Un sistema di accumulo di energia con gamma estesa classificato per esterni è costruito per funzionare in ambienti aperti senza un edificio permanente. I cantieri edili, i campi remoti, le stazioni di telecomunicazione e i cantieri di noleggio spesso non dispongono di stanze climatizzate. Il sistema deve gestire pioggia, polvere, sole, neve e variazioni di temperatura. La classificazione per esterni non è solo un'etichetta della custodia. Comprende la progettazione termica, la protezione dalla corrosione, la sicurezza elettrica e l'accesso per la manutenzione. INJET HanCang progetta sistemi per esterni adatti a queste condizioni.
I siti all'aperto possono vedere temperature da -30°C a 55°C. L'umidità relativa può raggiungere il 95%. Pioggia, sabbia e polvere spinte dal vento sono comuni. La radiazione solare può aumentare la temperatura superficiale ben al di sopra dell’ambiente. Nelle zone costiere, la nebbia salina accelera la corrosione. Nei siti ad alta quota, la densità dell'aria è inferiore e le prestazioni di raffreddamento cambiano. Un sistema classificato per uso interno potrebbe guastarsi o declassarsi in queste condizioni. Le apparecchiature per esterni sono testate e configurate per l'ambiente di destinazione.
I gradi di protezione dell'ingresso descrivono la resistenza alla polvere e all'acqua. IP54 fornisce protezione limitata dalla polvere e resistenza agli spruzzi. IP55 aggiunge resistenza ai getti d'acqua. IP66 fornisce una forte protezione dalla polvere e protezione contro potenti getti d'acqua. Per l'accumulo di energia all'aperto, IP54 o IP55 è comune per i sistemi containerizzati, mentre IP66 può essere utilizzato per armadi più piccoli. Porte, pressacavi, prese d'aria e connettori devono corrispondere alla classificazione della custodia. Anche il drenaggio e il controllo della condensa sono importanti. Un grado IP più elevato non sostituisce la corretta installazione e manutenzione.
Le prestazioni della batteria e dei componenti elettronici di potenza dipendono dalla temperatura. Le batterie al litio ferro fosfato spesso funzionano entro un intervallo preferito compreso tra 15°C e 35°C. I sistemi esterni possono utilizzare l'aria condizionata, il raffreddamento a liquido o una combinazione. Le unità HVAC possono consumare dal 5% al 10% della capacità del sistema in condizioni di caldo estremo. Nei climi freddi, potrebbero essere necessari dei riscaldatori per mantenere le celle a una temperatura superiore a 0°C durante la ricarica. La gestione termica deve essere dimensionata per le temperature ambiente previste più alta e più bassa. L'isolamento e la protezione solare possono ridurre il carico di raffreddamento.
Le custodie per esterni devono utilizzare acciaio zincato, acciaio inossidabile o alluminio con rivestimenti adeguati. La verniciatura a polvere e la vernice di grado marino migliorano la resistenza alla corrosione. I siti costieri possono richiedere una protezione dalla corrosione C4 o C5. Guarnizioni, cavi ed etichette resistenti ai raggi UV prevengono crepe e scolorimento. I dispositivi di fissaggio devono essere compatibili con il materiale della custodia per evitare la corrosione galvanica. Il lavaggio regolare può rimuovere sale e polvere, ma l'acqua ad alta pressione non deve essere diretta verso prese d'aria o guarnizioni.
I cantieri edili producono polvere da cemento, terreno e aggregati. Filtri e armadi sigillati riducono l'ingresso di polvere. Le vibrazioni dell'attrezzatura e del trasporto possono allentare i collegamenti. I supporti antiurto e le indicazioni di coppia aiutano a mantenere l'affidabilità. Ad altitudini superiori a 2.000 metri, la capacità di raffreddamento dell'aria diminuisce e i generatori potrebbero ridursi. Le apparecchiature di conversione della potenza potrebbero richiedere la correzione dell'altitudine. Le dimensioni dei cavi e le impostazioni di protezione dovrebbero tenere conto di queste condizioni. Le indagini sul sito aiutano a identificare i requisiti di vibrazioni, polvere e altitudine.
