Muitas vezes é difícil fornecer eletricidade confiável em locais distantes da rede elétrica. Locais de construção remotos, operações mineiras, instalações de petróleo e gás, ilhas, estações de telecomunicações e comunidades isoladas podem ter acesso limitado à rede ou não ter qualquer ligação à rede.
Para estas aplicações, um O sistema de bateria de microrrede fora da rede pode combinar armazenamento de energia da bateria com energia solar fotovoltaica, geração de diesel e gerenciamento inteligente de energia para criar uma rede de energia local independente.
Em vez de depender inteiramente de geradores a diesel, uma microrrede moderna em áreas remotas pode usar energia solar como fonte primária, armazenamento em bateria para equilibrar a oferta e a procura, e geração a diesel como reserva quando a geração renovável é insuficiente.
As soluções de armazenamento de energia HanCang da INJET New Energy são projetadas para aplicações remotas e fora da rede, com configurações que incluem sistemas de 261 kWh e 522 kWh e sistemas fotovoltaicos integrados, armazenamento de bateria, gerenciamento de diesel e recursos de controle inteligente.
Fornecer energia a um local remoto é fundamentalmente diferente de fornecer eletricidade a um edifício ligado a uma rede de serviços públicos estável.
A extensão das linhas de transmissão até um local isolado pode exigir investimentos significativos em infra-estruturas, enquanto o transporte de gasóleo por longas distâncias pode aumentar os custos operacionais e criar riscos logísticos.
Uma microrrede de bateria autônoma oferece outra abordagem.
Em vez de depender de uma fonte de geração, o sistema pode coordenar diversas fontes:
Energia solar fotovoltaica
Armazenamento de energia da bateria
Gerador diesel
Cargas elétricas locais
Sistema de conversão de energia
Sistema de gestão de energia
Esta arquitetura permite que a energia seja gerada, armazenada e distribuída localmente sem depender de uma conexão permanente com a rede elétrica.
Para infra-estruturas remotas, o objectivo não é simplesmente gerar electricidade. O sistema deve fornecer energia estável, contínua e controlável sob condições climáticas e de carga variáveis..
Uma microrrede típica de área remota pode ser estruturada como:
Solar fotovoltaico → Armazenamento de bateria → Cargas locais
com:
Gerador Diesel → Energia de Reserva
e um EMS coordenando todo o sistema.
Durante períodos de forte geração solar, a eletricidade fotovoltaica pode fornecer a carga diretamente enquanto o excesso de energia carrega a bateria.
Quando a produção solar diminui, a bateria pode descarregar para suportar a carga.
Se a energia da bateria se tornar insuficiente devido a um tempo nublado prolongado ou a uma elevada procura, o EMS pode coordenar o gerador a diesel para fornecer energia adicional.
Isto cria uma arquitetura de energia híbrida em vez de um sistema de geração de fonte única.
A INJET descreve este tipo de arquitetura de energia remota como um sistema integrado de bateria solar-diesel, com o armazenamento da bateria atuando como um buffer dinâmico entre geração renovável, cargas e geração de backup.
Um sistema confiável de armazenamento de bateria fora da rede para áreas remotas normalmente consiste em vários componentes integrados.
A bateria armazena eletricidade gerada por energia solar ou outras fontes de energia disponíveis.
Ele pode então fornecer energia:
À noite
Durante períodos nublados
Durante picos de demanda
Durante transições do gerador
Durante a operação independente da rede
A capacidade necessária da bateria depende do perfil de carga do local, da geração renovável, dos requisitos de backup e da estratégia operacional.
O PCS converte energia elétrica entre CA e CC e gerencia a troca de energia entre a bateria e a microrrede.
Para aplicações remotas, o desempenho do PCS é particularmente importante porque pode precisar responder a mudanças rápidas na carga ou na geração.
O EMS atua como centro de controle.
Ele monitora:
Geração solar
Estado de carga da bateria
Demanda de carga
Status do gerador
Fluxo de energia
Alarmes do sistema
Em seguida, determina quando diferentes fontes de energia devem carregar, descarregar ou alimentar a carga.
A geração a diesel pode servir como reserva para períodos em que a energia renovável e o armazenamento em bateria não conseguem fornecer energia suficiente.
O objetivo não é necessariamente eliminar o gerador, mas reduzir a operação desnecessária do gerador e utilizá-lo quando for realmente necessária geração adicional.
