade necessária.

Gabinete de armazenamento com gerenciamento térmico.

Sistema de conversão de energia (PCS) – Todos os clusters do sistema de bateria são conectados a um barramento CC comum e outro barramento CC estendido ao PCS.

Sistema de gerenciamento de bateria (BMS) , que monitora continuamente a tensão, temperatura, aviso de incêndio e estado de carga (SOC) da bateria. Regula a potência de carga e descarga dependendo do sinal de entrada.

Sistema de gestão de energia (EMS) – A lógica de controle é executada no EMS. Ele fornecerá sinal de entrada ao PCS para carga/descarga dependendo dos requisitos da lógica de controle.

Um BESS é uma fonte de energia e, como qualquer fonte de energia que alimenta a rede, deve ser gerido e controlado.

Há uma variedade de configurações disponíveis para BESS dependendo da localização. O BESS pode ser utilizado em uma configuração autônoma, na qual o BESS retira eletricidade da rede quando a oferta é alta e a envia de volta quando a demanda é alta. Para sistemas fotovoltaicos + armazenamento, são utilizados quatro tipos de configurações.

INDEPENDENTE

Neste caso, tanto os sistemas fotovoltaicos como os de armazenamento não estão fisicamente co-localizados e não partilham componentes ou estratégias de controlo comuns. Sendo independente, o armazenamento responde às condições gerais da rede para fornecer capacidade de pico, transferir energia de períodos fora de pico para períodos de pico e fornecer serviços auxiliares. Embora o armazenamento pudesse ser carregado com energia fotovoltaica, só o faria quando as condições da rede tornassem esta uma opção económica.

DC ACOPLADO (CARREGAMENTO FLEXÍVEL)

Neste caso, o PV e o armazenamento são acoplados no lado CC de um inversor compartilhado. O inversor utilizado é um inversor bidirecional que facilita o armazenamento para carregar tanto da rede quanto do fotovoltaico.

DC ACOPLADO (CARREGAMENTO SOMENTE PV)

Esta configuração é semelhante ao acoplamento CC, mas o armazenamento pode ser carregado apenas com energia fotovoltaica e não com eletricidade da rede. Isso também é conhecido como configuração DC fortemente acoplada.

AC ACOPLADO

Neste caso, a energia fotovoltaica e o armazenamento são colocados em dois inversores separados. O BESS é carregado convertendo a eletricidade fotovoltaica de CC para CA e depois de volta para CC no inversor BESS para que o BESS a armazene. Como não existem componentes partilhados, o armazenamento ainda pode atuar independentemente do sistema fotovoltaico.

As configurações acopladas CA são normalmente usadas para sistemas fotovoltaicos existentes, porque é mais fácil simplesmente adicionar um segundo inversor, adicionar um BESS e, em seguida, usar o circuito existente para integrar o BESS a ele. Os sistemas acoplados DC são mais comuns para novas instalações fotovoltaicas + armazenamento.

COMO AS APLICAÇÕES DE BATERIA SÃO TIPICAMENTE CATEGORIZADAS?

As aplicações de bateria são normalmente categorizadas com base em energia e potência.

As interações de fornecimento de energia acontecem numa escala de tempo mais lenta, onde grandes quantidades de energia são fornecidas ou retiradas da rede. Estas são chamadas de aplicações de "energia". Essas aplicações incluem arbitragem de energia e mudança de tempo de energia. Como a resposta energética normalmente tem uma profundidade de descarga mais profunda de forma consistente, essas aplicações têm uma curva de degradação mais acentuada para alguns produtos químicos.

As aplicações de energia normalmente ocorrem em uma escala de tempo muito mais rápida e são empregadas para dar suporte ao controle em tempo real da rede elétrica. As aplicações de energia incluem resposta de frequência, rampa de carga e suporte de tensão.

Cada BESS tem uma capacidade energética nominal medida em quilowatts-hora (kWh) ou megawatts-hora (MWh), bem como uma capacidade energética nominal medida em quilowatts (kW) ou megawatts (MW). A maioria dos fabricantes de BESS também fornece Profundidade de Descarga (DOD), que indica a porcentagem da bateria que foi descarregada em relação à capacidade total da bateria. Ficar dentro do DOD máximo recomendado é importante para o desempenho ideal e a vida útil da bateria.

Por exemplo, se o fabricante de uma bateria de 100 kWh recomendar um DOD máximo de 80%, você não deverá usar mais de 80 kWh da bateria sem recarregar.

Essas classificações, a estrutura química interna da própria bateria, a frequência do ciclo e a integridade da bateria desempenham um papel crítico na determinação se um BESS é adequado para uma aplicação específica. Para aplicações de energia, você precisará prestar atenção a parâmetros diferentes dos que faria ao usar um sistema BESS para aplicações de energia.