Os sistemas de armazenamento de energia abrangem uma ampla categoria de tecnologias que armazenam energia elétrica para uso posterior. A Injet HanCang fornece sistemas de armazenamento de energia para aplicações comerciais, industriais e de serviços públicos. Este artigo apresenta uma visão geral das tecnologias de armazenamento de energia, componentes do sistema, categorias de aplicação e considerações técnicas para a seleção de sistemas de armazenamento de energia.
Os sistemas de armazenamento de energia incluem vários tipos de tecnologia. A tecnologia mais comum para aplicações comerciais e industriais é o armazenamento eletroquímico utilizando baterias. A Injet HanCang concentra-se em sistemas de armazenamento de energia de baterias de fosfato de ferro-lítio devido ao seu ciclo de vida, segurança e características de desempenho. A tabela abaixo compara tecnologias de sistemas de armazenamento de energia relevantes para aplicações comerciais e industriais. Tecnologia Densidade de energia Densidade de potência Ciclo de vida Eficiência Escala típica Fosfato de ferro-lítio 120 a 160 watts-hora por quilograma 1.000 a 2.000 watts por quilograma 4.000 a 6.000 ciclos 88 a 91 por cento 100 a 5.000 quilowatts-hora Níquel manganês cobalto 200 a 250 watts-hora por quilograma 800 a 1.500 watts por quilograma 2.000 a 3.000 ciclos 90 a 93 por cento 100 a 2.000 quilowatts-hora Chumbo ácido 30 a 40 watts-hora por quilograma 200 a 400 watts por quilograma 500 a 1.000 ciclos 75 a 85 por cento 50 a 1.000 quilowatts-hora Bateria de fluxo 15 a 30 watts-hora por quilograma 50 a 100 watts por quilograma 10.000 ciclos 70 a 80 por cento 1.000 a 10.000 quilowatts-hora Volante 5 a 10 watts-hora por quilograma 5.000 watts por quilograma 20.000 ciclos 90 a 95 por cento Até 100 quilowatts A Injet HanCang seleciona fosfato de ferro-lítio como a principal tecnologia para sistemas de armazenamento de energia comerciais e industriais. Esta seleção oferece o melhor equilíbrio entre ciclo de vida, segurança e custo para a maioria das aplicações.
Os sistemas de armazenamento de energia da Injet HanCang incluem vários componentes que funcionam juntos para fornecer funcionalidade completa. Os componentes principais incluem meio de armazenamento (bateria), equipamento de conversão de energia, sistema de controle e gerenciamento térmico. Componentes adicionais incluem comutadores, transformadores e equipamentos de comunicação conforme exigido pela aplicação. O banco de baterias é o meio de armazenamento e normalmente é o maior componente em peso e custo. Os bancos de baterias Injet HanCang usam células prismáticas de fosfato de ferro-lítio dispostas em módulos.
Os módulos são instalados em racks dentro de um gabinete. O banco de baterias inclui um sistema de gerenciamento de bateria que monitora cada célula. O equipamento de conversão de energia inclui um ou mais inversores que convertem energia CC em energia CA para descarga e energia CA em energia CC para carregamento. Os inversores são bidirecionais, o que significa que podem operar nos modos de carga e descarga. O equipamento de conversão de energia inclui dispositivos de proteção, incluindo disjuntores, fusíveis e protetores contra surtos. O sistema de controle inclui o sistema de gestão de energia, que executa a estratégia operacional. O sistema de gerenciamento de energia recebe informações da instalação, da rede e da bateria. Determina quando carregar e descarregar com base nos parâmetros programados.
Os sistemas de armazenamento de energia atendem a múltiplas aplicações em diferentes segmentos de clientes. A tabela abaixo mostra as principais aplicações e suas características. Aplicação Segmento de cliente Benefício Duração típica Faixa de energia típica Redução de carga de demanda Comercial, industrial Contas de serviços públicos mais baixas 15 a 60 minutos 100 a 1.000 quilowatts Arbitragem Comercial, industrial Custos de energia mais baixos 2 a 4 horas 100 a 1.000 quilowatts Energia de reserva Comercial, industrial, crítica Confiabilidade de energia 1 a 4 horas 100 a 2.000 quilowatts Suavização solar Comercial com energia fotovoltaica Maior utilização de energia fotovoltaica 2 a 4 horas 100 a 500 quilowatts Regulação de frequência Utilitário Estabilidade da rede Segundos a minutos 1.000 a 10.000 quilowatts Diferimento de transmissão Utilitário Economia de custos de infraestrutura 1 a 4 horas 1.000 a 10.000 quilowatts Os sistemas de armazenamento de energia Injet HanCang atendem aplicações comerciais e industriais como segmentos primários. A empresa também fornece sistemas para aplicações em grande escala por meio de sua linha de produtos em grande escala.
