As operações de mineração muitas vezes ocorrem longe da infraestrutura energética estabelecida. As áreas de exploração, campos de mineração temporários, instalações de processamento e estações de manutenção podem operar em locais onde o acesso à rede é limitado ou indisponível.
Nestes ambientes, a eletricidade é essencial para as operações diárias. Bombas, iluminação, sistemas de comunicação, equipamentos de oficina, dispositivos de monitoramento e acomodações para trabalhadores exigem uma fonte de alimentação confiável.
Os geradores a diesel têm tradicionalmente desempenhado um papel importante na geração remota de energia. No entanto, o transporte de combustível para locais isolados, a manutenção do equipamento gerador e a gestão de cargas elétricas variáveis podem aumentar os custos operacionais.
Um sistema híbrido de armazenamento de energia para locais de mineração remotos oferece outra abordagem. Ao coordenar a geração solar fotovoltaica, o armazenamento de baterias e os geradores a diesel, os operadores de mineração podem construir uma rede de energia flexível e adequada às necessidades reais de energia do local.
A solução de Mineração e Campos de Petróleo da INJET foi projetada em torno desse tipo de arquitetura de energia de múltiplas fontes. Este artigo explica como funciona o sistema, o que os operadores de mineração devem considerar antes da implantação e como avaliar uma configuração adequada.
Um local de mineração remoto nem sempre tem os mesmos requisitos de eletricidade durante toda a sua vida operacional.
Durante a exploração e a construção inicial, poderá ser necessária energia para escritórios temporários, alojamento, iluminação e equipamento básico. À medida que o projecto se desenvolve, a procura eléctrica poderá aumentar com a instalação de oficinas, bombas, equipamentos de processamento e outras infra-estruturas.
Vários desafios tornam o planejamento energético particularmente importante.
As áreas de mineração e exploração podem estar localizadas longe das redes de serviços públicos existentes.
Alargar a infraestrutura da rede a um local remoto pode envolver longos períodos de construção, investimento adicional e coordenação complexa do local.
Em alguns locais, uma fonte de alimentação independente é um ponto de partida mais prático.
Quando os geradores a diesel são a principal fonte de eletricidade, o combustível deve ser transportado até o local e armazenado com segurança.
Condições difíceis das estradas, longas distâncias e alterações nos preços dos combustíveis podem afetar as despesas operacionais.
Um sistema de energia híbrido pode usar a geração solar disponível e o armazenamento de baterias para reduzir a dependência da geração contínua de diesel.
Os locais de mineração geralmente têm horários operacionais diferentes.
Por exemplo, os equipamentos de iluminação e comunicação podem funcionar continuamente, enquanto as bombas, oficinas e outros equipamentos podem criar procura adicional durante períodos específicos.
Um gerador dimensionado para a maior demanda possível pode operar de forma ineficiente quando as cargas reais são muito mais baixas.
Locais remotos podem dificultar a manutenção do equipamento.
A operação frequente do gerador pode aumentar os requisitos de manutenção, enquanto peças sobressalentes e pessoal técnico podem nem sempre estar prontamente disponíveis.
Uma solução de energia integrada com monitoramento remoto pode ajudar os operadores a observar as condições do sistema e coordenar diferentes fontes de energia.
Um típico sistema de armazenamento de energia de mineração combina diversas fontes de energia e componentes de controle.
A configuração pode incluir:
Painéis solares fotovoltaicos
Sistema de armazenamento de energia da bateria
Sistema de conversão de energia (PCS)
Sistema de gestão de energia (EMS)
Gerador diesel
Equipamento de distribuição elétrica
Cargas do site de mineração
Cada componente desempenha uma função diferente.
Onde houver recursos solares disponíveis, os painéis fotovoltaicos podem fornecer eletricidade às cargas elétricas do local.
A quantidade de energia gerada depende da capacidade fotovoltaica instalada, das condições de luz solar, do clima, da orientação do painel e do desempenho do sistema.
Para locais de mineração remotos com espaço de instalação adequado, a energia solar fotovoltaica pode se tornar uma parte importante do fornecimento de energia local.
A bateria armazena eletricidade disponível para uso posterior.
