I sistemi di accumulo dell’energia tramite batterie sono diventati essenziali per le strutture commerciali che cercano di ridurre i costi dell’elettricità e migliorare l’affidabilità energetica. Injet HanCang progetta sistemi di accumulo dell'energia delle batterie specificatamente per applicazioni commerciali tra cui edifici per uffici, centri commerciali, impianti di produzione e strutture sanitarie. I sistemi dell'azienda utilizzano la tecnologia delle batterie al litio ferro fosfato con software avanzato di gestione e controllo termico. Questo articolo presenta specifiche tecniche, dati sulle prestazioni e casi di studio applicativi per i sistemi di accumulo dell'energia a batteria.
Un sistema di accumulo dell'energia della batteria comprende cinque componenti essenziali che lavorano insieme come un'unità integrata. Il primo componente è il rack della batteria, che ospita le celle al litio ferro fosfato nei gruppi di moduli. Ogni modulo contiene venti celle con monitoraggio individuale della tensione e della temperatura. Il secondo componente è il sistema di gestione della batteria, che monitora le tensioni, le temperature e le correnti delle celle e bilancia gli stati di carica delle celle. Il terzo componente è il sistema di conversione dell'energia, compreso un inverter bidirezionale che converte l'energia della batteria CC in CA per i carichi e converte l'alimentazione della rete CA in CC per la ricarica. Il quarto componente dei sistemi di accumulo dell’energia delle batterie è il sistema di gestione termica. Injet HanCang utilizza il raffreddamento a liquido per i sistemi superiori a duecento kilowattora e il raffreddamento ad aria forzata per i sistemi più piccoli. Il sistema di raffreddamento mantiene la temperatura della batteria entro una fascia di tre gradi Celsius, che è fondamentale per preservarne la durata. Il quinto componente è il sistema di gestione dell'energia, un controller che esegue il programma di scarico della carica in base ai segnali delle tariffe dei servizi pubblici, ai profili di carico e alle preferenze dell'utente. Il controller include un'interfaccia touchscreen per il funzionamento locale e un modem cellulare per il monitoraggio remoto.
Il funzionamento dei sistemi di accumulo dell'energia delle batterie richiede la comprensione di diverse relazioni tecniche. La prima intuizione è che il ciclo di vita è inversamente correlato alla profondità della scarica. Una batteria sottoposta a cicli di scarica fino all'80% raggiunge i quattromila cicli. La stessa batteria sottoposta a cicli fino al sessanta per cento della profondità raggiunge i seimila cicli. Le applicazioni commerciali con modelli di carico giornaliero prevedibili possono trarre vantaggio da cicli meno profondi per prolungare la durata del sistema. I controller Injet HanCang consentono ai clienti di impostare la profondità massima di scarico tra il cinquanta e il novanta per cento. La seconda intuizione tecnica per i sistemi di accumulo dell’energia delle batterie è che la velocità di ricarica influisce sull’efficienza. La ricarica a una velocità C (ricarica completa in un'ora) garantisce un'efficienza CC del 92%. La ricarica alla velocità del punto cinque C (ricarica completa in due ore) garantisce un'efficienza CC del 94%.
La differenza di efficienza di due punti percentuali si traduce in un significativo risparmio energetico durante la vita del sistema. Injet HanCang consiglia velocità di ricarica comprese tra il punto tre e il punto sette C per la massima efficienza. La terza intuizione è che i sistemi di accumulo dell’energia delle batterie subiscono un invecchiamento dovuto al calendario indipendentemente dal ciclismo. La capacità diminuisce di circa il 2% all'anno anche quando il sistema non viene utilizzato. Questo effetto di invecchiamento del calendario dipende dalla temperatura, con ogni aumento di dieci gradi Celsius sopra i venticinque gradi che raddoppia il tasso di degrado. La gestione termica Injet HanCang mantiene la temperatura delle celle al di sotto dei trenta gradi nella maggior parte degli ambienti, mantenendo l'invecchiamento del calendario inferiore al due virgola cinque per cento ogni anno.
Il corretto dimensionamento dei sistemi di accumulo dell’energia delle batterie richiede l’analisi dei profili di carico, delle strutture tariffarie e degli obiettivi operativi. Injet HanCang utilizza una metodologia di dimensionamento in quattro fasi. Il primo passo raccoglie i dati di carico a intervalli di quindici minuti per almeno dodici mesi. La seconda fase analizza il profilo di carico per identificare i periodi di punta e i modelli di consumo energetico. La fase tre modella il vantaggio finanziario di batterie di diverse dimensioni utilizzando i dati effettivi sulle tariffe dei servizi pubblici. Il quarto passo seleziona la dimensione della batteria che massimizza il valore attuale netto durante la durata prevista del sistema. Per un tipico edificio commerciale con un carico di picco di 150 kilowatt e un consumo energetico giornaliero di 500 kilowattora, l'analisi del dimensionamento consiglia in genere una batteria compresa tra duecento e trecento kilowattora. Questa dimensione cattura dal settanta all'ottanta per cento del vantaggio di riduzione della tariffa della domanda disponibile senza sovradimensionamento. Le batterie più grandi producono rendimenti decrescenti perché la frequenza dei picchi di domanda elevata diminuisce con la durata.
