Um sistema de armazenamento de energia é um componente crítico na infraestrutura energética moderna, permitindo a captura e descarga de energia elétrica para uso posterior. A Injet HanCang projeta e fabrica soluções de sistemas de armazenamento de energia para aplicações comerciais, industriais e de serviços públicos. Os sistemas da empresa integram baterias de fosfato de ferro-lítio com tecnologias avançadas de conversão e controle de energia. Este artigo fornece uma visão geral abrangente da arquitetura do sistema de armazenamento de energia, métricas de desempenho e dados de aplicativos.
Um sistema completo de armazenamento de energia consiste em quatro subsistemas principais. O primeiro subsistema é o banco de baterias, que armazena energia na forma eletroquímica. O Injet HanCang usa células de fosfato de ferro-lítio dispostas em configurações em série e paralelas para atingir a tensão e a capacidade desejadas. O segundo subsistema é o sistema de conversão de energia, que inclui o inversor para conversão CC em CA e o conversor CC CC para gerenciamento da tensão da bateria. O terceiro subsistema é o sistema de gerenciamento térmico, que mantém a temperatura da bateria na faixa ideal de quinze a trinta e cinco graus Celsius. O quarto subsistema é o controlador, que monitora o estado de carga da bateria, gerencia o fluxo de energia e se comunica com sistemas externos. O controlador do sistema de armazenamento de energia executa três funções principais. A primeira função é o monitoramento do estado, incluindo tensão, corrente, temperatura e estado de carga de cada módulo de bateria. A segunda função é o gerenciamento de energia, determinando quando carregar e descarregar com base nas condições da rede e nas configurações do usuário. A terceira função é a proteção, incluindo sobretensão, subtensão, sobretemperatura e desligamento por sobrecorrente. Os controladores Injet HanCang usam uma arquitetura de processador duplo com redundância para funções críticas de segurança.
A análise das implantações de sistemas de armazenamento de energia fornece informações técnicas valiosas. A Injet HanCang coletou dados de mais de cem instalações em quinze países. A primeira constatação é que a variação da temperatura ambiente afeta significativamente o desempenho da bateria. Os sistemas que operam em regiões com variações sazonais de temperatura superiores a trinta graus Celsius apresentam uma redução de cinco por cento no rendimento anual em comparação com instalações climatizadas. Os sistemas de refrigeração líquida nas unidades Injet HanCang mantêm a temperatura das células dentro de uma faixa de três graus, reduzindo esse efeito para menos de um por cento. O segundo insight técnico está relacionado à precisão da estimativa do estado de carga. Os algoritmos padrão de contagem de Coulomb variam de três a cinco por cento ao mês sem calibração. A Injet HanCang desenvolveu um algoritmo híbrido que combina contagem de Coulomb com calibração periódica baseada em tensão durante períodos de descanso. O algoritmo híbrido mantém a precisão de um vírgula cinco por cento durante seis meses sem exigir ciclos completos de carga. A terceira percepção dos dados do sistema de armazenamento de energia é que a eficiência do inversor varia com o fator de carga. Os inversores operam com eficiência máxima entre quarenta e noventa por cento da potência nominal. Abaixo de vinte por cento da carga, a eficiência cai de três a cinco pontos percentuais. A Injet HanCang recomenda dimensionar o inversor de forma que a carga média fique entre cinquenta e setenta por cento da classificação do inversor para máxima eficiência anual.
A segurança é uma consideração primordial no projeto de sistemas de armazenamento de energia. Os sistemas Injet HanCang atendem aos padrões de segurança internacionais, incluindo UL 1973, IEC 62619 e NFPA 855. Os módulos de bateria incluem múltiplas camadas de proteção. A primeira camada é a proteção no nível da célula, incluindo dispositivos de interrupção de corrente e aberturas de alívio de pressão. A segunda camada é a proteção em nível de módulo, incluindo sensores de temperatura e fusíveis. A terceira camada é a proteção em nível de sistema, incluindo desligamento rápido e interfaces de supressão de incêndio. A Injet HanCang conduziu testes de propagação de fuga térmica em um sistema de doze módulos. O teste induziu fuga térmica em uma célula usando um aquecedor interno. O sistema detectou o evento em oito segundos e isolou o módulo afetado. Nenhuma propagação para módulos adjacentes ocorreu. Os resultados do teste foram verificados por um laboratório terceirizado.
