I sistemi di accumulo dell’energia comprendono un’ampia categoria di tecnologie che immagazzinano energia elettrica per un uso successivo. Injet HanCang fornisce sistemi di accumulo di energia per applicazioni commerciali, industriali e di pubblica utilità. Questo articolo presenta una panoramica delle tecnologie di accumulo dell'energia, dei componenti del sistema, delle categorie di applicazioni e delle considerazioni tecniche per la selezione dei sistemi di accumulo dell'energia.
I sistemi di accumulo dell’energia comprendono diversi tipi di tecnologia. La tecnologia più comune per applicazioni commerciali e industriali è lo stoccaggio elettrochimico tramite batterie. Injet HanCang si concentra sui sistemi di accumulo di energia delle batterie al litio ferro fosfato a causa della loro durata di ciclo, sicurezza e caratteristiche prestazionali. La tabella seguente mette a confronto le tecnologie dei sistemi di accumulo dell'energia rilevanti per le applicazioni commerciali e industriali. Tecnologia Densità di energia Densità di potenza Efficienza della durata del ciclo Scala tipica Litio ferro fosfato Da 120 a 160 wattora per chilogrammo Da 1.000 a 2.000 watt per chilogrammo Da 4.000 a 6.000 cicli Da 88 a 91% Da 100 a 5.000 kilowattora Nichel manganese cobalto Da 200 a 250 wattora per chilogrammo Da 800 a 1.500 watt per chilogrammo da 2.000 a 3.000 cicli da 90 a 93% da 100 a 2.000 kilowattora Piombo acido da 30 a 40 wattora per chilogrammo da 200 a 400 watt per chilogrammo da 500 a 1.000 cicli da 75 a 85% da 50 a 1.000 kilowattora Batteria a flusso da 15 a 30 wattora per chilogrammo da 50 a 100 watt per chilogrammo 10.000 cicli dal 70 all'80% da 1.000 a 10.000 kilowattora Volano da 5 a 10 wattora per chilogrammo 5.000 watt per chilogrammo 20.000 cicli dal 90 al 95% Fino a 100 kilowatt Injet HanCang seleziona il fosfato di litio e ferro come tecnologia primaria per i sistemi di accumulo di energia commerciali e industriali. Questa selezione fornisce il miglior equilibrio tra durata del ciclo, sicurezza e costi per la maggior parte delle applicazioni.
I sistemi di accumulo di energia di Injet HanCang includono diversi componenti che lavorano insieme per fornire funzionalità complete. I componenti principali includono il supporto di memorizzazione (batteria), le apparecchiature di conversione dell'energia, il sistema di controllo e la gestione termica. I componenti aggiuntivi includono quadri, trasformatori e apparecchiature di comunicazione come richiesto dall'applicazione. Il banco di batterie è il supporto di memorizzazione ed è in genere il componente più grande in termini di peso e costo. I banchi batterie Injet HanCang utilizzano celle prismatiche al litio ferro fosfato disposte in moduli.
I moduli sono installati in rack all'interno di un armadio. Il banco batterie include un sistema di gestione della batteria che monitora ciascuna cella. L'apparecchiatura di conversione di potenza comprende uno o più inverter che convertono la potenza CC in potenza CA per la scarica e la potenza CA in potenza CC per la ricarica. Gli inverter sono bidirezionali, ovvero possono funzionare sia in modalità di carica che di scarica. Le apparecchiature di conversione dell'alimentazione includono dispositivi di protezione tra cui interruttori automatici, fusibili e dispositivi di protezione da sovratensione. Il sistema di controllo comprende il sistema di gestione dell'energia, che esegue la strategia operativa. Il sistema di gestione dell'energia riceve input dalla struttura, dalla rete e dalla batteria. Determina quando caricare e scaricare in base ai parametri programmati.
I sistemi di accumulo dell’energia servono molteplici applicazioni in diversi segmenti di clientela. La tabella seguente mostra le principali applicazioni e le loro caratteristiche. Applicazione Segmento di cliente Vantaggio Durata tipica Intervallo di potenza tipico Riduzione del costo della domanda Commerciale, industriale Bollette inferiori da 15 a 60 minuti da 100 a 1.000 kilowatt Arbitraggio Commerciale, industriale Costi energetici inferiori da 2 a 4 ore da 100 a 1.000 kilowatt Alimentazione di backup Commerciale, industriale, critica Affidabilità energetica da 1 a 4 ore da 100 a 2.000 kilowatt Livellamento solare Commerciale con fotovoltaico Aumento dell'utilizzo del fotovoltaico da 2 a 4 ore da 100 a 500 kilowatt Regolazione della frequenza Utilità Stabilità della rete Da secondi a minuti da 1.000 a 10.000 kilowatt Differenza di trasmissione Utilità Risparmio sui costi infrastrutturali da 1 a 4 ore da 1.000 a 10.000 kilowatt I sistemi di accumulo di energia Injet HanCang servono applicazioni commerciali e industriali come segmenti primari. L'azienda fornisce anche sistemi per applicazioni su larga scala attraverso la sua linea di prodotti su larga scala.
