Un sistema di accumulo dell'energia delle batterie è una soluzione integrata che immagazzina l'energia elettrica nelle batterie per un uso successivo. Injet HanCang fornisce sistemi di accumulo dell'energia a batteria per applicazioni commerciali, industriali e di pubblica utilità. Questo articolo presenta i componenti del sistema, le modalità operative, le caratteristiche prestazionali e gli esempi di applicazione dei sistemi di accumulo dell'energia delle batterie.
Un sistema completo di accumulo dell'energia della batteria di Injet HanCang comprende cinque sottosistemi principali. Il primo sottosistema è il banco batterie, costituito da celle al litio ferro fosfato disposte in moduli e rack. Il banco batterie fornisce il mezzo di accumulo dell'energia e comprende circuiti di monitoraggio delle celle. Il secondo sottosistema è il sistema di conversione della potenza, che comprende inverter e convertitori DC-DC. Il sistema di conversione della potenza gestisce il flusso di potenza tra la batteria, la rete e il carico. Il sistema include sia la capacità di carica che di scarica. Il terzo sottosistema è il sistema di gestione della batteria. Il sistema di gestione della batteria monitora le tensioni, le temperature e le correnti delle singole celle. Garantisce che le celle funzionino entro limiti di sicurezza e bilancia le tensioni delle celle durante la ricarica. Il sistema di gestione della batteria comunica con il sistema di gestione dell'energia. Il quarto sottosistema è il sistema di gestione dell’energia. Il sistema di gestione dell'energia controlla il funzionamento complessivo del sistema di accumulo dell'energia della batteria. Esegue l'algoritmo di invio, gestisce l'interconnessione alla rete e fornisce funzioni di interfaccia utente. Il quinto sottosistema è il sistema di gestione termica. Il sistema di gestione termica mantiene la temperatura della batteria entro l'intervallo ottimale. Comprende unità di raffreddamento, pompe e sensori di temperatura.
I sistemi di accumulo dell'energia della batteria Injet HanCang funzionano in più modalità a seconda dei requisiti dell'applicazione. La tabella seguente descrive le modalità operative standard. Modalità Descrizione Vantaggio principale Applicazione tipica Peak shaving Scarica durante periodi di domanda elevata Riduzione della carica della domanda Edifici commerciali Arbitraggio Carica a tariffe basse, scarica a tariffe elevate Riduzione dei costi energetici Impianti con tariffe in base al tempo di utilizzo Backup Fornisce energia durante interruzioni della rete Affidabilità dell'alimentazione Strutture critiche Supporto di tensione Iniezione o assorbimento di potenza reattiva Qualità dell'alimentazione Impianti industriali Livellamento solare Produzione solare variabile e uniforme Integrazione rinnovabile Siti di accumulo Solar-plus Il sistema di accumulo dell'energia della batteria può passare automaticamente da una modalità all'altra in base alle condizioni. Ad esempio, il sistema può funzionare in modalità arbitraggio durante il normale funzionamento e passare automaticamente alla modalità di backup quando viene rilevata un'interruzione della rete.
I sistemi di accumulo dell'energia della batteria Injet HanCang hanno caratteristiche prestazionali documentate basate su test di laboratorio e operazioni sul campo. La tabella seguente mostra i principali parametri prestazionali. Parametro Valore Condizione di test Efficienza andata e ritorno dall'88 al 91% Ciclo completo a 25 gradi Celsius Tempo di risposta Meno di 50 millisecondi Per l'attivazione della modalità backup Capacità a 0,5 C di scarica nominale 100% dei 25 Celsius nominali Capacità a 2 C di scarica 92% dei 25 Celsius nominali Capacità a -10 Celsius 85% della scarica nominale di 0,5 C Capacità a 40 Celsius 95% della scarica nominale di 0,5 C Tasso di autoscarica Meno di 2 percentuale al mese Standby a 25 gradi Celsius L'efficienza di un sistema di accumulo dell'energia a batteria dipende dal livello di potenza operativa. L'efficienza è massima tra il cinquanta e l'ottanta per cento della potenza nominale. I sistemi di accumulo dell'energia della batteria Injet HanCang mantengono l'efficienza superiore al novanta per cento in questo intervallo.
Il corretto dimensionamento di un sistema di accumulo dell'energia a batteria richiede che le capacità del sistema corrispondano ai requisiti dell'applicazione. Injet HanCang utilizza una metodologia di dimensionamento che considera i requisiti di alimentazione, i requisiti energetici e i vincoli operativi. Il fabbisogno energetico è determinato dal carico massimo che il sistema di accumulo dell'energia della batteria deve servire. Per le applicazioni di riduzione del picco, il fabbisogno energetico è la differenza tra il carico di picco dell'impianto e il limite di picco desiderato. Per le applicazioni di backup, il requisito di alimentazione corrisponde al carico critico totale. Il fabbisogno energetico è determinato dalla durata della scarica. Per le applicazioni di peak shaving, il fabbisogno energetico corrisponde al fabbisogno di potenza moltiplicato per la durata tipica del picco. Per le applicazioni di backup, il fabbisogno energetico corrisponde al fabbisogno energetico moltiplicato per la durata del backup richiesta. I vincoli operativi includono lo stato di carica minimo, lo stato di carica massimo e la profondità di scarica consentita. I sistemi di accumulo dell'energia della batteria Injet HanCang funzionano in genere tra il 20% e il 90% dello stato di carica. Questa finestra fornisce il novanta per cento della capacità utilizzabile prolungando la durata della batteria.