Locais remotos podem ter acesso limitado ao pessoal técnico.
O monitoramento remoto permite que os operadores verifiquem as condições do sistema sem enviar técnicos ao local para cada inspeção ou alarme.
Uma das arquiteturas práticas para fornecimento remoto de energia é:
Solar + Armazenamento de Bateria + Gerador Diesel
Cada fonte desempenha uma função diferente.
Fonte de energia |
Função principal |
|---|---|
Energia solar fotovoltaica |
Geração diurna renovável |
Armazenamento de bateria |
Mudança de energia e balanceamento de carga |
Gerador Diesel |
Geração de backup e duração estendida |
EMS |
Coordenação inteligente |
PCS |
Conversão e controle de energia |
Durante os períodos ensolarados, a energia solar pode fornecer uma grande parte da carga.
A bateria armazena a geração excedente.
À noite, a bateria pode abastecer a carga.
Durante longos períodos de fracas condições solares ou de procura invulgarmente elevada, o gerador diesel pode fornecer energia adicional.
Esta abordagem pode reduzir a dependência de combustível, mantendo ao mesmo tempo uma fonte de geração de reserva para maior confiabilidade.
A solução de área remota da INJET integra especificamente geração solar, armazenamento de bateria e backup de diesel para criar uma microrrede autônoma capaz de operação ilhada.
Os projectos de construção funcionam frequentemente antes de a infra-estrutura de rede permanente estar disponível.
Os exemplos incluem:
Construção de rodovia
Construção de ponte
Projetos de túnel
Grandes canteiros de obras
Projetos ferroviários
Campos de trabalhadores temporários
Esses locais podem sofrer cargas altamente variáveis causadas por:
Bombas
Guindastes
Compressores
Equipamento de soldagem
Iluminação
Escritórios temporários
Instalações de acomodação
Uma microrrede suportada por bateria pode ajudar a gerenciar essas mudanças de carga.
Equipamentos pesados podem criar picos de energia de curta duração.
A bateria pode fornecer energia adicional durante picos de demanda enquanto o gerador opera em um nível de saída mais estável.
Isto pode ser particularmente útil para projetos onde a capacidade do gerador precisaria ser superdimensionada para lidar com picos de carga de curta duração.
A solução de infraestrutura remota da INJET identifica acampamentos de construção de rodovias, projetos de pontes, operações de túneis e outros locais de infraestrutura como aplicações potenciais para sistemas de energia híbridos fora da rede.
As operações de mineração geralmente estão localizadas longe das principais infraestruturas de serviços públicos.
A energia pode ser necessária para:
Equipamento de mineração
Bombas
Equipamento de britagem
Ventilação
Iluminação
Oficinas
Alojamento do trabalhador
Sistemas de comunicação
Uma microrrede de mineração remota pode combinar armazenamento de bateria com geração solar e diesel.
O armazenamento em bateria pode suportar mudanças repentinas na demanda de energia, enquanto a energia solar pode reduzir a dependência de combustível durante condições climáticas adequadas.
Para grandes operações mineiras, o sistema também pode ser expandido à medida que a procura de electricidade aumenta.
A INJET identifica mineração e operações remotas entre os cenários de aplicação para suas soluções de armazenamento de energia de amplo alcance.
Os locais de extração de petróleo e gás podem estar localizados em desertos, montanhas, áreas offshore ou outros ambientes difíceis.
Energia confiável pode ser necessária para:
Bombas
Sistemas de controle
Equipamento de monitoramento
Sistemas de comunicação
Iluminação
Alojamento
Equipamento auxiliar
Uma microrrede híbrida pode fornecer uma combinação de energia renovável, armazenamento em bateria e geração convencional.
A bateria pode responder rapidamente às mudanças de carga, enquanto a geração a diesel fornece backup de maior duração quando necessário.
Isto pode criar um sistema de energia mais flexível para operações industriais remotas.
A orientação de infraestrutura remota do INJET identifica instalações de extração de petróleo e gás como uma aplicação alvo para sistemas de microrredes híbridas de nível industrial.
As localidades insulares podem enfrentar condições de abastecimento de energia particularmente difíceis.
O combustível pode precisar ser transportado por:
Enviar
Caminhão
Embarcação pequena
Outro transporte especializado
O clima também pode interromper o fornecimento de combustível.