I sistemi esterni necessitano di protezione da sovracorrente, cortocircuito, sovratensione, sottotensione e guasti a terra. I dispositivi di corrente residua e il monitoraggio dell'isolamento sono comuni. La protezione dalle sovratensioni è importante per i siti con attività di fulmini. La messa a terra deve seguire le normative locali. I cavi devono essere idonei all'uso esterno, all'esposizione ai raggi UV e all'intervallo di temperature. I connettori devono essere impermeabili e bloccati. I punti di lockout e tagout dovrebbero essere accessibili. Le etichette di avvertenza dovrebbero essere visibili e durevoli.
Un range extender può essere diesel, gas naturale, propano o biodiesel. Può essere montato in una cabina acustica separata o integrato nel contenitore. La potenza può variare da 30 kW a 300 kW. Il controller avvia il range extender quando lo stato di carica della batteria scende al di sotto di un valore preimpostato, spesso dal 25% al 35%. Si arresta quando lo stato di carica raggiunge il 75%-85%. Ciò riduce il funzionamento a basso carico e l'usura del motore. Le aree di stoccaggio e rifornimento del carburante devono rispettare le norme locali. La direzione dello scarico dovrebbe evitare aree occupate e prese d'aria.
Il dimensionamento inizia con i dati di carico. Un campo remoto può utilizzare da 60 kW a 200 kW. Un cantiere con gru e pompe può raggiungere un picco compreso tra 300 kW e 800 kW. Un sito di telecomunicazioni può utilizzare da 5 kW a 30 kW. La capacità della batteria può variare da 50 kWh a 2 MWh. La capacità dell'inverter dovrebbe coprire il carico continuo e le sovratensioni. La capacità del range extender dovrebbe coprire il carico medio più la ricarica. L’energia solare può aggiungere dal 15% al 35% dell’energia giornaliera in buone posizioni. Un controller ibrido bilancia tutte le fonti.
I sistemi esterni beneficiano del monitoraggio remoto. Gli operatori possono monitorare lo stato di carica, lo stato di salute, la temperatura, il livello del carburante e i codici di errore. Gli avvisi possono essere inviati tramite e-mail o SMS. La diagnostica remota riduce le visite in loco e migliora i tempi di risposta. I registri dei dati supportano la pianificazione della manutenzione e il reporting del carburante. La sicurezza informatica dovrebbe essere presa in considerazione per i sistemi collegati in rete. Il controllo degli accessi e la comunicazione crittografata proteggono i dati operativi.
I sistemi per esterni possono essere installati su piattaforme di cemento, pattini o rimorchi. La superficie deve essere piana e in grado di sostenere il peso. È necessario uno spazio libero per il flusso d'aria, la manutenzione e l'ingresso dei cavi. I contenitori devono essere ancorati per resistere ai carichi del vento. Nelle zone innevate, le piattaforme rialzate impediscono l'accumulo di neve attorno alle prese d'aria. Nelle aree alluvionali potrebbero essere necessari cuscinetti rialzati. È necessario pianificare trincee per cavi o percorsi aerei per evitare infiltrazioni d'acqua e danni.
La manutenzione comprende il controllo delle guarnizioni delle porte, dei filtri, delle unità di raffreddamento e dei pressacavi. La corrosione dovrebbe essere controllata ad intervalli, soprattutto nei siti costieri. È necessario controllare il bilanciamento della tensione e la temperatura dei moduli batteria. Il range extender necessita di manutenzione di olio, filtri e refrigerante in base alle ore. Gli aggiornamenti del firmware devono seguire le procedure del produttore. Un piano per le parti di ricambio riduce i tempi di fermo. I team del sito dovrebbero registrare tutte le attività di servizio.
INJET HanCang fornisce sistemi di accumulo di energia esteso per esterni con intervallo nominale per l'edilizia e l'alimentazione remota. I sistemi utilizzano moduli batteria, inverter bidirezionali, controlli range extender e gestione termica. Le custodie possono essere configurate per classificazione IP, classe di corrosione e intervallo di temperatura ambiente. Il monitoraggio remoto supporta la gestione del carburante e la manutenzione preventiva. Il design modulare consente di aggiungere capacità al variare del carico del progetto.
Un sistema di accumulo di energia con gamma estesa classificato per esterni è adatto per siti senza edifici permanenti. Combina lo stoccaggio della batteria con un generatore ausiliario per gestire carichi variabili e ridurre il consumo di carburante. Per un funzionamento affidabile sono necessari un corretto grado di protezione IP, una progettazione termica, una protezione dalla corrosione e una pianificazione della manutenzione. INJET HanCang supporta progetti di costruzione all'aperto e off-grid con soluzioni scalabili di accumulo di energia e estensione della gamma.