Um sistema de armazenamento de energia de bateria é uma solução integrada que armazena energia elétrica em baterias para uso posterior. A Injet HanCang fornece sistemas de armazenamento de energia de bateria para aplicações comerciais, industriais e de serviços públicos. Este artigo apresenta os componentes do sistema, modos operacionais, características de desempenho e exemplos de aplicação de sistemas de armazenamento de energia de bateria.
Um sistema completo de armazenamento de energia de bateria da Injet HanCang inclui cinco subsistemas principais. O primeiro subsistema é o banco de baterias, composto por células de fosfato de ferro-lítio dispostas em módulos e racks. O banco de baterias fornece o meio de armazenamento de energia e inclui circuitos de monitoramento de células. O segundo subsistema é o sistema de conversão de energia, que inclui inversores e conversores DC-DC. O sistema de conversão de energia gerencia o fluxo de energia entre a bateria, a rede e a carga. O sistema inclui capacidade de carga e descarga. O terceiro subsistema é o sistema de gerenciamento de bateria. O sistema de gerenciamento de bateria monitora tensões, temperaturas e correntes de células individuais. Ele garante que as células operem dentro de limites seguros e equilibra as tensões das células durante o carregamento. O sistema de gerenciamento de bateria se comunica com o sistema de gerenciamento de energia. O quarto subsistema é o sistema de gestão de energia. O sistema de gerenciamento de energia controla a operação geral do sistema de armazenamento de energia da bateria. Ele executa o algoritmo de despacho, gerencia a interconexão da rede e fornece funções de interface do usuário. O quinto subsistema é o sistema de gerenciamento térmico. O sistema de gerenciamento térmico mantém a temperatura da bateria dentro da faixa ideal. Inclui unidades de resfriamento, bombas e sensores de temperatura.
Os sistemas de armazenamento de energia da bateria Injet HanCang operam em vários modos, dependendo dos requisitos da aplicação. A tabela abaixo descreve os modos operacionais padrão. Modo Descrição Benefício primário Aplicação típica Redução de pico Descarga durante períodos de alta demanda Redução de carga de demanda Edifícios comerciais Arbitragem Carregar a taxas baixas, descarregar a taxas altas Redução de custos de energia Instalações com taxas de tempo de uso Backup Fornecer energia durante interrupções na rede Confiabilidade de energia Instalações críticas Suporte de tensão Injetar ou absorver energia reativa Qualidade de energia Instalações industriais Suavização solar Produção solar variável suave Integração renovável Locais de armazenamento solar mais O sistema de armazenamento de energia da bateria pode alternar entre os modos automaticamente com base nas condições. Por exemplo, o sistema pode operar no modo de arbitragem durante a operação normal e mudar automaticamente para o modo de backup quando uma interrupção da rede for detectada.
Os sistemas de armazenamento de energia da bateria Injet HanCang documentaram características de desempenho com base em testes de laboratório e operação em campo. A tabela abaixo mostra os principais parâmetros de desempenho. Parâmetro Valor Teste Condição Eficiência de ida e volta 88 a 91 por cento Ciclo completo a 25 Celsius Tempo de resposta Menos de 50 milissegundos Para ativação do modo de backup Capacidade na descarga de 0,5 C 100 por cento da descarga nominal de 25 C Capacidade na descarga de 2 C 92 por cento da descarga nominal de 25 Celsius Capacidade a -10 Celsius 85 por cento da descarga nominal de 0,5 C Capacidade a 40 Celsius 95 por cento da descarga nominal de 0,5 C Taxa de autodescarga Menos de 2% ao mês Em espera a 25 Celsius A eficiência de um sistema de armazenamento de energia de bateria depende do nível de potência operacional. A eficiência é mais alta em cinquenta a oitenta por cento da potência nominal. Os sistemas de armazenamento de energia da bateria Injet HanCang mantêm a eficiência acima de noventa por cento em toda essa faixa.
O dimensionamento adequado de um sistema de armazenamento de energia de bateria requer a adequação dos recursos do sistema aos requisitos da aplicação. A Injet HanCang utiliza uma metodologia de dimensionamento que considera requisitos de energia, requisitos de energia e restrições operacionais. O requisito de energia é determinado pela carga máxima que o sistema de armazenamento de energia da bateria deve atender. Para aplicações de redução de pico, o requisito de energia é a diferença entre a carga de pico da instalação e o limite de pico desejado. Para aplicações de backup, o requisito de energia é a carga crítica total. A necessidade de energia é determinada pela duração da descarga. Para aplicações de redução de pico, o requisito de energia é o requisito de potência multiplicado pela duração típica do pico. Para aplicações de backup, o requisito de energia é o requisito de energia multiplicado pela duração necessária do backup. As restrições operacionais incluem o estado mínimo de carga, o estado máximo de carga e a profundidade de descarga permitida. Os sistemas de armazenamento de energia da bateria Injet HanCang normalmente operam entre vinte por cento e noventa por cento do estado de carga. Esta janela fornece noventa por cento da capacidade utilizável enquanto prolonga a vida útil da bateria.
