Spesso è difficile fornire elettricità affidabile in luoghi lontani dalla rete pubblica. Cantieri remoti, operazioni minerarie, impianti di petrolio e gas, isole, stazioni di telecomunicazioni e comunità isolate possono avere un accesso limitato alla rete o nessuna connessione alla rete.
Per queste applicazioni, an Il sistema di batterie microgrid off-grid può combinare lo stoccaggio dell'energia della batteria con il solare fotovoltaico, la generazione di diesel e la gestione intelligente dell'energia per creare una rete elettrica locale indipendente.
Invece di dipendere interamente dai generatori diesel, una moderna microrete in aree remote può utilizzare l’energia solare come fonte primaria, lo stoccaggio in batterie per bilanciare domanda e offerta, e la generazione diesel come riserva quando la produzione rinnovabile è insufficiente.
Le soluzioni di accumulo di energia HanCang di INJET New Energy sono progettate per applicazioni remote e off-grid, con configurazioni che includono sistemi da 261 kWh e 522 kWh e fotovoltaico integrato, stoccaggio di batterie, gestione del diesel e funzionalità di controllo intelligente.
Alimentare una località remota è fondamentalmente diverso dal fornire elettricità a un edificio collegato a una rete pubblica stabile.
L’estensione delle linee di trasmissione a un sito isolato può richiedere investimenti infrastrutturali significativi, mentre il trasporto di carburante diesel su lunghe distanze può aumentare i costi operativi e creare rischi logistici.
Una microrete a batteria autonoma fornisce un altro approccio.
Invece di fare affidamento su una fonte di generazione, il sistema può coordinare diverse fonti:
Solare fotovoltaico
Accumulo di energia a batteria
Generatore diesel
Carichi elettrici locali
Sistema di conversione della potenza
Sistema di gestione dell'energia
Questa architettura consente di generare, immagazzinare e distribuire energia localmente senza dipendere da una connessione di rete permanente.
Per le infrastrutture remote, l’obiettivo non è semplicemente generare elettricità. Il sistema deve fornire energia stabile, continua e controllabile in condizioni meteorologiche e di carico mutevoli.
Una tipica microrete per aree remote può essere strutturata come:
Solare fotovoltaico → Accumulo di batterie → Carichi locali
con:
Generatore diesel → Alimentazione di riserva
e un EMS che coordina l’intero sistema.
Durante i periodi di forte generazione solare, l’elettricità fotovoltaica può alimentare direttamente il carico mentre l’energia in eccesso carica la batteria.
Quando la produzione solare diminuisce, la batteria può scaricarsi per supportare il carico.
Se l’energia della batteria diventa insufficiente a causa di un tempo nuvoloso prolungato o di una domanda elevata, l’EMS può coordinare il generatore diesel per fornire energia aggiuntiva.
Ciò crea un’architettura di alimentazione ibrida piuttosto che un sistema di generazione da un’unica fonte.
INJET descrive questo tipo di architettura di alimentazione remota come un sistema integrato solare-batteria-diesel, con l’accumulo di batterie che funge da buffer dinamico tra la generazione rinnovabile, i carichi e la generazione di backup.
Un affidabile sistema di accumulo di batterie off-grid per aree remote è normalmente costituito da diversi componenti integrati.
La batteria immagazzina l'elettricità generata dall'energia solare o da altre fonti di energia disponibili.
Può quindi fornire energia:
Di notte
Durante i periodi nuvolosi
Durante i picchi di domanda
Durante le transizioni del generatore
Durante il funzionamento indipendente dalla rete
La capacità della batteria richiesta dipende dal profilo di carico del sito, dalla generazione rinnovabile, dai requisiti di backup e dalla strategia operativa.
Il PCS converte l'energia elettrica tra CA e CC e gestisce lo scambio di potenza tra la batteria e la microrete.
