Ketika mempelajari tentang energi terbarukan, Anda sering menemukan istilah "ESS". Apa yang diwakilinya? Artikel ini akan memberikan penjelasan rinci dan prinsip-prinsipnya dengan menggunakan bahasa yang sederhana.
Apa arti "ESS" dalam bidang energi?
Di sektor energi, ESS adalah singkatan dari "Sistem Penyimpanan Energi" Ini mengacu pada metode penyimpanan energi sementara menggunakan pendekatan tertentu dan melepaskannya saat dibutuhkan. Hal ini sering digunakan dalam bidang energi terbarukan. Baik itu tenaga air, tenaga surya, energi angin, energi pasang surut, dll., listrik yang dihasilkan oleh kekuatan alam ini sangat besar dan berkelanjutan. Untuk mencegah energi yang dihasilkan terbuang sia-sia, ESS dibangun untuk memaksimalkan penggunaan energi.
ESS juga diterapkan dalam penyimpanan energi komersial dan industri untuk menghindari kelebihan beban selama permintaan listrik puncak dan untuk menghemat biaya. Beberapa perusahaan memilih untuk membangun sistem ESS untuk menyimpan listrik saat harga jaringan rendah dan kemudian melepaskannya saat harga tinggi, sehingga menghemat biaya.
Faktanya, ESS tidak eksklusif untuk proyek-proyek besar. Dengan peningkatan teknologi baterai lithium dalam beberapa tahun terakhir, banyak baterai penyimpanan energi rumah tangga telah muncul di pasaran, memungkinkan orang untuk menyimpan energi matahari dan menggunakannya pada hari mendung atau di malam hari.
Bagaimana ESS bekerja
Prinsip dasar ESS adalah mengubah dan menyimpan energi yang diperoleh, kemudian melepaskannya saat dibutuhkan. Melalui konverter, energi listrik diubah menjadi bentuk yang sesuai untuk penyimpanan, umumnya menjadi energi listrik yang disimpan dalam baterai lithium-ion.
Komponen ESS
ESS biasanya terdiri dari beberapa komponen utama, yang masing-masing memainkan peran penting dalam keseluruhan fungsionalitas sistem:
Perangkat Penyimpanan Energi:
Perangkat penyimpanan energi adalah bagian inti dari ESS, yang digunakan untuk menyimpan energi.
Sistem Konversi Daya (PCS):
Sistem konversi daya bertanggung jawab untuk mengubah daya selama penyimpanan dan pelepasan energi. Sistem ini mencakup inverter (yang mengubah arus searah menjadi arus bolak-balik) dan penyearah (yang mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah).
Sistem Manajemen Baterai (BMS):
Untuk sistem berbasis baterai, Sistem Manajemen Baterai adalah komponen yang sangat penting. BMS memonitor dan mengelola tegangan, arus, suhu, dan status pengisian daya baterai untuk memastikan pengoperasian baterai yang aman, mencegah pengisian daya yang berlebihan, pengosongan daya yang berlebihan, dan panas yang berlebihan. BMS juga dapat menyeimbangkan tegangan antar sel baterai untuk memperpanjang masa pakai baterai secara keseluruhan.
Sistem Manajemen Energi (EMS):
Sistem Manajemen Energi digunakan untuk mengoptimalkan pengoperasian seluruh sistem. EMS memonitor input dan output energi, mengelola waktu pengisian dan pengosongan perangkat penyimpanan energi, memastikan bahwa sistem dapat memaksimalkan penggunaan energi yang tersimpan berdasarkan permintaan beban dan fluktuasi harga listrik.
Sistem Pendinginan:
Sistem pendingin digunakan untuk menjaga kestabilan suhu perangkat penyimpanan energi, terutama pada baterai atau sistem penyimpanan energi mekanis. Manajemen suhu sangat penting untuk memperpanjang umur sistem dan memastikan pengoperasian yang aman. Yang umum digunakan adalah sistem pendingin cair atau pendingin udara.
Perangkat Perlindungan:
Perangkat perlindungan termasuk pemutus sirkuit, sekering, isolator, dan perangkat pengardean. Perangkat ini digunakan untuk melindungi sistem dari beban berlebih, korsleting, fluktuasi tegangan, dan gangguan listrik lainnya, sehingga memastikan sistem dapat mati dengan aman jika terjadi kondisi abnormal.
