Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías se han vuelto esenciales para las instalaciones comerciales que buscan reducir los costos de electricidad y mejorar la confiabilidad de la energía. Injet HanCang diseña sistemas de almacenamiento de energía en baterías específicamente para aplicaciones comerciales, incluidos edificios de oficinas, centros minoristas, plantas de fabricación e instalaciones sanitarias. Los sistemas de la empresa utilizan tecnología de batería de fosfato de hierro y litio con software avanzado de control y gestión térmica. Este artículo presenta especificaciones técnicas, datos de rendimiento y estudios de casos de aplicación para sistemas de almacenamiento de energía en baterías.
Un sistema de almacenamiento de energía de batería incluye cinco componentes esenciales que trabajan juntos como una unidad integrada. El primer componente es el bastidor de la batería, que alberga las celdas de fosfato de hierro y litio en conjuntos de módulos. Cada módulo contiene veinte celdas con monitoreo individual de voltaje y temperatura. El segundo componente es el sistema de gestión de la batería, que monitorea los voltajes, temperaturas y corrientes de las celdas, y equilibra los estados de carga de las celdas. El tercer componente es el sistema de conversión de energía, que incluye un inversor bidireccional que convierte la energía de CC de la batería en CA para cargas y convierte la energía de CA de la red en CC para carga. El cuarto componente de los sistemas de almacenamiento de energía en baterías es el sistema de gestión térmica. Injet HanCang utiliza refrigeración líquida para sistemas de más de doscientos kilovatios hora y refrigeración por aire forzado para sistemas más pequeños. El sistema de enfriamiento mantiene la temperatura de la batería dentro de una banda de tres grados Celsius, lo cual es fundamental para preservar el ciclo de vida. El quinto componente es el sistema de gestión de energía, un controlador que ejecuta el programa de descarga de carga en función de las señales de tarifas de los servicios públicos, los perfiles de carga y las preferencias del usuario. El controlador incluye una interfaz de pantalla táctil para operación local y un módem celular para monitoreo remoto.
Operar sistemas de almacenamiento de energía en baterías requiere comprender varias relaciones técnicas. La primera idea es que el ciclo de vida está inversamente relacionado con la profundidad de la descarga. Una batería sometida a un ciclo de descarga del ochenta por ciento alcanza cuatro mil ciclos. La misma batería ciclada al sesenta por ciento de profundidad logra seis mil ciclos. Las aplicaciones comerciales con patrones de carga diarios predecibles pueden beneficiarse de ciclos menos profundos para extender la vida útil del sistema. Los controladores Injet HanCang permiten a los clientes establecer la profundidad máxima de descarga entre el cincuenta y el noventa por ciento. La segunda idea técnica para los sistemas de almacenamiento de energía en baterías es que la velocidad de carga afecta la eficiencia. La carga a una velocidad de un C (carga completa en una hora) da como resultado una eficiencia de CC del noventa y dos por ciento. La carga a una velocidad del punto cinco C (carga completa en dos horas) da como resultado una eficiencia de CC del noventa y cuatro por ciento.
La diferencia de eficiencia de dos puntos porcentuales se traduce en importantes ahorros de energía durante la vida útil del sistema. Injet HanCang recomienda velocidades de carga entre el punto tres y el punto siete C para una máxima eficiencia. La tercera idea es que los sistemas de almacenamiento de energía en baterías experimentan un envejecimiento calendario independientemente del ciclo. La capacidad se degrada aproximadamente un dos por ciento por año incluso cuando el sistema no se utiliza. Este efecto de envejecimiento calendario depende de la temperatura: cada aumento de diez grados Celsius por encima de los veinticinco grados duplica la tasa de degradación. La gestión térmica de Injet HanCang mantiene la temperatura de la celda por debajo de los treinta grados en la mayoría de los entornos, manteniendo el envejecimiento calendario por debajo del dos coma cinco por ciento anual.
El dimensionamiento adecuado de los sistemas de almacenamiento de energía en baterías requiere un análisis de los perfiles de carga, las estructuras de tarifas de los servicios públicos y los objetivos operativos. Injet HanCang utiliza una metodología de dimensionamiento de cuatro pasos. El primer paso recopila datos de carga en intervalos de quince minutos durante al menos doce meses. El segundo paso analiza el perfil de carga para identificar los períodos pico y los patrones de consumo de energía. El tercer paso modela el beneficio financiero de diferentes tamaños de baterías utilizando datos reales de tarifas de servicios públicos. El cuarto paso selecciona el tamaño de la batería que maximiza el valor actual neto durante la vida útil esperada del sistema. Para un edificio comercial típico con una carga máxima de ciento cincuenta kilovatios y quinientos kilovatios hora de consumo de energía diario, el análisis de tamaño suele recomendar una batería de entre doscientos y trescientos kilovatios hora. Este tamaño captura del setenta al ochenta por ciento del beneficio de reducción del cargo por demanda disponible sin sobredimensionarse. Las baterías más grandes producen rendimientos decrecientes porque la frecuencia de los picos de alta demanda disminuye con la duración.
