About / Advertise 
Ett batterilagringssystem (BESS) lagrar energi under perioder med låg efterfrågan eller överskottsproduktion och integreras i allt större utsträckning med förnybara energikällor som sol- och vindkraft för att stabilisera deras variationer.
 Ladda ner artikeln här (länk, pdf). Fler tekniska rapporter finns på etn.se/expert |
Det finns tre huvuddelar – batterier, ett kraftomvandlingssystem (PCS) samt en styrenhet i form av ett batterihanteringssystem (BMS).
Det ökande behovet av tillförlitliga, flexibla och hållbara energilösningar har gjort batterilagringssystem till en central del av moderna energisystem.
Några viktiga orsaker till den ökande användningen är:
- Intermittent förnybar energi: Sol- och vindkraft är intermittenta energikällor. Batterilagring kan lagra överskottsenergi för användning under perioder med låg produktion, vilket säkerställer en stabil och tillförlitlig energiförsörjning.
- Reservkraft: Batterilagring säkerställer reservkraft vid naturkatastrofer eller systemfel.
- Balans i elnätet: Batterilagring stabiliserar nätet genom att reagera på variationer mellan tillgång och efterfrågan. Den hjälper också till att hålla nätfrekvensen stabil och förhindrar instabilitet eller strömavbrott.
- Minskad beroende av fossila bränslen: Batterilagring stödjer användningen av förnybar energi, minskar beroendet av fossila bränslen och bidrar till avkarbonisering av elnätet.
Batterisystem som är anslutna till elnätet kan generera elektromagnetiska signaler som kan störa ansluten utrustning. Det är särskilt svårt att minska emissionerna om kablar är dåligt isolerade eller jordningen är otillräcklig.
Oskärmade kablar, exponerade komponenter eller kapslingar med bristfällig konstruktion kan avge elektromagnetiska fält, vilket kan störa känslig utrustning och försämra prestandan i energisystem.
Övertoner som genereras av kraftelektronik i batterilager kan försämra elkvaliteten och påverka både interna komponenter och ansluten utrustning.
Växelriktare som använder pulsbreddsmodulering (PWM) för att omvandla likström till växelström genererar högfrekvent elektromagnetisk störning (EMI). Även DC/DC-omvandlare, som styr laddning och urladdning av batterier, skapar både ledningsbundna och strålade emissioner vid switchfrekvenserna.
Ledare med höga strömmar i batterilagringssystem kan generera magnetfält som stör känsliga komponenter som styrelektronik, kommunikationssystem och närliggande sensorer.
Laddning och urladdning av battericeller kan skapa transienta spänningar och strömmar som kan orsaka EMI om de inte hanteras korrekt.
Elektromagnetiska störningar (EMI) och elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) påverkar batterilagringssystem i hög grad. Effekterna kan variera från försämrad prestanda till fullständiga systemfel.
I batterilagringssystem är EMI och EMC avgörande för elektroniken. Målet är att reducera störningar och samtidigt säkerställa att utrustningen uppfyller gällande EMC-krav.
Utstrålade emissioner är elektromagnetisk energi som sprids genom luften och kan störa närliggande utrustning.
- Skärmade kapslingar. Använd metallkapslingar, korrekt jordning och skärmande material för att minska EMI och skydda mot strålning.
- Korrekt jordning och potentialutjämning. Säkerställ korrekt jordning av skärmade kapslingar och komponenter samt god elektrisk förbindning mellan systemets delar.
- Ferriter och EMI-filter. Installera ferritpärlor på kraftkablar och signalledningar för att dämpa högfrekvent brus. Använd EMI-filter för ytterligare dämpning.
- Skärmning av känsliga komponenter. Kommunikationsledningar, sensorer och BMS bör skyddas med skärmade kablar eller lokala skärmar.
Ledningsbundna emissioner är elektromagnetisk energi som sprids via kraft- eller signalledningar.
1.Jordning och skärmning. Implementera korrekt jordning och använd skärmade kablar.
2.Tvinnade ledare. Tvinnade ledarpar hjälper till att eliminera inducerade störningar.
3.Mönsterkortsdesign. Korrekt layout av mönsterkortet minimerar brus. Separata jordplan för analoga, digitala och kraftrelaterade kretsar minskar koppling mellan systemen.
4.Minskning av switchbrus. Snubberkretsar och mjukswitchteknik kan minska högfrekvent brus.
5.EMI-klassade kontakter och kablar. Använd kontakter och kablar med inbyggd skärmning och jordning.
6.Nätfilter. Installera nätfilter, exempelvis pi-filter eller LC-filter, för att blockera högfrekvent brus.
EMI-filter är avgörande för att säkerställa elektromagnetisk kompatibilitet (EMC) och uppfylla regulatoriska krav i batterilagringssystem.
Att välja rätt EMI-filter är en nyckelfaktor för säker, tillförlitlig och regeluppfyllande drift.
Faktorer som bör beaktas inkluderar:
- frekvensområde
- ström- och spänningsnivåer
- identifiering av störkällor
- miljöförhållanden
- efterlevnad av EMC-standarder
Rätt filterval skyddar systemet mot störningar, förbättrar prestandan och förlänger komponenternas livslängd.
EMI-filter bör placeras så nära störkällan eller den känsliga kretsen som möjligt för att minimera störningens utbredningsväg.
Strategiska placeringar inkluderar:
- AC-ingång – mellan nätanslutningen och växelriktaren.
- AC-utgång – på växelriktarens utgång för att minska störningar mot nätet eller lasten.
- DC-sidan – mellan batteriet och DC/DC-omvandlaren samt vid omvandlarens utgång.
- Kommunikation – mellan styrsystem, BMS och externa enheter.
- DC-bussen – mellan batteriet och växelriktaren.