Sistem Pemantauan dan Pengendalian:
Sistem ini menyediakan fungsi pemantauan dan kontrol data waktu nyata. Sistem ini dapat memantau status ESS, seperti tingkat pengisian daya baterai, suhu, dan output daya, baik dari jarak jauh maupun lokal.
Sistem Komunikasi:
Sistem komunikasi digunakan untuk menghubungkan sistem dengan sistem kontrol eksternal atau jaringan. Hal ini memungkinkan pertukaran data antara EMS, BMS, dan sistem kontrol lainnya.
Jenis ESS apa saja yang tersedia?
Berdasarkan prinsip-prinsip konverter, ESS dapat dibagi ke dalam beberapa cabang. Berikutnya, saya akan memperkenalkan beberapa jenis yang digunakan dalam kehidupan nyata, serta kelebihan dan kekurangannya masing-masing:
Baterai ESS (BESS)
Prinsip: Sistem Penyimpanan Energi berbasis baterai menyimpan energi listrik dalam bentuk kimia di dalam baterai. Jenis yang paling umum adalah baterai lithium-ion, di mana ion lithium bergerak di antara anoda dan katoda selama siklus pengisian dan pengosongan. Jenis lainnya termasuk baterai aliran, yang menyimpan energi dalam elektrolit cair.
Keuntungan: Kepadatan energi yang tinggi dan siklus hidup yang panjang; efisiensi pengisian dan pengosongan yang tinggi; desain modular memungkinkan untuk menentukan ukuran berdasarkan kebutuhan.
Kekurangan: Biaya awal yang tinggi; daya tahan baterai dipengaruhi oleh kondisi lingkungan.
Use Case: Proyek baterai penyimpanan energi surya komersial PKNERGY.
Penyimpanan Energi Termal
Prinsip: Sistem Penyimpanan Energi Termal (TES) menyimpan energi dalam bentuk panas atau dingin, yang nantinya dapat digunakan untuk menghasilkan listrik atau menyediakan pemanas/pendingin. Bahan yang umum digunakan untuk TES adalah air, es, atau garam cair. Sistem ini sering kali bekerja bersama dengan tenaga surya atau sumber terbarukan lainnya.
Keuntungan: Waktu penyimpanan energi yang lama; sistem yang relatif sederhana dengan biaya perawatan yang rendah; dapat menyeimbangkan kebutuhan energi musiman.
Kekurangan: Kepadatan energi yang rendah; kehilangan panas dapat mengurangi efisiensi; ruang yang besar diperlukan untuk menyimpan bahan.
Use Case: Pembangkit listrik tenaga surya Gemasolar di Spanyol menggunakan garam cair untuk penyimpanan panas.
Penyimpanan Energi Udara Cair (LAES)
Prinsip: Penyimpanan Energi Udara Cair (LAES) melibatkan pendinginan udara ke suhu kriogenik (sekitar -196°C) untuk mencairkannya, yang kemudian disimpan dalam tangki terisolasi. Ketika energi dibutuhkan, udara cair akan terpapar pada suhu sekitar, menyebabkannya memuai dengan cepat dan kembali menjadi gas. Proses ekspansi ini menggerakkan turbin untuk menghasilkan listrik. Sistem LAES juga dapat memanfaatkan limbah panas atau dingin untuk meningkatkan efisiensi.
Keuntungan: Dapat menyimpan energi dalam skala besar, cocok untuk pengaturan jaringan; menggunakan bahan baku (udara) yang murah dan tidak beracun; masa pakai sistem yang lama dengan kebutuhan perawatan yang rendah; kepadatan energi yang lebih tinggi, terutama jika dikombinasikan dengan limbah panas atau dingin.
Kekurangan: Efisiensi konversi yang lebih rendah, biasanya sekitar 50-60%; biaya konstruksi yang tinggi yang membutuhkan infrastruktur berskala besar; membutuhkan teknologi penyimpanan suhu rendah, yang melibatkan kehilangan energi.
Use Case: Proyek penyimpanan energi udara cair oleh Highview Power di Inggris.
Penyimpanan Energi Udara Terkompresi (CAES)
Prinsip: Sistem CAES menggunakan kelebihan listrik untuk memampatkan udara dan menyimpannya di dalam gua atau tangki bawah tanah. Ketika permintaan energi tinggi, udara terkompresi dilepaskan, dipanaskan, dan diperluas untuk menggerakkan turbin yang menghasilkan listrik.
Keuntungan: Cocok untuk penyimpanan energi skala besar; biaya rendah, terutama saat menggunakan gua bawah tanah alami; memungkinkan penyimpanan energi jangka panjang.