Un edificio per uffici a tre piani in California ha installato un sistema di accumulo di energia a batteria da duecentocinquanta kilowattora di Injet HanCang. L'edificio ha un carico di picco di duecento kilowatt e un costo mensile di quindici dollari per kilowatt. La struttura delle tariffe dei servizi include tariffe in base al tempo di utilizzo con tariffe di punta pomeridiane di quaranta centesimi per kilowattora e tariffe non di punta di diciotto centesimi per kilowattora. Il sistema di accumulo dell'energia della batteria è stato configurato per la riduzione della carica della domanda e l'arbitraggio del tempo di utilizzo. La batteria si carica durante le ore non di punta, da mezzanotte alle sei del mattino. La batteria si scarica durante il periodo di punta pomeridiano, dalle 15:00 alle 18:00. Il sistema si scarica anche quando il carico dell'edificio supera i centocinquanta kilowatt, riducendo la domanda di picco. Dopo dodici mesi di attività, i costi per la domanda di costruzione sono diminuiti da tremila dollari a milleottocento dollari al mese. I costi energetici sono diminuiti di quattrocento dollari al mese grazie all'arbitraggio del tempo di utilizzo. Il risparmio annuo totale ammontava a ventiduemila dollari. Il costo del sistema installato è stato di settantacinquemila dollari, con un periodo di recupero dell'investimento di tre virgola quattro anni.
Un sistema di accumulo dell'energia della batteria che utilizza la chimica del fosfato di litio ferro dura in genere dai dieci ai quindici anni. La garanzia fornita da Injet HanCang copre il 70% di mantenimento della capacità per dieci anni dall'installazione.
Sì, i sistemi di accumulo di energia a batteria Injet HanCang sono certificati per l'installazione interna. I moduli batteria sono conformi agli standard di sicurezza UL 1973. Il sistema include funzionalità di ventilazione, interfaccia antincendio e contenimento della fuga termica.
Tutti i sistemi di accumulo dell'energia della batteria Injet HanCang includono funzionalità di monitoraggio remoto. Il sistema si connette a una piattaforma basata su cloud tramite connessione cellulare o Ethernet. Gli utenti possono visualizzare lo stato di carica, il flusso di potenza e i dati storici da qualsiasi dispositivo connesso a Internet.
L'installazione di un sistema di accumulo di energia a batteria da duecento a cinquecento kilowattora richiede in genere da tre a cinque giorni lavorativi per un'installazione interna standard. I sistemi containerizzati richiedono un'ulteriore preparazione del sito per fondazioni e collegamenti elettrici.
La maggior parte delle giurisdizioni richiede permessi elettrici e permessi di costruzione per l'installazione di sistemi di accumulo dell'energia a batteria. I sistemi al di sopra di una certa dimensione potrebbero richiedere la revisione dei vigili del fuoco. Injet HanCang fornisce pacchetti di assistenza per i permessi, inclusi schemi elettrici, calcoli strutturali e documentazione sulla sicurezza antincendio.
Injet HanCang partecipa ai programmi di riciclaggio delle batterie. Le celle al litio ferro fosfato vengono elaborate per recuperare composti di litio, ferro e fosfato. I clienti possono organizzare il ritiro del riciclaggio tramite Injet HanCang al termine della vita del sistema.
I sistemi di accumulo dell'energia della batteria di Injet HanCang forniscono alle strutture commerciali una soluzione comprovata per la riduzione della carica della domanda, l'arbitraggio del tempo di utilizzo e l'alimentazione di backup. I test sulle prestazioni mostrano un'efficienza di andata e ritorno CC del novantatre virgola due percento e un'efficienza CA dell'ottantotto virgola cinque percento. Approfondimenti tecnici riguardanti la profondità di scarica, la velocità di ricarica e l'invecchiamento del calendario guidano il funzionamento ottimale del sistema. Le applicazioni commerciali includono edifici per uffici, centri commerciali, stabilimenti di produzione e strutture sanitarie. Un caso di studio della California ha dimostrato un risparmio annuo di ventiduemila dollari con un periodo di recupero dell'investimento di tre virgola quattro anni. I potenziali clienti possono richiedere un'analisi del dimensionamento e del valore specifica del sito a Injet HanCang.