Uma microrrede a diesel com bateria solar fornece uma arquitetura alternativa.
Durante o dia, a energia solar pode fornecer cargas locais e carregar a bateria.
A bateria pode então fornecer eletricidade após o pôr do sol.
A geração a diesel permanece disponível durante longos períodos de baixa geração renovável ou demanda acima do esperado.
A solução Ilhas e Áreas Remotas da INJET foi projetada especificamente para geração solar, armazenamento de bateria, backup de diesel e operação autônoma em ilha.
A infra-estrutura de telecomunicações requer electricidade fiável porque uma interrupção de energia pode afectar os serviços de comunicação.
Sites de telecomunicações remotos podem ter:
Acesso limitado à rede
Cargas pequenas, mas contínuas
Acesso difícil para manutenção
Altos requisitos para monitoramento remoto
Um sistema compacto de armazenamento de bateria pode fornecer energia durante períodos em que a geração solar não está disponível, ao mesmo tempo que reduz a dependência de geradores locais.
O sistema HanCang 261 kWh da INJET está posicionado para estações de telecomunicações, locais remotos e instalações fora da rede de pequena escala, com monitoramento inteligente e recursos de gerenciamento remoto.
Aldeias remotas e comunidades isoladas podem não ter acesso fiável a infra-estruturas eléctricas centralizadas.
Uma microrrede local pode combinar:
Energia solar fotovoltaica
Armazenamento de bateria
Geração de backup
Distribuição local
Gestão inteligente de energia
As cargas potenciais incluem:
Casas
Escolas
Clínicas
Bombas de água
Pequenas empresas
Equipamento de comunicação
O armazenamento em bateria é particularmente importante porque a geração solar não está disponível continuamente.
A energia gerada durante o dia pode ser armazenada e utilizada durante os períodos noturno e noturno.
A solução de áreas remotas da INJET identifica especificamente ilhas, vilas montanhosas e comunidades remotas como aplicações para armazenamento independente de energia em microrredes.
O dimensionamento correto é uma das partes mais importantes do projeto de microrredes remotas.
Um sistema superdimensionado pode aumentar desnecessariamente as despesas de capital, enquanto um sistema subdimensionado pode não fornecer a energia necessária ou a duração do backup.
Determinar:
Demanda média de energia
Demanda de pico de energia
Consumo diário de energia
Cargas críticas
Requisitos de partida do motor
Consumo noturno
Os dados históricos de carga são preferíveis quando disponíveis.
O projeto deve definir quanto tempo a bateria precisa para suportar a carga sem geração solar ou produção adicional do gerador.
Por exemplo:
Requisito de energia da bateria ≈ Carga × Duração do backup
O cálculo real também deve considerar a eficiência do sistema, a capacidade utilizável da bateria, os requisitos de reserva e os limites operacionais da bateria.
A capacidade solar deve ser avaliada de acordo com:
Irradiação solar local
Variação sazonal
Períodos nublados
Área de instalação disponível
Carga diária esperada
O gerador a diesel deverá ser dimensionado de acordo com as cargas que deverão permanecer alimentadas quando a geração renovável e a capacidade da bateria forem insuficientes.
O SGA deve determinar como o sistema prioriza:
Solar → Bateria → Diesel
ou outra estratégia de acordo com os requisitos do projeto.
Um BESS conectado à rede pode contar com a rede de serviços públicos como fonte de energia adicional.
Uma microrrede totalmente fora da rede não pode.
Essa diferença altera os requisitos de design do sistema.
Exigência |
ESS conectado à rede |
Microrrede fora da rede |
|---|---|---|
Rede de utilidades |
Disponível |
Não obrigatório |
Armazenamento de bateria |
Importante |
Crítico |
Integração Solar |
Opcional |
Muitas vezes importante |
Reserva Diesel |
Opcional |
Muitas vezes útil |
EMS |
Importante |
Crítico |
Operação Ilhada |
Pode ser opcional |
Obrigatório |
Gerenciamento de carga |
Importante |
Crítico |
Monitoramento Remoto |
Útil |
Altamente valioso |
Coordenação de Geradores |
Pode não ser necessário |
Frequentemente necessário |
Para projetos remotos, o sistema deve ser concebido como uma rede elétrica completa, em vez de simplesmente adicionar baterias a um sistema elétrico existente.
