Armazenamento de energia de bateria: tipos, aplicações e processo de produção

À medida que a taxa de penetração de energia renovável (como eólica e solar) continua a aumentar, os sistemas de energia exigem cada vez mais soluções de armazenamento flexíveis e em grande-escala. Entre estes, o armazenamento de energia das baterias desempenha um papel importante no equilíbrio entre a oferta e a procura, estabilizando a rede e reduzindo os custos de electricidade. O conceito de Sistema de Armazenamento de Energia Doméstica abrange sistemas capazes de armazenar energia elétrica em baterias recarregáveis ​​e liberá-la quando necessário, aumentando assim a flexibilidade do sistema.

Este artigo desvendará sistematicamente o setor por meio de três dimensões principais -tipos, aplicações e processo de produção de sistemas de armazenamento de energia residencial-para ajudar os leitores a compreender rapidamente o panorama completo desse campo.

No domínio das tecnologias de armazenamento, os sistemas domésticos de armazenamento de baterias solares (BESS) pertencem à classe das tecnologias de armazenamento eletroquímico, mas podem ser subdivididos em múltiplos sistemas químicos e formas técnicas. Abaixo estão os principais tipos:

Baterias de-íon de lítio: atualmente um dos tipos de sistemas de armazenamento de energia residencial mais populares, devido à sua alta densidade de energia, alta eficiência e resposta rápida.
 
Eles são comumente usados ​​em aplicações residenciais, comerciais e em nível de rede-de grande escala-.

Baterias-de chumbo-ácido:Uma tecnologia madura com custo relativamente baixo, mas comparada ao íon-de lítio, oferece menor densidade de energia e ciclo de vida mais curto. Eles ainda encontram aplicativos em cenários de-custos sensíveis, de menor{3}}capacidade ou de backup-de energia.

Baterias de fluxo:Por exemplo, baterias de fluxo redox de vanádio. Sua característica distintiva reside na dissociação da capacidade de energia (através do volume do eletrólito) e da capacidade de potência (através do tamanho do reator). Isso os torna particularmente adequados para aplicativos de armazenamento de grande-escala e longa-duração.

Baterias de-sódio-enxofre de alta temperatura:Um tipo um tanto especial com alta temperatura operacional e adequado para instalações muito grandes. Sua implantação globalmente é relativamente limitada em comparação com o íon-de lítio.

Outras tecnologias avançadas:Incluindo conceitos emergentes como "baterias de Carnot" (eletricidade → calor → armazenamento de eletricidade) e outros novos produtos químicos. Embora ainda em desenvolvimento, apontam para possibilidades futuras para o campo do armazenamento de energia montado na parede.

Desde as matérias-primas até a entrega final do sistema, o fluxo de produção de um sistema doméstico de armazenamento de bateria solar envolve diversas etapas,-cada uma delas crítica para o desempenho, a segurança e a vida útil. Abaixo está uma visão geral do processo típico:

Fabricação de células:Preparação de material ativo (revestimento de eletrodo positivo/negativo, processamento de coletor de corrente). As células são montadas empilhando ou enrolando eletrodo positivo, separador e eletrodo negativo. Seguem-se a injeção de eletrólito, a vedação da célula e a ativação (primeira carga/descarga). Em seguida, testes de capacidade, testes de ciclo de vida e testes de estabilidade térmica.

Conjunto de módulo e-bateria:Múltiplas células são conectadas em série/paralelo para formar módulos, que são posteriormente montados em conjuntos de baterias. As baterias incluem sistemas de gerenciamento térmico, eletrônicos de monitoramento/controle (Battery Management System, BMS) e dispositivos de proteção de segurança. Durante a montagem, as principais etapas incluem classificação de células, montagem de módulos, soldagem e embalagem.

Integração e instalação do sistema:As baterias, juntamente com inversores/sistemas de conversão de energia (PCS), sistemas de controle, sistemas-de proteção contra incêndio e sistemas de monitoramento, são integrados em um sistema completo de sistema de armazenamento de energia doméstica. Nesse estágio, são realizados testes-no nível do sistema, como testes de aceitação de fábrica (FAT), testes de segurança e testes de adaptação ambiental.

Controle de qualidade e gerenciamento de segurança:Desde a inspeção-de entrada de matéria-prima, gerenciamento 5S do ambiente de produção, padronização de processos até a inspeção final de saída, cada etapa deve ser controlada. Os sistemas de armazenamento enfatizam particularmente a-proteção contra incêndio, a mitigação de fugas térmicas e o desempenho ao longo da vida útil-que devem ser considerados tanto no projeto quanto na produção.

Operações de instalação, comissionamento e ciclo de vida: embora, estritamente falando, estas últimas não sejam etapas de "produção", instalação, comissionamento, operação, manutenção e, eventualmente, reciclagem/gerenciamento de segunda{0}}vida útil são partes essenciais do ciclo de vida completo de um sistema de sistema de armazenamento de energia residencial.

Armazenamento de energia da bateriapassou de uma fase de "conceito" para uma fase de "escala-de aplicação". O seu papel nos sistemas de energia, na Internet energética e em novos tipos de cargas (tais como centros de dados, parques industriais, estações de carregamento) é cada vez mais proeminente. Ao compreender seus tipos, aplicações e processos de produção, você pode aproveitar melhor as oportunidades nesse campo-seja no desenvolvimento de tecnologia, na implementação de projetos ou na prestação de serviços.