A seleção de sistemas de armazenamento de energia requer a consideração de vários fatores técnicos. O primeiro fator é o requisito de ciclo de vida. Aplicações com ciclismo diário requerem baterias com ciclo de vida longo. Baterias de fosfato de ferro-lítio com quatro mil a seis mil ciclos são adequadas para ciclismo diário. Baterias de chumbo-ácido com quinhentos ciclos não são adequadas para aplicações diárias de ciclismo. O segundo fator é a relação potência-energia. Algumas aplicações requerem alta potência por curto período. As aplicações de energia de reserva normalmente requerem três a quatro horas de duração de descarga, correspondendo a uma relação potência-energia de zero vírgula dois cinco a zero vírgula três três. As aplicações de corte de pico podem exigir apenas quinze a trinta minutos de descarga, correspondendo a uma relação potência-energia mais elevada. O terceiro fator é a faixa de temperatura operacional. Os sistemas de armazenamento de energia instalados em espaços não condicionados devem operar numa ampla faixa de temperatura. Os sistemas de armazenamento de energia Injet HanCang incluem gerenciamento térmico que mantém a temperatura da bateria dentro da faixa ideal, mesmo em ambientes desafiadores. O quarto fator é a integração com equipamentos existentes. Os sistemas de armazenamento de energia devem estar conectados ao sistema de energia da instalação. A integração pode exigir coordenação com comutadores, geradores e sistemas de energia renovável. A Injet HanCang fornece engenharia de integração como parte do projeto do sistema.
Vários insights técnicos dos projetos de sistemas de armazenamento de energia da Injet HanCang orientam as decisões de seleção. A primeira percepção é que a proposta de valor varia significativamente por região. Instalações em regiões com altas taxas de demanda se beneficiam mais com a redução dos picos. As instalações em regiões com baixos encargos de procura, mas com preços de energia elevados, beneficiam mais da arbitragem. A aplicação ideal depende da estrutura tarifária local. A segunda conclusão é que o desempenho do sistema de armazenamento de energia diminui com o tempo. A capacidade diminui aproximadamente um a dois por cento ao ano. A capacidade de potência também diminui, embora a um ritmo mais lento. A Injet HanCang fornece projeções de degradação de capacidade com base no perfil operacional esperado. Essas projeções ajudam os clientes a planejar a substituição da bateria. A terceira conclusão é que os sistemas de armazenamento de energia podem fornecer múltiplos fluxos de valor simultaneamente. Um único sistema pode fornecer redução de demanda, arbitragem e energia de reserva. Os sistemas de gerenciamento de energia Injet HanCang coordenam esses fluxos de valor para maximizar o benefício total. O algoritmo de controle prioriza aplicações com base em seu valor econômico e restrições operacionais.
O argumento económico para os sistemas de armazenamento de energia depende do custo do sistema, das tarifas dos serviços públicos e dos incentivos disponíveis. A Injet HanCang desenvolveu um modelo econômico baseado em dados de instalações concluídas. O modelo fornece orientação sobre retornos esperados e períodos de retorno. A tabela abaixo mostra os parâmetros econômicos para diferentes cenários de aplicação. Cenário Sistema Custo por quilowatt-hora Economia anual por quilowatt-hora Período de retorno Taxa interna de retorno Redução de demanda apenas 350 dólares 75 dólares 4,7 anos 16 por cento Arbitragem apenas 350 dólares 60 dólares 5,8 anos 12 por cento Híbrido (demanda mais arbitragem) 350 dólares 95 dólares 3,7 anos 21 por cento Backup apenas 350 dólares 40 dólares 8,8 anos 6 por cento O cenário híbrido fornece o maior retorno porque o sistema captura vários fluxos de valor. O cenário somente de backup fornece o retorno mais baixo porque a energia de backup não é usada com frequência. No entanto, a energia de reserva tem um valor que vai além do retorno financeiro direto em termos de evitar a interrupção dos negócios.
Os principais tipos incluem eletroquímico (baterias), mecânico (volantes, hidrelétrica bombeada), térmico (armazenamento de gelo, sal fundido) e químico (hidrogênio). A Injet HanCang fornece sistemas de armazenamento de energia eletroquímica usando baterias de fosfato de ferro-lítio.
A instalação normalmente leva de duas a oito semanas, dependendo do tamanho do sistema e das condições do local. Sistemas de grande escala requerem períodos de instalação mais longos. O comissionamento acrescenta dois a cinco dias.
Os sistemas de armazenamento de energia exigem testes anuais de capacidade e inspeção térmica. Os filtros do sistema de refrigeração requerem limpeza trimestral. O software de gerenciamento de bateria recebe atualizações anualmente. A Injet HanCang fornece cronogramas de manutenção para cada sistema.
Sim, os sistemas de armazenamento de energia Injet HanCang incluem monitoramento remoto por meio de um portal baseado na web. Os usuários autorizados podem visualizar o status do sistema, dados de desempenho e alertas de qualquer dispositivo conectado à Internet.
A Injet HanCang oferece garantia de cinco anos para o sistema completo. O banco de baterias tem uma garantia de desempenho separada de dez anos para retenção de capacidade de setenta por cento. Garantias estendidas estão disponíveis.
Os sistemas de armazenamento de energia Injet HanCang fornecem soluções completas para aplicações comerciais, industriais e de serviços públicos. Os sistemas utilizam baterias de fosfato de ferro-lítio para seu ciclo de vida e segurança. Os componentes incluem bancos de baterias, conversão de energia, controles e gerenciamento térmico. As aplicações incluem redução da demanda, arbitragem, energia de reserva e integração renovável. As considerações técnicas para seleção incluem ciclo de vida, relação potência/energia, temperatura operacional e requisitos de integração. A análise económica mostra períodos de retorno de três a sete anos, dependendo da aplicação. Os clientes podem solicitar uma consulta sobre sistema de armazenamento de energia da Injet HanCang.