Un sistema di accumulo di energia commerciale è un'installazione di batterie integrate in una struttura aziendale che gestisce i costi dell'elettricità e fornisce affidabilità energetica. Injet HanCang fornisce sistemi completi di accumulo di energia commerciale tra cui batterie, inverter, controlli e raffreddamento in un'unica soluzione ingegnerizzata. Questo articolo presenta i principi di progettazione del sistema, le specifiche dei componenti e i dati sulle prestazioni dei sistemi di accumulo di energia commerciali.
Un sistema completo di accumulo di energia commerciale di Injet HanCang segue un'architettura modulare. L'architettura comprende rack per batterie, armadi di conversione dell'alimentazione, pannelli di controllo e unità di gestione termica. Tutti i componenti sono montati in un contenitore comune o in contenitori adiacenti collegati tramite cavi di alimentazione e comunicazione. I rack delle batterie contengono moduli al litio ferro fosfato disposti in stringhe in serie. Ogni rack dispone di un'unità di gestione della batteria dedicata che monitora le tensioni e le temperature delle celle. L'unità di gestione della batteria comunica con il controller centrale tramite un bus CAN. I rack delle batterie sono progettati per l'accesso frontale, consentendo la sostituzione dei moduli senza spostare altri rack. Gli armadi di conversione di potenza contengono uno o più inverter bidirezionali. Ogni inverter ha una potenza compresa tra cento e trecento kilowatt. È possibile collegare in parallelo più inverter per ottenere potenze nominali più elevate. Gli inverter includono sezionatori CA e CC, interruttori automatici e dispositivi di protezione da sovratensione. Gli inverter includono anche componenti di interfaccia di rete per l'interconnessione delle utenze. Il pannello di controllo contiene il sistema di gestione dell'energia, che comprende un processore, memoria e interfacce di comunicazione. Il pannello di controllo include anche un display touchscreen per il monitoraggio e la configurazione locale. Il sistema di gestione dell'energia comunica con le unità di gestione della batteria, gli inverter e i dispositivi esterni attraverso più protocolli.
La progettazione di un sistema di accumulo di energia commerciale richiede la definizione di diversi parametri che influiscono su prestazioni e costi. La tabella seguente elenca i principali parametri di progettazione e i relativi intervalli tipici. Parametro Descrizione Intervallo tipico Injet HanCang Standard Potenza del sistema Potenza massima di scarica continua da 50 a 1.000 kilowatt Corrisponde al carico di picco Energia del sistema Capacità batteria utilizzabile da 100 a 2.000 kilowattora da 4 a 6 ore a carico medio Tensione CC Tensione stringa batteria da 300 a 900 volt 600 volt Tensione CA nominale Tensione di connessione alla rete da 208 a 480 volt 480 volt per uso commerciale Frequenza Frequenza del sistema CA 50 o 60 hertz Dipendente dalla regione Modalità operativa Strategia di dispacciamento primaria Domanda, arbitraggio, ibrido Selezione del cliente I sistemi di accumulo di energia commerciale Injet HanCang sono progettati per funzionare entro questi parametri. Il progetto prevede un margine di sicurezza del 10% per le classificazioni di potenza ed energia per tenere conto del degrado e degli effetti della temperatura ambiente.
Ogni componente di un sistema di accumulo di energia commerciale Injet HanCang ha specifiche tecniche specifiche. Le celle della batteria sono prismatiche al litio ferro fosfato con una capacità nominale di trecento ampere-ora. Le celle sono configurate in moduli da venti celle, fornendo una tensione nominale di sessantaquattro volt e una capacità di cinque kilowattora. L'inverter è un'unità bidirezionale trifase che utilizza MOSFET al carburo di silicio. L'inverter raggiunge un'efficienza del 97% a pieno carico e mantiene l'efficienza superiore al novantacinque% dal 20% al 100% del carico. L'inverter include la protezione anti-island e soddisfa i requisiti di interconnessione alla rete IEEE 1547. Il sistema di gestione dell'energia utilizza un processore dual-core con quattro gigabyte di memoria. Il sistema include due porte Ethernet, due porte seriali e quattro ingressi analogici per sensori esterni. Il sistema di gestione dell'energia funziona da zero a cinquanta gradi Celsius senza raffreddamento attivo. Il sistema di raffreddamento utilizza un'unità chiller con un coefficiente di prestazione pari a tre virgola cinque. Il refrigeratore fa circolare il refrigerante attraverso i rack delle batterie. Il sistema include sensori di temperatura su ciascun rack e regola il flusso del refrigerante in base alle temperature misurate.
Injet HanCang ha testato i sistemi di accumulo di energia commerciale in varie condizioni operative. La tabella seguente mostra i dati sulle prestazioni derivanti dai test di fabbrica e dal funzionamento sul campo. Condizione di test Parametro Risultato Pieno carico di fabbrica Efficienza al 100% del carico 96,7% Carico parziale di fabbrica Efficienza al 50% del carico 96,1% Carico parziale di fabbrica Efficienza al 25% del carico 94,8% Test termico sul campo Temperatura della batteria a 35 gradi Celsius ambiente 32 gradi Celsius Test termico sul campo Temperatura della batteria a 45 gradi Celsius ambiente 37 gradi Celsius Test del ciclo sul campo Capacità dopo 1000 cicli 97,2% Test del ciclo sul campo Capacità dopo il 2000 cicli 94,1% I risultati dei test di efficienza in fabbrica dimostrano che il sistema di accumulo dell'energia commerciale mantiene un'elevata efficienza in un ampio intervallo di carico. I risultati dei test termici sul campo mostrano che il sistema di raffreddamento mantiene la temperatura della batteria entro l'intervallo ottimale anche a temperature ambiente elevate.