O Sistema de Gestão de Energia é particularmente importante quando várias fontes de energia operam em conjunto.
Por exemplo, considere um canteiro de obras remoto.
Durante o dia:
Solar → Carga + Bateria
À noite:
Bateria → Carregar
Durante condições de nebulosidade prolongada:
Gerador Diesel → Carga + Bateria
Durante um aumento repentino de carga:
Bateria + Gerador → Carga
O EMS coordena estas transições de acordo com as condições do sistema.
A arquitetura de área remota da INJET utiliza gerenciamento inteligente de energia para coordenar energia fotovoltaica, armazenamento de bateria e geração de diesel, enquanto sua solução de infraestrutura remota descreve monitoramento e controle automatizados para operação autônoma.
Um dos maiores desafios em projetos de energia remotos é o acesso para manutenção.
Um local pode estar a centenas de quilômetros da equipe de serviço mais próxima.
O monitoramento remoto pode fornecer informações sobre:
SOC da bateria
Status da bateria
Geração solar
Operação do gerador
Demanda de carga
Alarmes
Falhas do sistema
Consumo de energia
Isto permite que os operadores identifiquem problemas antes de enviar pessoal para o local.
Para projetos remotos, o monitoramento remoto do armazenamento de energia não é, portanto, simplesmente uma conveniência. Pode ser uma parte importante da estratégia operacional.
Os sistemas de bateria remotos podem estar expostos a condições ambientais difíceis.
O projeto do sistema deve considerar:
Ambientes desérticos e tropicais podem expor baterias e componentes eletrônicos a altas temperaturas ambientes.
A gestão térmica torna-se particularmente importante.
As regiões montanhosas e do norte podem exigir equipamentos capazes de operar em condições de baixa temperatura.
Os locais de mineração e construção podem ter uma quantidade significativa de poeira transportada pelo ar.
O gabinete e a arquitetura de resfriamento devem ser projetados de acordo.
Ambientes insulares e costeiros podem acelerar a corrosão.
A solução de infraestrutura remota da INJET destaca a proteção contra corrosão IP54 e C3 para aplicações expostas a ambientes desafiadores, incluindo projetos de infraestrutura costeira e remota.
O ESS conteinerizado pode simplificar a implantação integrando vários componentes em um sistema montado na fábrica.
Um sistema conteinerizado pode incluir:
Racks de bateria
PCS
BMS
EMS
Gerenciamento térmico
Proteção contra incêndio
Equipamento elétrico
Sistemas de monitoramento
Isto pode reduzir a quantidade de equipamentos que precisam ser instalados separadamente em um local remoto.
Para projetos de infraestrutura temporários, os sistemas em contêineres também oferecem flexibilidade porque o equipamento pode ser potencialmente realocado quando o projeto avança.
O HanCang 261 kWh da INJET foi projetado para transporte de reboque e implantação plug-and-play, enquanto a configuração de 522 kWh visa construção de médio porte e aplicações de energia de emergência.
A família de produtos HanCang da INJET New Energy foi projetada para aplicações de energia distribuída, híbrida e fora da rede.
O HanCang 261 kWh está posicionado como uma solução compacta de energia distribuída que integra energia solar, armazenamento e diesel.
As aplicações potenciais incluem:
Estações de telecomunicações
Locais remotos
Pequenas instalações fora da rede
Poder temporário
Seu design de implantação orientado a reboques e recursos de monitoramento remoto o tornam adequado para locais onde a implantação flexível é importante.
O HanCang 522kWh oferece maior capacidade de armazenamento de energia para aplicações que incluem:
Projetos de construção
Projetos de pontes
Energia de emergência
Microrredes híbridas de médio porte
Ele suporta operação coordenada de armazenamento fotovoltaico-diesel e comutação rede/fora da rede.
A INJET também lista uma configuração HanCang 1044kWh em sua linha de produtos de armazenamento de energia, estendendo a plataforma para requisitos maiores de armazenamento de energia.
O modelo apropriado deve ser selecionado de acordo com a demanda real de carga, tempo de execução necessário, geração renovável, ambiente operacional e requisitos de expansão do projeto.
Antes de adquirir um sistema de bateria de microrrede fora da rede , os desenvolvedores do projeto devem fornecer ao fabricante o máximo possível de informações sobre o local.