Per le applicazioni remote, le prestazioni del PCS sono particolarmente importanti perché potrebbe dover rispondere a rapidi cambiamenti nel carico o nella generazione.
L'EMS funge da centro di controllo.
Monitora:
Generazione solare
Stato di carica della batteria
Caricare la domanda
Stato del generatore
Flusso di potenza
Allarmi di sistema
Determina quindi quando le diverse fonti di alimentazione devono caricare, scaricare o alimentare il carico.
La generazione diesel può fungere da riserva per i periodi in cui l’energia rinnovabile e lo stoccaggio delle batterie non possono fornire energia sufficiente.
L'obiettivo non è necessariamente quello di eliminare il generatore, ma di ridurre il funzionamento non necessario del generatore e utilizzarlo quando è effettivamente necessaria una generazione aggiuntiva.
Le sedi remote potrebbero avere accesso limitato al personale tecnico.
Il monitoraggio remoto consente agli operatori di verificare le condizioni dell'impianto senza inviare tecnici sul posto per ogni ispezione o allarme.
Una delle architetture pratiche per la fornitura di energia remota è:
Solare + Accumulo di batterie + Generatore diesel
Ciascuna fonte svolge un ruolo diverso.
Fonte di energia |
Ruolo primario |
|---|---|
Solare fotovoltaico |
Generazione diurna rinnovabile |
Conservazione della batteria |
Spostamento di energia e bilanciamento del carico |
Generatore diesel |
Backup e generazione di durata estesa |
SME |
Coordinamento intelligente |
PZ |
Conversione e controllo della potenza |
Durante i periodi soleggiati, l’energia solare può fornire gran parte del carico.
La batteria immagazzina la generazione in eccesso.
Di notte la batteria può alimentare il carico.
Durante periodi prolungati di cattive condizioni solari o di domanda insolitamente elevata, il generatore diesel può fornire energia aggiuntiva.
Questo approccio può ridurre la dipendenza dal carburante mantenendo al tempo stesso una fonte di generazione di backup per l’affidabilità.
La soluzione per aree remote di INJET integra in modo specifico la generazione solare, lo stoccaggio di batterie e il backup diesel per creare una microrete autonoma in grado di funzionare in isola.
I progetti di costruzione spesso vengono avviati prima che sia disponibile un’infrastruttura di rete permanente.
Gli esempi includono:
Costruzione di autostrade
Costruzione di ponti
Progetti di tunnel
Grandi cantieri
Progetti ferroviari
Campi di lavoro temporanei
Queste posizioni potrebbero subire carichi altamente variabili causati da:
Pompe
Gru
Compressori
Attrezzature per saldatura
Illuminazione
Uffici temporanei
Strutture ricettive
Una microrete supportata da batteria può aiutare a gestire questi carichi variabili.
Le apparecchiature pesanti possono creare sbalzi di tensione di breve durata.
La batteria può fornire energia aggiuntiva durante i picchi di domanda mentre il generatore funziona a un livello di uscita più stabile.
Ciò può essere particolarmente utile per progetti in cui la capacità del generatore dovrebbe altrimenti essere sovradimensionata per gestire carichi di punta di breve durata.
La soluzione di infrastruttura remota di INJET identifica campi di costruzione di autostrade, progetti di ponti, operazioni di tunneling e altri siti infrastrutturali come potenziali applicazioni per sistemi di alimentazione ibridi off-grid.
Le operazioni minerarie sono spesso situate lontano dalle principali infrastrutture dei servizi pubblici.
Potrebbe essere necessaria alimentazione per:
Attrezzature minerarie
Pompe
Attrezzature di frantumazione
Ventilazione
Illuminazione
Workshop
Sistemazione dei lavoratori
Sistemi di comunicazione
Una microrete mineraria remota può combinare lo stoccaggio in batterie con la generazione solare e diesel.