Un edificio de oficinas de tres pisos en California instaló un sistema de almacenamiento de energía en batería de doscientos cincuenta kilovatios hora de Injet HanCang. El edificio tiene una carga máxima de doscientos kilovatios y cargos de demanda mensuales de quince dólares por kilovatio. La estructura de tarifas de servicios públicos incluye precios por tiempo de uso con tarifas pico por la tarde de cuarenta centavos por kilovatio hora y tarifas fuera de horas pico de dieciocho centavos por kilovatio hora. El sistema de almacenamiento de energía de la batería se configuró para reducir la demanda de carga y arbitrar el tiempo de uso. La batería se carga durante las horas de menor actividad, desde la medianoche hasta las seis de la mañana. La batería se descarga durante el período pico de la tarde, entre las tres de la tarde y las seis de la tarde. El sistema también descarga cuando la carga del edificio supera los ciento cincuenta kilovatios, lo que reduce la demanda máxima. Después de doce meses de operación, los cargos por demanda del edificio disminuyeron de tres mil dólares a mil ochocientos dólares mensuales. Los costos de energía disminuyeron en cuatrocientos dólares mensuales debido al arbitraje del tiempo de uso. El ahorro anual total fue de veintidós mil dólares. El coste del sistema instalado fue de setenta y cinco mil dólares, lo que supuso un periodo de recuperación de la inversión de tres coma cuatro años.
Un sistema de almacenamiento de energía de batería que utiliza química de fosfato de hierro y litio suele durar de diez a quince años. La garantía proporcionada por Injet HanCang cubre la retención del setenta por ciento de la capacidad durante diez años desde la instalación.
Sí, los sistemas de almacenamiento de energía de batería Injet HanCang están certificados para instalación en interiores. Los módulos de batería cumplen con los estándares de seguridad UL 1973. El sistema incluye ventilación, interfaz de extinción de incendios y funciones de contención térmica fuera de control.
Todos los sistemas de almacenamiento de energía de batería Injet HanCang incluyen capacidad de monitoreo remoto. El sistema se conecta a una plataforma basada en la nube mediante una conexión celular o Ethernet. Los usuarios pueden ver el estado de carga, el flujo de energía y los datos históricos desde cualquier dispositivo conectado a Internet.
La instalación de un sistema de almacenamiento de energía de batería de doscientos a quinientos kilovatios hora normalmente requiere de tres a cinco días hábiles para una instalación interior estándar. Los sistemas en contenedores requieren preparación adicional del sitio para cimientos y conexiones eléctricas.
La mayoría de las jurisdicciones exigen permisos eléctricos y permisos de construcción para las instalaciones de sistemas de almacenamiento de energía en baterías. Los sistemas por encima de cierto tamaño pueden requerir una revisión del departamento de bomberos. Injet HanCang proporciona paquetes de asistencia para permisos que incluyen esquemas eléctricos, cálculos estructurales y documentación de seguridad contra incendios.
Injet HanCang participa en programas de reciclaje de baterías. Las celdas de fosfato de hierro y litio se procesan para recuperar compuestos de litio, hierro y fosfato. Los clientes pueden organizar la recogida de reciclaje a través de Injet HanCang al final de la vida útil del sistema.
Los sistemas de almacenamiento de energía en baterías de Injet HanCang brindan a las instalaciones comerciales una solución comprobada para la reducción de la carga de la demanda, el arbitraje del tiempo de uso y la energía de respaldo. Las pruebas de rendimiento muestran una eficiencia de ida y vuelta de CC del noventa y tres punto dos por ciento y una eficiencia de CA del ochenta y ocho punto cinco por ciento. Los conocimientos técnicos sobre la profundidad de descarga, la tasa de carga y el calendario de envejecimiento guían el funcionamiento óptimo del sistema. Las aplicaciones comerciales incluyen edificios de oficinas, centros minoristas, plantas de fabricación e instalaciones sanitarias. Un estudio de caso de California demostró veintidós mil dólares en ahorros anuales con un período de recuperación de tres, cuatro años. Los clientes potenciales pueden solicitar un análisis de valor y tamaño específico del sitio a Injet HanCang.