Durante períodos de geração solar suficiente, o excedente de energia pode ser direcionado para o carregamento da bateria, sujeito aos limites operacionais do sistema.
Quando a produção solar diminui ou a demanda local aumenta, a energia armazenada pode ser descarregada para suportar as cargas elétricas.
Um gerador a diesel pode fornecer eletricidade adicional quando a geração solar e a energia disponível da bateria são insuficientes.
Em vez de tratar o gerador como a única fonte de energia, um sistema híbrido coordena sua operação com a bateria e a geração solar.
O cronograma de operação do gerador depende da demanda de carga, do estado de carga da bateria e da estratégia de controle configurada.
O sistema de gestão de energia coordena as fontes de energia disponíveis.
Ele pode monitorar informações operacionais importantes, incluindo:
Geração solar
Estado de carga da bateria
Status operacional do gerador
Demanda de eletricidade do local
Saída de energia
Alarmes do sistema
O objectivo é gerir a relação entre a oferta e a procura de energia, em vez de permitir que cada fonte de energia opere de forma independente.
Para muitos projetos industriais remotos, vale a pena avaliar uma configuração de armazenamento solar-diesel.
As três fontes podem trabalhar juntas de acordo com diferentes condições operacionais.
A energia solar fotovoltaica fornece eletricidade disponível para o local.
Se a geração solar exceder a demanda imediata, o excedente de energia poderá carregar a bateria.
A bateria também pode ajudar a equilibrar as mudanças na demanda elétrica.
Quando a geração solar diminui, a bateria pode fornecer eletricidade armazenada para cargas designadas.
Se a energia da bateria se tornar insuficiente para a demanda necessária, o gerador a diesel poderá fornecer energia adicional.
Equipamentos de mineração podem criar aumentos repentinos no consumo de eletricidade.
A bateria pode suportar demandas de energia de curta duração quando o PCS e a configuração do sistema são projetados para a carga necessária.
O gerador pode continuar fornecendo energia de acordo com seus limites operacionais.
A cobertura de nuvens e as condições climáticas podem causar flutuações na produção fotovoltaica.
O armazenamento em bateria pode ajudar a equilibrar essas variações e apoiar uma operação mais coordenada entre a geração solar e o gerador.
A sequência operacional real depende das configurações do EMS, das características do gerador e do projeto do sistema elétrico.
Os requisitos de energia de um projeto de mineração dependem da sua escala, estágio de desenvolvimento e configuração do equipamento.
Antes de selecionar um sistema híbrido de armazenamento de energia, os operadores devem identificar as principais cargas elétricas.
As acomodações dos trabalhadores podem exigir eletricidade para:
Iluminação
Ar condicionado ou ventilação
Refrigeração
Fornecimento de água
Equipamento de cozinha
Sistemas de comunicação
Estas cargas podem operar em horários diferentes e devem ser incluídas na avaliação energética diária.
As bombas de água podem ser usadas para abastecimento de água, drenagem e outras operações no local.
As características de partida do motor e os cronogramas de operação devem ser revisados porque as bombas podem criar uma demanda significativa de energia de curta duração.
As instalações de manutenção podem utilizar equipamentos de soldagem, compressores, iluminação e outras ferramentas elétricas.
Essas cargas podem variar consideravelmente dependendo do cronograma de trabalho.
Redes de comunicação, sistemas de segurança e equipamentos de monitoramento podem exigir eletricidade contínua.
Para locais de mineração remotos, essas cargas podem ser importantes mesmo quando os principais equipamentos de produção não estão em operação.
Algumas operações de mineração incluem máquinas de processamento elétrico com maiores requisitos de energia.
Essas cargas exigem uma avaliação de engenharia mais detalhada, incluindo partida do motor, qualidade de energia e demanda operacional simultânea.
Nem todas as instalações de mineração possuem o mesmo perfil elétrico. O sistema deve ser projetado com base em cargas medidas ou estimadas no local, em vez de assumir que uma configuração padrão funciona para todos os projetos.
Os geradores a diesel continuam importantes para o fornecimento remoto de energia, especialmente quando o local necessita de energia durante períodos de baixa geração solar.
Contudo, a operação contínua do gerador nem sempre é o arranjo mais eficiente.