Numerosi approfondimenti tecnici derivanti dalla progettazione del sistema di accumulo dell'energia della batteria Injet HanCang migliorano le prestazioni del sistema. La prima intuizione è che il bilanciamento delle celle influisce in modo significativo sull’utilizzo della capacità. Le celle non bilanciate limitano la capacità utilizzabile della stringa perché la cella con la tensione più bassa determina quando la stringa deve smettere di scaricarsi. I sistemi di accumulo dell'energia della batteria Injet HanCang includono il bilanciamento passivo che equalizza le tensioni delle celle durante la fase di carica a tensione costante. Il circuito di bilanciamento riduce la variazione di tensione da cinquanta millivolt a meno di dieci millivolt. La seconda intuizione è che i tassi di carica e scarica influiscono sulla durata del ciclo. Tassi di C più elevati causano una maggiore placcatura al litio e stress meccanico. I sistemi di accumulo dell'energia della batteria Injet HanCang sono progettati per una velocità di scarica continua massima di un C. Sono consentite scariche occasionali di uno virgola cinque C per eventi di picco che durano meno di quindici minuti. Questa gestione della velocità prolunga la durata del ciclo di circa il 30% rispetto ai sistemi che normalmente funzionano a tassi di C elevati. La terza intuizione è che la progettazione del sistema di raffreddamento influisce sia sulle prestazioni che sulla durata. Le celle della batteria generano calore durante la carica e la scarica. La generazione di calore è maggiore a tassi di C più elevati. I sistemi di accumulo dell'energia della batteria Injet HanCang includono sistemi di raffreddamento dimensionati per la massima generazione di calore prevista. Il sistema di raffreddamento mantiene la temperatura delle celle entro una fascia di cinque gradi, prevenendo punti caldi che accelerano il degrado.
Un campus universitario ha installato un sistema di accumulo di energia a batteria Injet HanCang per ridurre i picchi di domanda e fornire backup per le apparecchiature di ricerca. Il sistema ha una capacità di duemila kilowattora e una potenza nominale di mille kilowatt. Il sistema serve un edificio universitario con un'elevata occupazione diurna e carichi significativi di laboratori di ricerca. Dopo dodici mesi di funzionamento, il sistema ha ridotto la domanda di picco del 22% e ha fornito energia di backup durante tre eventi della rete. L'università dichiara un risparmio annuo di ottantamila dollari. Un impianto di produzione ha installato un sistema di accumulo di energia a batteria Injet HanCang per supportare una nuova linea di produzione. L'impianto ha subito cali di tensione che hanno causato interruzioni della produzione. Il sistema di accumulo dell'energia della batteria fornisce supporto di tensione durante i buchi e previene le interruzioni della produzione. Il sistema ha una capacità di cinquecento kilowattora e risponde entro cinquanta millisecondi ai disturbi di tensione. L'impianto segnala zero interruzioni di produzione legate alla qualità dell'energia dal momento dell'installazione.
L'efficienza tipica di andata e ritorno è compresa tra l'ottantotto e il novantuno percento. Ciò significa che per ogni cento kilowattora di elettricità utilizzata per la ricarica, da ottantotto a novantuno kilowattora sono disponibili per lo scarico.
L'installazione richiede in genere da due a sei settimane, a seconda delle dimensioni del sistema e delle condizioni del sito. La messa in servizio richiede altri due o tre giorni.
Injet HanCang offre una garanzia completa di cinque anni sui sistemi di accumulo dell'energia della batteria. La batteria ha una garanzia separata di dieci anni sulle prestazioni fino al 70% di mantenimento della capacità.
Sì, i sistemi di accumulo dell'energia della batteria Injet HanCang includono un ingresso CC per i regolatori di carica solare. Il sistema di gestione dell'energia coordina la ricarica solare e quella della rete in base all'energia solare disponibile e alle tariffe dei servizi pubblici.
Il sistema richiede una manutenzione annuale che comprende test di capacità, ispezione termica e aggiornamenti software. I filtri del sistema di raffreddamento richiedono una pulizia trimestrale. Il costo totale annuo di manutenzione è di circa duemila dollari per megawattora di capacità.
I sistemi di accumulo dell'energia delle batterie Injet HanCang forniscono soluzioni integrate per applicazioni commerciali, industriali e di pubblica utilità. Il sistema comprende banchi batterie, conversione di potenza, gestione delle batterie, gestione dell'energia e sottosistemi di gestione termica. Le modalità operative includono il peak shaving, l'arbitraggio, il backup, il supporto della tensione e il livellamento solare. Le caratteristiche prestazionali includono un'efficienza di andata e ritorno compresa tra l'ottantotto e il novantuno percento e un tempo di risposta inferiore a cinquanta millisecondi. Approfondimenti tecnici riguardanti il bilanciamento delle celle, la gestione della velocità e la progettazione del raffreddamento migliorano le prestazioni del sistema. Esempi di applicazioni dimostrano la riduzione dei costi e il miglioramento dell'affidabilità. I clienti possono richiedere la progettazione di un sistema di accumulo dell'energia della batteria a Injet HanCang.