La scelta dei sistemi di accumulo dell’energia richiede la considerazione di molteplici fattori tecnici. Il primo fattore è il requisito della durata del ciclo. Le applicazioni con cicli quotidiani richiedono batterie con un ciclo di vita lungo. Le batterie al litio ferro fosfato da quattromila a seimila cicli sono adatte per il ciclismo quotidiano. Le batterie al piombo con cinquecento cicli non sono adatte per le applicazioni cicliche quotidiane. Il secondo fattore è il rapporto potenza/energia. Alcune applicazioni richiedono una potenza elevata per una breve durata. Le applicazioni di alimentazione di backup richiedono in genere da tre a quattro ore di durata di scarica, corrispondente a un rapporto potenza/energia compreso tra zero virgola due cinque e zero virgola tre tre. Le applicazioni di peak shaving possono richiedere solo dai quindici ai trenta minuti di scarica, il che corrisponde a un rapporto potenza/energia più elevato. Il terzo fattore è l'intervallo di temperatura operativa. I sistemi di accumulo di energia installati in spazi non climatizzati devono funzionare in un ampio intervallo di temperature. I sistemi di accumulo di energia Injet HanCang includono una gestione termica che mantiene la temperatura della batteria entro l'intervallo ottimale anche in ambienti difficili. Il quarto fattore è l'integrazione con le apparecchiature esistenti. I sistemi di accumulo dell'energia devono essere collegati al sistema di alimentazione della struttura. L'integrazione potrebbe richiedere il coordinamento con quadri elettrici, generatori e sistemi di energia rinnovabile. Injet HanCang fornisce ingegneria di integrazione come parte della progettazione del sistema.
Numerosi approfondimenti tecnici provenienti dai progetti del sistema di accumulo di energia Injet HanCang guidano le decisioni di selezione. La prima intuizione è che la proposta di valore varia in modo significativo in base alla regione. Le strutture nelle regioni con tariffe di domanda elevate beneficiano maggiormente del peak shaving. Gli impianti situati in regioni con bassi costi della domanda ma alti prezzi dell’energia beneficiano maggiormente dell’arbitraggio. L'applicazione ottimale dipende dalla struttura tariffaria locale. La seconda intuizione è che le prestazioni dei sistemi di accumulo dell’energia peggiorano con l’età. La capacità diminuisce di circa l'1-2% all'anno. Anche la capacità di potenza diminuisce, sebbene a un ritmo più lento. Injet HanCang fornisce proiezioni di degrado della capacità in base al profilo operativo previsto. Queste proiezioni aiutano i clienti a pianificare la sostituzione della batteria. La terza intuizione è che i sistemi di accumulo dell’energia possono fornire più flussi di valore contemporaneamente. Un singolo sistema può fornire riduzione della domanda, arbitraggio e potenza di backup. I sistemi di gestione dell'energia Injet HanCang coordinano questi flussi di valore per massimizzare il beneficio totale. L'algoritmo di controllo dà priorità alle applicazioni in base al loro valore economico e ai vincoli operativi.
La convenienza economica dei sistemi di accumulo dell’energia dipende dal costo del sistema, dalle tariffe dei servizi pubblici e dagli incentivi disponibili. Injet HanCang ha sviluppato un modello economico basato sui dati delle installazioni completate. Il modello fornisce indicazioni sui rendimenti attesi e sui periodi di recupero. La tabella seguente mostra i parametri economici per diversi scenari applicativi. Scenario Costo del sistema per kilowattora Risparmio annuale per kilowattora Periodo di recupero Tasso interno di rendimento Solo riduzione della domanda 350 dollari 75 dollari 4,7 anni 16% Solo arbitraggio 350 dollari 60 dollari 5,8 anni 12% Ibrido (domanda più arbitraggio) 350 dollari 95 dollari 3,7 anni 21% Solo backup 350 dollari 40 dollari 8,8 anni 6% L'ibrido Lo scenario fornisce il rendimento più elevato perché il sistema acquisisce più flussi di valore. Lo scenario di solo backup fornisce il rendimento più basso poiché l'alimentazione di backup non viene utilizzata frequentemente. Tuttavia, l’energia di backup ha un valore che va oltre il ritorno finanziario diretto in termini di interruzione dell’attività evitata.
I tipi principali includono elettrochimici (batterie), meccanici (volani, pompe idroelettriche), termici (immagazzinamento del ghiaccio, sale fuso) e chimici (idrogeno). Injet HanCang fornisce sistemi di accumulo di energia elettrochimica utilizzando batterie al litio ferro fosfato.
L'installazione richiede in genere da due a otto settimane a seconda delle dimensioni del sistema e delle condizioni del sito. I sistemi più grandi su scala industriale richiedono periodi di installazione più lunghi. La messa in servizio aggiunge da due a cinque giorni.
I sistemi di accumulo dell'energia richiedono test annuali della capacità e ispezione termica. I filtri del sistema di raffreddamento richiedono una pulizia trimestrale. Il software di gestione della batteria riceve aggiornamenti ogni anno. Injet HanCang fornisce programmi di manutenzione con ciascun sistema.
Sì, i sistemi di accumulo di energia Injet HanCang includono il monitoraggio remoto tramite un portale basato sul web. Gli utenti autorizzati possono visualizzare lo stato del sistema, i dati sulle prestazioni e gli avvisi da qualsiasi dispositivo connesso a Internet.
Injet HanCang fornisce una garanzia di cinque anni sul sistema completo. La batteria ha una garanzia separata di dieci anni sulle prestazioni fino al 70% di mantenimento della capacità. Sono disponibili garanzie estese.
I sistemi di accumulo di energia Injet HanCang forniscono soluzioni complete per applicazioni commerciali, industriali e di pubblica utilità. I sistemi utilizzano batterie al litio ferro fosfato per la loro durata e sicurezza. I componenti includono banchi batteria, conversione di potenza, controlli e gestione termica. Le applicazioni includono la riduzione della domanda, l'arbitraggio, l'energia di backup e l'integrazione delle fonti rinnovabili. Le considerazioni tecniche per la selezione includono la durata del ciclo, il rapporto potenza/energia, la temperatura operativa e i requisiti di integrazione. L'analisi economica mostra periodi di ammortamento da tre a sette anni a seconda dell'applicazione. I clienti possono richiedere una consulenza sul sistema di accumulo dell'energia a Injet HanCang.