Lo stoccaggio delle batterie può supportare improvvisi cambiamenti nella domanda di energia, mentre l’energia solare può ridurre la dipendenza dal carburante in condizioni meteorologiche adatte.
Per le grandi operazioni minerarie, il sistema può anche essere ampliato man mano che aumenta la domanda di elettricità.
INJET identifica le operazioni minerarie e remote tra gli scenari applicativi per le sue soluzioni di accumulo di energia a range esteso.
I siti di estrazione di petrolio e gas possono essere situati in deserti, montagne, aree offshore o altri ambienti difficili.
Potrebbe essere necessaria una potenza affidabile per:
Pompe
Sistemi di controllo
Apparecchiature di monitoraggio
Sistemi di comunicazione
Illuminazione
Alloggio
Attrezzatura ausiliaria
Una microrete ibrida può fornire una combinazione di energia rinnovabile, accumulo di batterie e generazione convenzionale.
La batteria può rispondere rapidamente ai cambiamenti di carico mentre la generazione diesel fornisce un backup di maggiore durata quando necessario.
Ciò può creare un sistema energetico più flessibile per le operazioni industriali remote.
La guida alle infrastrutture remote di INJET identifica gli impianti di estrazione di petrolio e gas come un'applicazione target per i sistemi di microrete ibridi di livello industriale.
Le località insulari possono trovarsi ad affrontare condizioni di approvvigionamento energetico particolarmente difficili.
Potrebbe essere necessario trasportare il carburante tramite:
Nave
Camion
Piccola nave
Altri trasporti specializzati
Il tempo può anche interrompere le consegne di carburante.
Una microrete diesel-batteria solare fornisce un’architettura alternativa.
Durante le ore diurne, l'energia solare può alimentare i carichi locali e caricare la batteria.
La batteria può quindi fornire elettricità dopo il tramonto.
La generazione diesel rimane disponibile per periodi prolungati di bassa produzione rinnovabile o di domanda superiore al previsto.
La soluzione Isole e aree remote di INJET è progettata specificamente per la generazione solare, lo stoccaggio di batterie, il backup diesel e il funzionamento autonomo dell'isola.
Le infrastrutture delle telecomunicazioni richiedono elettricità affidabile perché un'interruzione di corrente può influire sui servizi di comunicazione.
I siti di telecomunicazioni remoti possono avere:
Accesso alla rete limitato
Carichi piccoli ma continui
Accesso difficoltoso per la manutenzione
Requisiti elevati per il monitoraggio remoto
Un sistema di accumulo a batteria compatto può fornire energia durante i periodi in cui la generazione solare non è disponibile, riducendo al contempo la dipendenza dai generatori locali.
Il sistema HanCang da 261 kWh di INJET è posizionato per stazioni di telecomunicazioni, siti remoti e strutture off-grid di piccole dimensioni, con funzionalità di monitoraggio intelligente e gestione remota.
I villaggi remoti e le comunità isolate potrebbero non avere un accesso affidabile alle infrastrutture elettriche centralizzate.
Una microrete locale può combinare:
Solare fotovoltaico
Stoccaggio della batteria
Generazione di backup
Distribuzione locale
Gestione intelligente dell'energia
I carichi potenziali includono:
Case
Scuole
Cliniche
Pompe dell'acqua
Piccole imprese
Apparecchiature di comunicazione
Lo stoccaggio in batteria è particolarmente importante perché la generazione solare non è disponibile in modo continuo.
L'energia generata durante il giorno può essere immagazzinata e utilizzata durante i periodi serali e notturni.
La soluzione per aree remote di INJET identifica specificamente isole, villaggi di montagna e comunità remote come applicazioni per lo stoccaggio energetico indipendente della microrete.
Il corretto dimensionamento è una delle parti più importanti della progettazione di una microrete remota.
Un sistema sovradimensionato può aumentare inutilmente le spese in conto capitale, mentre un sistema sottodimensionato potrebbe non riuscire a fornire la potenza o la durata di backup richieste.