Fornecer:
Carga média
Carga máxima
Carga crítica
Cargas do motor
Iniciando atual
Fornecer:
Consumo diário de kWh
Consumo noturno
Duração necessária do backup
Ciclismo diário esperado
Fornecer:
Capacidade solar
Geração solar esperada
Área de instalação disponível
Condições climáticas locais
Se já existir um gerador a diesel, forneça:
Potência nominal
Tensão operacional
Consumo de combustível
Interface de controle
Fornecer:
Localização
Faixa de temperatura
Umidade
Altitude
Condições de poeira
Exposição à corrosão
Esses detalhes permitem ao fabricante desenvolver um sistema dimensionado para o projeto real, em vez de usar uma configuração genérica.
Uma microrrede suportada por bateria adequadamente projetada pode fornecer diversas vantagens operacionais.
O armazenamento solar e de bateria pode assumir parte do fornecimento de energia, reduzindo o tempo que o gerador precisa para operar.
O armazenamento em bateria pode responder rapidamente às mudanças na carga e na geração renovável.
O excesso de eletricidade solar pode ser armazenado em vez de ser desperdiçado.
O menor tempo de operação do gerador pode reduzir a frequência do transporte de combustível para locais de difícil acesso.
O monitoramento inteligente pode reduzir a necessidade de intervenções frequentes no local.
Os sistemas em contêineres podem fornecer uma abordagem prática para projetos temporários ou expansíveis.
É um sistema de energia localizado que utiliza armazenamento de bateria em conjunto com uma ou mais fontes de geração, como energia solar fotovoltaica ou geração a diesel, para abastecer cargas sem depender da rede elétrica principal.
Sim. Um sistema de bateria pode funcionar com outras fontes de geração, incluindo geradores a diesel. No entanto, o sistema necessita de uma fonte de energia para recarregar a bateria.
Sim. Esta é uma arquitetura híbrida comum para aplicações de energia remota. A energia solar pode fornecer geração renovável, as baterias podem equilibrar a energia e a demanda de energia e o diesel pode fornecer geração de backup.
Depende da capacidade da bateria e da demanda de carga. Um cálculo simplificado é:
Tempo de execução ≈ Energia utilizável da bateria ÷ Potência de carga
O tempo de execução real também depende da eficiência do sistema, dos limites operacionais, da capacidade de reserva e das condições da bateria.
Sim. Os sistemas híbridos alimentados por bateria podem ser usados para acampamentos de construção, projetos de pontes, construção de estradas e outras aplicações de infraestrutura temporária. A INJET posiciona especificamente o HanCang 522 kWh para projetos de construção e pontes.
Sim. O monitoramento remoto pode fornecer informações sobre o status da bateria, geração de energia, demanda de carga, alarmes e condições operacionais do sistema. Isto é particularmente útil quando o pessoal técnico está longe do local de instalação.
Não existe capacidade universal. O sistema deve ser dimensionado de acordo com o pico de carga, o consumo diário de energia, a duração necessária do backup, a geração renovável, a capacidade do gerador e a expansão futura.
Um sistema de bateria de microrrede fora da rede para áreas remotas oferece uma alternativa flexível à dependência total da geração a diesel ou à espera pela infraestrutura de rede convencional.
Ao combinar energia solar fotovoltaica, armazenamento de energia de bateria, geração de diesel, PCS e EMS , uma microrrede remota pode equilibrar geração renovável, capacidade de bateria, cargas variáveis e requisitos de energia de reserva.
A arquitetura mais adequada depende do perfil de carga do projeto, autonomia necessária, clima, recursos renováveis, configuração do gerador e condições de manutenção.
A plataforma HanCang da INJET New Energy fornece soluções integradas de armazenamento de energia para locais remotos, estações de telecomunicações, projetos de construção, ilhas e outras aplicações fora da rede. Sua linha de produtos inclui configurações de 261 kWh, 522 kWh e 1.044 kWh, com soluções projetadas em torno de energia híbrida, controle inteligente e monitoramento remoto.
Para desenvolvedores de projetos, empreiteiros de EPC, integradores de sistemas e operadores de infraestrutura remota, o sistema de armazenamento de bateria fora da rede deve ser selecionado como uma solução completa de microrrede, e não como um produto de bateria independente.
INJET Nova Energia
Tel: +86- 18980902801
E-mail: info@injet.com
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