Kekurangan: Efisiensi sistem yang rendah dengan kehilangan energi yang signifikan; membutuhkan ruang bawah tanah yang besar; dampak lingkungan, seperti emisi karbon selama pemanasan udara.
Use Case: Fasilitas CAES di McIntosh, Amerika Serikat.
Penyimpanan Energi Roda Gila
Prinsip: Sistem penyimpanan energi roda gila mengubah energi listrik menjadi energi kinetik dengan memutar rotor pada kecepatan tinggi. Ketika energi dibutuhkan, energi kinetik rotor diubah kembali menjadi energi listrik.
Keuntungan: Kepadatan daya yang tinggi; persyaratan perawatan yang sangat rendah; kemampuan pengisian dan pengosongan yang cepat.
Kekurangan: Kepadatan energi yang rendah; biaya konstruksi yang tinggi; waktu penyimpanan energi yang singkat, cocok untuk kebutuhan penyeimbangan jangka pendek.
Use Case: Sistem penyimpanan energi roda gila oleh Beacon Power.
Penyimpanan Energi Kimia
Prinsip: Penyimpanan Energi Kimia melibatkan pengubahan energi listrik menjadi energi kimia, biasanya dalam bentuk hidrogen atau pembawa kimia lainnya. Energi ini nantinya dapat diubah kembali menjadi listrik melalui sel bahan bakar atau proses kimia lainnya.
Keuntungan: Kepadatan energi yang tinggi; memungkinkan penyimpanan energi jangka panjang; bahan baku yang tersedia secara luas dengan aplikasi yang fleksibel.
Kekurangan: Efisiensi konversi yang lebih rendah; teknologi yang kompleks dengan biaya tinggi; kebutuhan infrastruktur yang signifikan, terutama untuk penyimpanan dan transportasi hidrogen.
Use Case: Fasilitas Power-to-Gas di Jerman mengubah kelebihan listrik menjadi hidrogen untuk penyimpanan.
Faktor-faktor utama yang mempengaruhi biaya ESS
Biaya Sistem Penyimpanan Energi (ESS) terutama dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti jenis baterai, ukuran sistem, biaya material, biaya produksi dan pemasangan, biaya pemeliharaan dan pengoperasian (OPEX), serta masa pakai dan jumlah siklus sistem. Skala dan kompleksitas ESS, persyaratan kualitas, serta biaya pemeliharaan dan penggantian jangka panjang semuanya berdampak pada efektivitas biaya ESS secara keseluruhan. Selain itu, semakin lama masa pakai sistem dan semakin banyak siklus yang dapat diselesaikan, semakin rendah biaya jangka panjangnya.
Kesimpulan
Sebagai sarana penyimpanan energi, sistem ESS dapat secara signifikan mengurangi ketergantungan masyarakat pada bahan bakar fosil tradisional. Khususnya untuk negara-negara dengan kebutuhan listrik yang tinggi, baik ESS rumah tangga kecil maupun penyimpanan energi komersial yang besar menawarkan solusi yang baik. Ini berarti pasar penyimpanan energi akan menjadi semakin populer. Hubungi PKNERGY sekarang untuk mempelajari lebih lanjut tentang membangun ESS.
TANYA JAWAB:
Bagaimana cara kerja sistem penyimpanan energi surya?
Prinsip kerja sistem penyimpanan energi surya adalah menyimpan kelebihan energi yang dihasilkan oleh panel surya. Saat matahari bersinar, panel surya menghasilkan listrik, yang dapat langsung digunakan atau disimpan dalam Sistem Penyimpanan Energi (ESS) untuk digunakan di kemudian hari.
Dapatkah Anda memiliki cadangan baterai tanpa tenaga surya?
Ya, Anda dapat mengisi daya dari jaringan listrik untuk digunakan sebagai sumber daya cadangan tanpa memerlukan tata surya.
Berapa banyak listrik yang dapat disimpan dalam baterai?
Tergantung pada ukuran baterai yang Anda gunakan. Baterai penyimpanan energi rumah tangga yang umum termasuk 5kWh, 10kWh, 15kWh
Menghemat Uang, Melindungi Lingkungan
PKNERGY membantu Anda mengurangi tagihan energi untuk penyimpanan energi surya di rumah Anda, menyimpan energi surya untuk digunakan kapan saja - di malam hari atau saat pemadaman listrik.
ID 
EN 
FR 
ES 
DE 
IT 
PT 
RU 
SL 
KO 