Determinare:
Fabbisogno energetico medio
Richiesta di potenza di picco
Consumo energetico giornaliero
Carichi critici
Requisiti per l'avviamento del motore
Consumo notturno
I dati storici sul carico sono preferibili quando disponibili.
Il progetto dovrebbe definire per quanto tempo la batteria deve supportare il carico senza generazione solare o produzione aggiuntiva del generatore.
Per esempio:
Fabbisogno energetico della batteria ≈ Carico × Durata backup
Il calcolo effettivo deve considerare anche l’efficienza del sistema, la capacità utilizzabile della batteria, i requisiti di riserva e i limiti operativi della batteria.
La capacità solare dovrebbe essere valutata in base a:
Irraggiamento solare locale
Variazione stagionale
Periodi nuvolosi
Area di installazione disponibile
Carico giornaliero previsto
Il generatore diesel deve essere dimensionato in base ai carichi che devono rimanere alimentati quando la generazione rinnovabile e la capacità delle batterie sono insufficienti.
L’EMS dovrebbe determinare le priorità del sistema:
Solare → Batteria → Diesel
o un'altra strategia in base ai requisiti del progetto.
Un BESS connesso alla rete può fare affidamento sulla rete dei servizi pubblici come fonte di energia aggiuntiva.
Una microrete completamente isolata non può farlo.
Questa differenza modifica i requisiti di progettazione del sistema.
Requisito |
ESS connesso alla rete |
Microrete off-grid |
|---|---|---|
Griglia di utilità |
Disponibile |
Non richiesto |
Conservazione della batteria |
Importante |
Critico |
Integrazione solare |
Opzionale |
Spesso importante |
Backup diesel |
Opzionale |
Spesso utile |
SME |
Importante |
Critico |
Operazione in isola |
Può essere facoltativo |
Necessario |
Gestione del carico |
Importante |
Critico |
Monitoraggio remoto |
Utile |
Di grande valore |
Coordinamento del generatore |
Potrebbe non essere richiesto |
Spesso richiesto |
Per i progetti remoti, il sistema deve essere progettato come una rete elettrica completa anziché semplicemente aggiungere batterie a un sistema elettrico esistente.
Il sistema di gestione dell'energia è particolarmente importante quando diverse fonti di energia funzionano insieme.
Consideriamo ad esempio un cantiere remoto.
Durante il giorno:
Solare → Carico + Batteria
Di notte:
Batteria → Carica
In condizioni di cielo nuvoloso prolungato:
Generatore Diesel → Carico + Batteria
Durante un improvviso aumento del carico:
Batteria + Generatore → Carica
L'EMS coordina queste transizioni in base alle condizioni del sistema.
L'architettura per aree remote di INJET utilizza la gestione intelligente dell'energia per coordinare il fotovoltaico, lo stoccaggio delle batterie e la generazione di diesel, mentre la sua soluzione di infrastruttura remota descrive il monitoraggio e il controllo automatizzati per il funzionamento non presidiato.
Una delle maggiori sfide nei progetti energetici remoti è l’accesso per la manutenzione.
Un sito può trovarsi a centinaia di chilometri dal team di assistenza più vicino.
Il monitoraggio remoto può fornire informazioni su:
SOC della batteria
Stato della batteria
Generazione solare
Funzionamento del generatore
Caricare la domanda
Allarmi
Difetti del sistema
Consumo energetico
Ciò consente agli operatori di identificare i problemi prima di inviare personale sul sito.
Per i progetti remoti, il monitoraggio remoto dello stoccaggio energetico non è quindi semplicemente una comodità. Può essere una parte importante della strategia operativa.
I sistemi di batterie remote possono essere esposti a condizioni ambientali difficili.
La progettazione del sistema dovrebbe considerare:
Gli ambienti desertici e tropicali possono esporre le batterie e i dispositivi elettronici di potenza a temperature ambiente elevate.