Um sistema híbrido pode mudar a forma como o gerador é usado.
Quando a demanda do local é baixa, um gerador pode operar abaixo de sua faixa de carga preferida.
A bateria pode ajudar a absorver ou fornecer alterações de carga de curto prazo, permitindo que o gerador opere de acordo com uma estratégia mais coordenada.
O método de controle exato depende do projeto do gerador e do sistema.
Quando houver energia solar suficiente disponível, o sistema pode priorizar a geração fotovoltaica para abastecer as cargas do local e carregar a bateria.
Isto reduz a quantidade de eletricidade que precisa ser proveniente da geração a diesel durante períodos de operação adequados.
Um EMS adequadamente configurado pode coordenar o carregamento da bateria e a operação do gerador de acordo com limites definidos.
Isto pode ajudar a evitar operações desnecessárias do gerador, embora o resultado real dependa do perfil de carga e das configurações de controle.
Caso o sistema híbrido reduza o consumo de diesel, o projeto também poderá reduzir a frequência do transporte de combustível.
Para locais de mineração isolados, esta pode ser uma consideração operacional importante.
As poupanças de combustível devem ser calculadas a partir do consumo real do gerador, das horas de funcionamento, da geração solar e dos dados de despacho das baterias, em vez de utilizar uma percentagem universal.
A página de soluções de Mineração e Campos de Petróleo da INJET inclui uma referência de projeto intitulada Garantia de energia confiável para local de projeto temporário e estação de manutenção.
O projeto envolveu uma sede temporária e uma estação de manutenção de longo prazo sem acesso à rede elétrica.
De acordo com as informações do projeto publicadas, a configuração do sistema incluiu:
Parâmetro do Projeto |
Informações publicadas |
|---|---|
Sistema de armazenamento de energia |
Sistema de alcance estendido de 466 kWh |
Capacidade solar fotovoltaica |
Matriz fotovoltaica externa de 100kWp |
Aplicativo |
Sede temporária do projeto e estação de manutenção |
Conexão de rede |
Sem fonte de alimentação |
Energia de reserva |
Gerador diesel |
Estratégia operacional |
Geração solar, armazenamento de bateria e backup de diesel |
A geração solar supriu a maior parte da demanda diurna de eletricidade.
O sistema de armazenamento de energia equilibrava o fornecimento e o consumo de eletricidade, enquanto o gerador a diesel fornecia energia suplementar quando necessário.
Esta configuração permitiu que o projeto utilizasse a geração solar como principal fonte de energia, mantendo ao mesmo tempo a reserva de diesel para períodos em que fosse necessária eletricidade adicional.
A página do projeto fornece os seguintes números para agosto:
Parâmetro |
Resultado Publicado |
|---|---|
Geração solar fotovoltaica |
7.364 kWh |
Potência suplementar do gerador diesel |
5.264 kWh |
Custo relatado de geração de energia |
0,94 RMB/kWh |
Esses números são específicos do projeto publicado e do período do relatório. Eles não devem ser interpretados como resultados garantidos para todas as aplicações em mineração ou campos petrolíferos.
O caso demonstra como um sistema integrado de armazenamento solar-diesel pode ser configurado para um local de projeto temporário e uma estação de manutenção sem acesso à rede.
Para mais informações, visite o Gabinete de fonte de alimentação para projeto remoto INJET.
Selecionar a capacidade da bateria com base apenas no número de trabalhadores ou no tamanho de um local de mineração pode levar a uma configuração inadequada.
O sistema deve ser dimensionado de acordo com a demanda de potência, consumo de energia e objetivos operacionais.
Liste os principais equipamentos elétricos e registre sua potência nominal.
Cargas importantes podem incluir bombas, iluminação, equipamentos de alojamento, oficinas, sistemas de comunicação e máquinas de processamento.
Determine quais equipamentos podem operar simultaneamente.
Preste especial atenção aos motores, compressores e bombas porque os seus requisitos de arranque podem diferir da potência normal de funcionamento.
Calcule quanta eletricidade o local consome em um dia normal de operação.
Diferentes turnos e horários de produção podem criar diferentes padrões de consumo diário.