A instalação de um sistema de armazenamento de energia requer planejamento para vários fatores específicos do local. O primeiro fator é o carregamento do piso. Um sistema de fosfato de ferro-lítio de quinhentos quilowatts-hora pesa aproximadamente oito toneladas métricas, exigindo uma capacidade de carga no piso de pelo menos quinhentos quilogramas por metro quadrado. O segundo fator é a ventilação. Os sistemas de bateria requerem um mínimo de seis trocas de ar por hora na sala de baterias para evitar o acúmulo de hidrogênio. Os sistemas conteinerizados Injet HanCang incluem ventilação integrada que atende a esse requisito. O terceiro fator são as folgas elétricas. O inversor e o painel exigem espaços de trabalho de pelo menos um metro na parte frontal e nas laterais. A quarta consideração de instalação é a conexão à rede. O sistema de armazenamento de energia deve cumprir os requisitos de interligação da rede local, incluindo protecção anti-ilhamento e padrões de qualidade de energia. A Injet HanCang fornece kits de interface de rede que incluem os relés de proteção e medição necessários. A quinta consideração é a comunicação. O sistema de armazenamento de energia deve estar ligado ao sistema de gestão do edifício da instalação ou a uma plataforma de monitorização remota. O Injet HanCang suporta os protocolos Modbus TCP, BACnet e IEC 61850.
Um sistema de armazenamento de energia usando química de fosfato de ferro-lítio normalmente opera por dez a quinze anos quando circulado diariamente dentro dos limites recomendados de profundidade de descarga. A vida útil do calendário é de aproximadamente quinze anos, independentemente do ciclismo.
Um sistema de armazenamento de energia em contêineres de quinhentos quilowatts-hora da Injet HanCang ocupa uma área de contêiner de transporte de vinte pés, aproximadamente seis metros por dois vírgula quatro metros. É recomendado espaço adicional de um metro em todos os lados para acesso de manutenção.
Sim, os sistemas Injet HanCang são projetados para expansão modular. Módulos de bateria adicionais podem ser adicionados ao mesmo barramento CC e contêineres adicionais podem ser colocados em paralelo no lado CA. O software do controlador deve ser atualizado para reconhecer a capacidade expandida.
A manutenção de rotina inclui inspeção anual de conexões e verificações de torque, substituição de filtro de ar para sistemas de refrigeração e atualizações de firmware do sistema de gerenciamento de bateria. O sistema de refrigeração líquida requer substituição do líquido refrigerante a cada três anos.
No modo ligado à rede, o sistema de armazenamento de energia se desconecta da rede dentro de dois segundos após uma falha de energia. No modo de backup, o sistema transfere automaticamente para operação em ilha e alimenta as cargas conectadas. A transferência é perfeita em sistemas com capacidade de fonte de alimentação ininterrupta.
O período de retorno para um sistema de armazenamento de energia depende da aplicação e das tarifas locais da concessionária. Para aplicações de corte de pico em regiões com alta demanda, períodos de retorno de três a cinco anos são típicos. Aplicações de mudança de carga com taxas de tempo de uso apresentam períodos de retorno de quatro a sete anos.
Um sistema de armazenamento de energia da Injet HanCang fornece armazenamento de energia confiável com métricas de desempenho verificadas, incluindo eficiência de ida e volta de oitenta e oito a noventa e dois por cento e ciclo de vida de quatro mil a seis mil ciclos. Os insights técnicos de mais de cem implantações levaram a melhorias na precisão da estimativa do estado de carga e no gerenciamento térmico. As aplicações variam desde redução de pico até suporte a microrredes, com configurações otimizadas para cada caso de uso. Os testes de segurança confirmam a contenção de fuga térmica dentro de módulos isolados. As considerações de instalação incluem requisitos de carga no piso, ventilação e conexão à rede. Clientes potenciais podem solicitar uma proposta específica do local da Injet HanCang.