La gestione termica diventa particolarmente importante.
Le regioni montuose e settentrionali possono richiedere apparecchiature in grado di funzionare in condizioni di bassa temperatura.
I siti minerari e di costruzione possono contenere quantità significative di polvere nell'aria.
L'involucro e l'architettura di raffreddamento devono essere progettati di conseguenza.
Gli ambienti insulari e costieri possono accelerare la corrosione.
La soluzione per infrastrutture remote di INJET evidenzia la protezione dalla corrosione IP54 e C3 per applicazioni esposte ad ambienti difficili, compresi progetti di infrastrutture costiere e remote.
L'ESS containerizzato può semplificare l'implementazione integrando più componenti in un sistema assemblato in fabbrica.
Un sistema containerizzato può includere:
Portabatterie
PZ
BMS
SME
Gestione termica
Protezione antincendio
Apparecchiature elettriche
Sistemi di monitoraggio
Ciò può ridurre la quantità di apparecchiature che devono essere installate separatamente in un sito remoto.
Per i progetti infrastrutturali temporanei, i sistemi containerizzati offrono anche flessibilità perché le apparecchiature possono essere potenzialmente trasferite quando il progetto si sposta.
HanCang 261kWh di INJET è progettato per il trasporto di rimorchi e l'implementazione plug-and-play, mentre la configurazione da 522kWh è destinata alle costruzioni di media scala e alle applicazioni di energia di emergenza.
La famiglia di prodotti HanCang di INJET New Energy è progettata per applicazioni di alimentazione distribuite, ibride e off-grid.
HanCang 261kWh è posizionato come una soluzione compatta di energia distribuita che integra solare, stoccaggio e diesel.
Le potenziali applicazioni includono:
Stazioni di telecomunicazioni
Siti remoti
Piccole strutture off-grid
Potere temporaneo
Il suo design di distribuzione orientato al rimorchio e le funzionalità di monitoraggio remoto lo rendono adatto a luoghi in cui è importante una distribuzione flessibile.
HanCang 522kWh fornisce una maggiore capacità di accumulo di energia per applicazioni tra cui:
Progetti di costruzione
Progetti di ponti
Potenza di emergenza
Microreti ibride di media scala
Supporta il funzionamento coordinato di accumulo fotovoltaico-diesel e la commutazione rete/isolata.
INJET elenca anche una configurazione HanCang da 1044kWh all'interno della sua gamma di prodotti per lo stoccaggio dell'energia, estendendo la piattaforma a requisiti di stoccaggio dell'energia più ampi.
Il modello appropriato deve essere selezionato in base alla domanda di carico effettiva, all'autonomia richiesta, alla generazione rinnovabile, all'ambiente operativo e ai requisiti di espansione del progetto.
Prima di acquistare un sistema di batterie a microrete off-grid , gli sviluppatori del progetto dovrebbero fornire al produttore quante più informazioni possibili sul sito.
Fornire:
Carico medio
Carico di punta
Carico critico
Carichi del motore
Corrente di avviamento
Fornire:
Consumo giornaliero di kWh
Consumo notturno
Durata del backup richiesta
Ciclo giornaliero previsto
Fornire:
Capacità solare
Generazione solare prevista
Area di installazione disponibile
Condizioni meteorologiche locali
Se esiste già un generatore diesel, fornire:
Potenza nominale
Tensione operativa
Consumo di carburante
Interfaccia di controllo
Fornire:
Posizione
Intervallo di temperatura
Umidità
Altitudine
Condizioni di polvere
Esposizione alla corrosione
Questi dettagli consentono al produttore di sviluppare un sistema dimensionato per il progetto reale anziché utilizzare una configurazione generica.
Una microrete supportata da batteria adeguatamente progettata può offrire numerosi vantaggi operativi.
Lo stoccaggio solare e a batteria può assorbire parte della fornitura di energia, riducendo il tempo necessario al funzionamento del generatore.