Identifique quais cargas precisam permanecer operacionais durante períodos de baixa geração solar ou paralisação do gerador.
A duração do backup influenciará a capacidade de energia necessária da bateria.
Revise a área de instalação disponível, a geração solar esperada e as condições sazonais.
O sistema fotovoltaico deve ser projetado de acordo com o potencial solar real do local.
Verifique a potência nominal do gerador existente, consumo de combustível, características operacionais e compatibilidade de controle.
Caso o projeto já possua geradores, seus requisitos de integração deverão ser revisados antes de selecionar o equipamento de armazenamento de energia.
O projeto poderá priorizar:
Reduzindo o consumo de diesel
Aumentando a utilização de energia solar
Suportando cargas críticas
Gerenciando a demanda de pico de energia
Fornecimento de eletricidade fora da rede
Melhorando o monitoramento remoto
Estas prioridades determinam a forma como o SGA deve coordenar as diferentes fontes de energia.
Um projeto de mineração pode ter condições ambientais e operacionais desafiadoras.
Os seguintes fatores devem ser revisados antes de selecionar um fornecedor de sistema de armazenamento de energia híbrido.
Verifique a temperatura ambiente esperada, exposição ao pó, umidade, precipitação e altitude de instalação.
O sistema selecionado deve operar dentro dos limites ambientais especificados.
Locais remotos de mineração podem ter infraestrutura de transporte limitada.
Revise as dimensões do equipamento, o peso de transporte, os requisitos de elevação, o acesso à instalação e a preparação do local.
O sistema deve corresponder à tensão, frequência, distribuição elétrica e equipamentos conectados do local.
A sincronização do gerador e outros requisitos de integração devem ser verificados durante o projeto de engenharia.
Quando o local está longe do centro de manutenção principal, o monitoramento remoto pode ajudar os operadores a revisar o status do sistema e identificar alarmes.
A disponibilidade de comunicações e as disposições de monitorização devem ser confirmadas antes da implantação.
Alguns locais de mineração começam com instalações temporárias e expandem-se à medida que a exploração ou produção progride.
O sistema inicial deve ser avaliado em relação a um possível crescimento futuro da carga.
Uma configuração modular ou expansível pode ser útil quando o projeto tiver um plano de expansão claro.
Pergunte ao fornecedor sobre comissionamento, peças sobressalentes, procedimentos de manutenção, cobertura de garantia e acordos de suporte técnico.
Esses fatores são particularmente importantes para equipamentos instalados em locais remotos.
A solução Mining & Oil Fields da INJET concentra-se no fornecimento de eletricidade para locais industriais remotos onde o acesso à rede é limitado ou indisponível.
A solução publicada descreve uma arquitetura de energia integrada que combina:
Solar fotovoltaico externo
Armazenamento de energia da bateria
Backup de gerador a diesel
Gestão inteligente de energia
O objetivo é utilizar a energia solar disponível, armazenar eletricidade excedente e coordenar a geração de diesel quando for necessária energia adicional.
A família de produtos HanCang da INJET está posicionada para aplicações de energia híbrida com diferentes requisitos de capacidade.
O modelo de 261 kWh é descrito como uma solução compacta de energia distribuída que integra energia solar, armazenamento e diesel.
A página do produto identifica locais remotos, estações de telecomunicações e pequenas instalações fora da rede entre as aplicações pretendidas.
Para projetos de mineração, pode ser considerado para requisitos de energia menores ou distribuídos, sujeitos a revisão de carga e configuração.
O modelo de 522 kWh oferece uma maior capacidade energética listada.
A página do produto o posiciona para aplicações de médio porte, como projetos de construção, projetos de pontes e fornecimento de energia de emergência.
Para projetos relacionados à mineração, a configuração necessária deve ser avaliada de acordo com o perfil de carga real do local, condições operacionais e requisitos de backup.
Os projetos de mineração podem variar significativamente nas suas necessidades de eletricidade.
A solução apropriada deve considerar a capacidade da bateria, a potência do PCS, a capacidade fotovoltaica, a classificação do gerador, a estratégia de controle e o ambiente do local.
Para mais detalhes, explore o Sistema de armazenamento de energia INJET HanCang 261 kWh e Sistema de armazenamento de energia com bateria HanCang 522 kWh.