Numerosi approfondimenti tecnici derivanti dalla progettazione del sistema di accumulo di energia commerciale Injet HanCang migliorano le prestazioni e l'affidabilità. La prima osservazione è che la selezione della tensione del bus CC influisce sull’efficienza del sistema. Una tensione del bus CC più elevata riduce la corrente a parità di potenza, riducendo le perdite resistive. I sistemi di accumulo di energia commerciale Injet HanCang utilizzano un bus CC da seicento volt, che fornisce un equilibrio ottimale tra efficienza e disponibilità dei componenti. La seconda intuizione è che l’interconnessione dei moduli batteria influisce sulla distribuzione termica. I moduli collegati con cavi lunghi hanno una resistenza maggiore e generano più calore. Injet HanCang utilizza sbarre collettrici con sezioni trasversali dimensionate per una caduta di tensione minima. Il design della sbarra collettrice limita la caduta di tensione a meno dell'1% del valore nominale a piena corrente. La terza intuizione è che la frequenza di aggiornamento dell’algoritmo di controllo influisce sul tempo di risposta. I sistemi commerciali di accumulo dell’energia devono rispondere alle variazioni di carico entro millisecondi. I sistemi di accumulo di energia commerciale Injet HanCang eseguono circuiti di controllo alla frequenza di un kilohertz. Questa frequenza fornisce una risposta sufficiente mantenendo il margine di elaborazione del controller.
L’installazione del sistema di accumulo dell’energia commerciale segue un processo standardizzato. Il processo comprende la preparazione del sito, il posizionamento delle apparecchiature, il collegamento elettrico, l'impostazione della comunicazione e la messa in servizio. Injet HanCang fornisce servizi di supervisione e messa in servizio dell'installazione per tutti i sistemi. La preparazione del sito comprende la verifica della capacità di carico del pavimento, della capacità del servizio elettrico e delle condizioni ambientali. Il posizionamento dell'apparecchiatura comprende il posizionamento dell'armadio e il collegamento dei cavi di alimentazione e controllo. Il collegamento elettrico prevede il collegamento dell'impianto al quadro generale attraverso un interruttore magnetotermico dedicato. La configurazione della comunicazione include il collegamento del sistema di gestione dell'energia alla rete della struttura. La messa in servizio prevede una sequenza di test per verificare il funzionamento del sistema. I test includono la verifica della tensione a circuito aperto, il controllo della polarità dell'inverter, test di carica e scarica e la simulazione dell'interruzione della rete. Il processo di messa in servizio richiede da due a tre giorni per un tipico sistema di accumulo di energia commerciale.
La durata tipica della vita è di quindici anni. La batteria deve essere sostituita dopo circa dieci anni. L'inverter e il sistema di gestione dell'energia continuano a funzionare per tutti i quindici anni.
Un sistema di accumulo di energia commerciale da cinquecento kilowattora richiede circa venti metri quadrati di superficie. Per l'accesso per la manutenzione è necessario uno spazio libero di un metro su tutti i lati.
Sì, i sistemi di accumulo di energia commerciale Injet HanCang sono progettati per l'espansione modulare. È possibile aggiungere ulteriori rack per batterie per aumentare la capacità. L'inverter e il sistema di gestione dell'energia devono essere dimensionati per la capacità finale.
La maggior parte dei servizi pubblici richiede un accordo di interconnessione per i sistemi di stoccaggio dell'energia commerciale superiori a cinquanta kilowatt. L'accordo specifica i limiti di esportazione, le impostazioni di protezione e i requisiti di test. Injet HanCang assiste con l'applicazione di interconnessione.
I sistemi di accumulo di energia commerciali con funzionalità di backup rilevano le interruzioni della rete e passano automaticamente alla modalità isola. La transizione avviene entro cinquanta millisecondi. Il sistema continua a fornire energia ai carichi critici fino al ripristino della rete o fino all'esaurimento della batteria.
I sistemi di accumulo di energia commerciale Injet HanCang forniscono soluzioni integrate per le strutture aziendali. L'architettura del sistema comprende rack batteria, armadi di conversione dell'alimentazione, pannelli di controllo e gestione termica. I parametri di progettazione includono potenza nominale, capacità energetica, tensione e modalità operativa. Le specifiche dei componenti includono celle al litio ferro fosfato, inverter ad alta efficienza e controlli intelligenti. I dati sulle prestazioni mostrano un'efficienza superiore al 96% e un mantenimento della capacità superiore al 94% dopo duemila cicli. Approfondimenti tecnici riguardanti la tensione del bus CC, l'interconnessione dei moduli e la frequenza di controllo hanno migliorato la progettazione del sistema. Le aziende possono richiedere un progetto di sistema di accumulo di energia commerciale a Injet HanCang.