Lo stoccaggio tramite batteria può rispondere rapidamente ai cambiamenti nel carico e nella generazione rinnovabile.
L’elettricità solare in eccesso può essere immagazzinata invece di essere sprecata.
Un tempo di funzionamento inferiore del generatore può ridurre la frequenza del trasporto di carburante verso siti di difficile accesso.
Il monitoraggio intelligente può ridurre la necessità di frequenti interventi in loco.
I sistemi containerizzati possono fornire un approccio pratico per progetti temporanei o espandibili.
Si tratta di un sistema energetico localizzato che utilizza l’accumulo di batterie insieme a una o più fonti di generazione, come il solare fotovoltaico o la generazione diesel, per fornire carichi senza fare affidamento sulla rete pubblica principale.
SÌ. Un sistema a batteria può funzionare con altre fonti di generazione, compresi i generatori diesel. Tuttavia, il sistema necessita di una fonte di energia per ricaricare la batteria.
SÌ. Si tratta di un'architettura ibrida comune per applicazioni di alimentazione remota. Il solare può fornire generazione rinnovabile, le batterie possono bilanciare energia e domanda di energia e il diesel può fornire generazione di riserva.
Dipende dalla capacità della batteria e dalla richiesta di carico. Un calcolo semplificato è:
Autonomia ≈ Energia utilizzabile della batteria ÷ Potenza del carico
L'autonomia effettiva dipende anche dall'efficienza del sistema, dai limiti operativi, dalla capacità di riserva e dalle condizioni della batteria.
SÌ. I sistemi ibridi supportati da batteria possono essere utilizzati per campi di costruzione, progetti di ponti, costruzioni stradali e altre applicazioni infrastrutturali temporanee. INJET posiziona specificamente HanCang 522kWh per progetti di costruzione e ponti.
SÌ. Il monitoraggio remoto può fornire informazioni sullo stato della batteria, sulla generazione di energia, sulla domanda di carico, sugli allarmi e sulle condizioni operative del sistema. Ciò è particolarmente utile quando il personale tecnico è lontano dal luogo di installazione.
Non esiste una capacità universale. Il sistema dovrebbe essere dimensionato in base al carico di picco, al consumo energetico giornaliero, alla durata di backup richiesta, alla generazione rinnovabile, alla capacità del generatore e all’espansione futura.
Un sistema di batterie a microrete off-grid per aree remote fornisce un’alternativa flessibile al fare affidamento interamente sulla generazione diesel o all’attesa dell’infrastruttura di rete convenzionale.
Combinando il solare fotovoltaico, lo stoccaggio dell’energia delle batterie, la generazione diesel, PCS ed EMS , una microrete remota può bilanciare la generazione rinnovabile, la capacità della batteria, i carichi variabili e i requisiti di alimentazione di backup.
L'architettura più adatta dipende dal profilo di carico del progetto, dall'autonomia richiesta, dal clima, dalle risorse rinnovabili, dalla configurazione del generatore e dalle condizioni di manutenzione.
La piattaforma HanCang di INJET New Energy fornisce soluzioni integrate di stoccaggio dell'energia per siti remoti, stazioni di telecomunicazioni, progetti di costruzione, isole e altre applicazioni off-grid. La sua gamma di prodotti comprende configurazioni da 261 kWh, 522 kWh e 1.044 kWh, con soluzioni progettate attorno all'energia ibrida, al controllo intelligente e al monitoraggio remoto.
Per gli sviluppatori di progetti, gli appaltatori EPC, gli integratori di sistemi e gli operatori di infrastrutture remote, il sistema di accumulo di batterie off-grid dovrebbe essere selezionato come una soluzione di microrete completa piuttosto che come un prodotto a batteria autonomo.
INJET Nuova Energia
Tel: +86- 18980902801
E-mail: info@injet.com
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