Uma consulta detalhada do projeto ajuda o fornecedor a avaliar a configuração do sistema com mais precisão.
Antes de entrar em contato com um fornecedor de soluções de energia para mineração fora da rede , prepare as seguintes informações:
Informações do projeto |
Detalhes a serem fornecidos |
|---|---|
Localização do projeto |
Condições do país, região e local |
Aplicativo de mineração |
Local de exploração, campo de mineração, estação de manutenção ou instalação de processamento |
Disponibilidade da rede |
Fora da rede, rede fraca ou capacidade limitada da rede |
Carga total |
Potência conectada estimada ou medida |
Pico de demanda |
Demanda máxima de energia simultânea |
Consumo diário |
Consumo estimado de eletricidade em kWh |
Energia solar fotovoltaica |
Capacidade fotovoltaica existente ou planejada |
Gerador |
Classificação e quantidade do gerador existente |
Requisito de backup |
Cargas críticas e duração necessária do backup |
Cronograma operacional |
Horário de trabalho e organização de turnos |
Plano de expansão |
Crescimento futuro esperado da carga |
Se dados elétricos detalhados não estiverem disponíveis, listas de equipamentos e especificações de geradores podem ser usadas como referência inicial.
O projeto final deverá ser baseado em uma avaliação de engenharia dos requisitos de energia do local.
Sim. Um sistema fora da rede devidamente configurado pode coordenar a energia solar fotovoltaica, o armazenamento de baterias e a geração de diesel para fornecer cargas designadas sem uma conexão à rede elétrica.
A energia solar fotovoltaica pode reduzir a dependência da geração de diesel quando recursos solares e capacidade de bateria suficientes estiverem disponíveis. No entanto, os geradores a diesel ainda podem ser necessários como reserva durante períodos de baixa geração solar ou alta demanda de eletricidade.
O armazenamento da bateria equilibra a oferta e a demanda de energia. Ele pode armazenar eletricidade solar excedente, fornecer energia quando a geração diminui e suportar mudanças de curta duração na demanda elétrica.
A capacidade necessária depende da potência de pico, do consumo diário de eletricidade, da duração do backup, da geração solar e da configuração do gerador. É necessária uma avaliação de engenharia antes de selecionar o tamanho da bateria.
Potencialmente, sim. O gerador, PCS, sistema de controle e proteção elétrica devem ser compatíveis. As especificações existentes do gerador devem ser fornecidas durante o processo de projeto do sistema.
A INJET lista Mineração e Campos de Petróleo como uma de suas categorias oficiais de soluções. A solução publicada combina energia solar fotovoltaica, armazenamento de bateria e geração de diesel para operações industriais remotas.
A referência do projeto INJET publicada demonstra um sistema de armazenamento de energia com alcance estendido de 466 kWh combinado com energia solar fotovoltaica de 100 kWp para uma sede temporária do projeto e uma estação de manutenção de longo prazo sem acesso à rede. Outros projetos exigem suas próprias avaliações de carga e configuração.
A eletricidade confiável é um requisito importante para operações de mineração remotas, áreas de exploração e instalações de campos petrolíferos.
Um sistema híbrido de armazenamento de energia pode coordenar energia solar fotovoltaica, armazenamento de bateria e geração de diesel para fornecer uma abordagem mais flexível ao fornecimento de energia fora da rede.
Para os operadores de mineração, as considerações mais importantes incluem características da carga elétrica, disponibilidade solar, capacidade da bateria, compatibilidade do gerador, condições do local e requisitos de expansão futura.
A solução de Mineração e Campos de Petróleo da INJET foi projetada em torno dessa arquitetura de energia de múltiplas fontes. Sua referência de projeto publicada, apresentando um sistema de alcance estendido de 466 kWh e energia solar fotovoltaica de 100 kWp, fornece um exemplo prático de como a geração solar, de armazenamento e de diesel podem funcionar juntas em um local de projeto remoto.
Se o seu projeto de mineração ou campo petrolífero exigir uma solução de energia híbrida ou fora da rede, entre em contato com a INJET com seu perfil de carga, especificações de gerador existentes e informações do local para discutir uma configuração de sistema adequada.