Vários insights técnicos do projeto do sistema de armazenamento de energia da bateria Injet HanCang melhoram o desempenho do sistema. A primeira conclusão é que o balanceamento de células afeta significativamente a utilização da capacidade. As células que não estão balanceadas limitam a capacidade utilizável da string porque a célula de tensão mais baixa determina quando a string deve parar de descarregar. Os sistemas de armazenamento de energia da bateria Injet HanCang incluem balanceamento passivo que equaliza as tensões das células durante a fase de carregamento de tensão constante. O circuito de balanceamento reduz a variação de tensão de cinquenta milivolts para menos de dez milivolts. A segunda percepção é que as taxas de carga e descarga afetam o ciclo de vida. Taxas de C mais altas causam mais revestimento de lítio e estresse mecânico. Os sistemas de armazenamento de energia da bateria Injet HanCang são projetados para uma taxa máxima de descarga contínua de um C. Descargas ocasionais de um vírgula cinco C são permitidas para eventos de pico com duração inferior a quinze minutos. Esse gerenciamento de taxa prolonga a vida útil do ciclo em aproximadamente trinta por cento em comparação com sistemas que operam rotineiramente em taxas C elevadas. A terceira conclusão é que o design do sistema de refrigeração afeta tanto o desempenho quanto a vida útil. As células da bateria geram calor durante a carga e descarga. A geração de calor é maior em taxas de C mais altas. Os sistemas de armazenamento de energia da bateria Injet HanCang incluem sistemas de resfriamento dimensionados para a geração máxima de calor esperada. O sistema de resfriamento mantém a temperatura das células dentro de uma faixa de cinco graus, evitando pontos quentes que aceleram a degradação.
Um campus universitário instalou um sistema de armazenamento de energia de bateria Injet HanCang para reduzir os picos de demanda e fornecer backup para equipamentos de pesquisa. O sistema tem capacidade de dois mil quilowatts-hora e potência de mil quilowatts. O sistema atende um prédio de campus com alta ocupação diurna e cargas significativas de laboratórios de pesquisa. Após doze meses de operação, o sistema reduziu a demanda de pico em 22% e forneceu energia de reserva durante três eventos da rede. A universidade relata uma economia anual de oitenta mil dólares. Uma fábrica instalou um sistema de armazenamento de energia de bateria Injet HanCang para dar suporte a uma nova linha de produção. A instalação sofreu quedas de tensão que causaram interrupções na produção. O sistema de armazenamento de energia da bateria fornece suporte de tensão durante quedas e evita paradas de produção. O sistema tem capacidade de quinhentos quilowatts-hora e responde em cinquenta milissegundos a distúrbios de tensão. A instalação relata zero interrupções de produção relacionadas à qualidade da energia desde a instalação.
A eficiência típica de ida e volta é de oitenta e oito a noventa e um por cento. Isto significa que para cada cem quilowatts-hora de eletricidade utilizada para carregamento, oitenta e oito a noventa e um quilowatts-hora estão disponíveis para descarga.
A instalação normalmente leva de duas a seis semanas, dependendo do tamanho do sistema e das condições do local. O comissionamento requer dois a três dias adicionais.
A Injet HanCang oferece uma garantia abrangente de cinco anos para sistemas de armazenamento de energia de bateria. O banco de baterias tem uma garantia de desempenho separada de dez anos para retenção de capacidade de setenta por cento.
Sim, os sistemas de armazenamento de energia da bateria Injet HanCang incluem uma entrada DC para controladores de carga solar. O sistema de gerenciamento de energia coordena o carregamento solar e o carregamento da rede com base na energia solar disponível e nas taxas de serviços públicos.
O sistema requer manutenção anual, incluindo testes de capacidade, inspeção térmica e atualizações de software. Os filtros do sistema de refrigeração requerem limpeza trimestral. O custo total anual de manutenção é de aproximadamente dois mil dólares por megawatt-hora de capacidade.
Os sistemas de armazenamento de energia de bateria Injet HanCang fornecem soluções integradas para aplicações comerciais, industriais e de serviços públicos. O sistema inclui bancos de baterias, conversão de energia, gerenciamento de bateria, gerenciamento de energia e subsistemas de gerenciamento térmico. Os modos operacionais incluem redução de pico, arbitragem, backup, suporte de tensão e suavização solar. As características de desempenho incluem eficiência de ida e volta de oitenta e oito a noventa e um por cento e tempo de resposta inferior a cinquenta milissegundos. Informações técnicas sobre balanceamento de células, gerenciamento de taxas e design de resfriamento melhoram o desempenho do sistema. Exemplos de aplicação demonstram redução de custos e melhoria de confiabilidade. Os clientes podem solicitar um projeto de sistema de armazenamento de energia de bateria da Injet HanCang.