Estrutura do sistema de gabinete de armazenamento de energia e análise de tecnologia

 

Um gabinete de armazenamento de energia (ESC) é um dispositivo abrangente usado para armazenar energia elétrica e regular o status operacional dos sistemas de energia. Normalmente consiste em módulos de bateria, um conversor de energia (PCS), um sistema de gerenciamento de bateria (BMS), um chip de controle, um sistema de resfriamento e uma caixa protetora. Os gabinetes de armazenamento de energia armazenam energia durante períodos de baixa carga da rede e a liberam durante picos de carga, facilitando assim a redução da carga de pico, a regulação de frequência e tensão e a energia de reserva.

 

Nos novos sistemas energéticos modernos, os armários de armazenamento de energia das baterias são equipamentos de apoio cruciais para centrais eléctricas fotovoltaicas, parques eólicos e micro-redes industriais. Eles efetivamente suavizam as flutuações no fluxo de fontes de energia intermitentes (como energia fotovoltaica e eólica) conectadas à rede, mantendo a estabilidade da rede e melhorando o fator de potência geral.

 

 

 

 

O design de um gabinete de armazenamento de energia depende do cenário de aplicação e do tipo de sistema de bateria, mas geralmente inclui os seguintes componentes principais:

 

Módulo de bateria
Como unidade central de armazenamento de energia, o módulo de bateria determina a capacidade e a vida útil do sistema. Os tipos comuns incluem baterias de fosfato de ferro-lítio, baterias ternárias de lítio e baterias-de chumbo-ácido. O design modular facilita a expansão e a manutenção, tornando o gabinete do banco de baterias uma solução padronizada para sistemas de energia de grande-escala.

 

Sistema de gerenciamento de bateria (BMS)
O BMS monitora a temperatura, a tensão, a corrente e o status de integridade da bateria, fornecendo proteção contra sobrecarga,-sobrecarga e sobrecorrente para garantir a operação estável da bateria.

 

Conversor de Energia (PCS) e Sistema de Controle
O PCS é responsável pela conversão de energia DC/AC; o sistema de controle (EMS) monitora o fluxo de energia e implementa estratégias de distribuição de energia, servindo como o “cérebro” de todo o gabinete do sistema de armazenamento de energia.

 

Sistema de resfriamento
Para unidades de armazenamento de energia-de alta potência, o controle de temperatura é fundamental. Os gabinetes de armazenamento de energia-resfriados por líquido usam líquido refrigerante circulante para controlar com precisão a temperatura da bateria, tornando-os mais eficientes e seguros do que as soluções tradicionais-refrigeradas a ar.

 

Estrutura de gabinete e proteção de segurança
O gabinete de um gabinete de armazenamento de energia geralmente possui um alto índice de proteção (IP54 ou superior) e integra isolamento elétrico, isolamento térmico e contra fogo e proteção contra choque. Para aplicações externas, um sistema de armazenamento de energia de gabinete externo pode ser implantado diretamente em ambientes complexos e oferecer suporte à operação 24 horas por dia, 7 dias por semana.

 

Sistema de Conexão (Gabinete CCS / Gabinete de Sistema de Conexão de Célula)
O sistema de conexão é responsável pelas conexões elétricas e de comunicação entre os módulos, garantindo transmissão confiável de sinal e energia. Isso é particularmente crítico em cenários de alta-tensão e alta{2}}corrente.

 

Armários discretos de armazenamento de energia
Cada componente é instalado de forma independente, facilitando a manutenção e sendo adequado para sistemas de distribuição de energia industriais e de fábricas em grande-escala.

 

Armários de armazenamento de energia combinados
Diferentes unidades de capacidade podem ser combinadas de forma flexível para formar um gabinete modular integrado de armazenamento de energia para atender a diferentes requisitos de tensão.

 

Armários-de armazenamento de energia montados na base
Com um design integrado de bateria e inversor, eles podem ser implantados diretamente em ambientes externos. Este é um sistema típico de armazenamento de energia em gabinete externo.

 

O Gabinete Integrado de Armazenamento de Energia (IESC) integra o conjunto de baterias, PCS, BMS, sistema de resfriamento e sistema de controle de comunicação em um único gabinete, facilitando a instalação e ocupando pouco espaço. Esta solução é amplamente utilizada em aplicações industriais e comerciais, fontes de alimentação de emergência e sistemas de microrredes.

 

O Gabinete de Armazenamento de Energia Fotovoltaica (PESC) integra-se com painéis fotovoltaicos e sistemas inversores e pode ser implantado centralmente em grandes usinas de energia ou distribuído em sistemas de armazenamento de energia residenciais ou comerciais. É um exemplo típico de gabinete de armazenamento de bateria solar.

 

O gabinete de armazenamento de energia refrigerado a líquido (LCESC) utiliza tecnologia de controle de temperatura de resfriamento líquido e é adequado para aplicações de bateria com alta densidade de potência. Comparado aos sistemas-refrigerados a ar, ele oferece maior eficiência de gerenciamento térmico e ciclo de vida mais longo, tornando-o amplamente utilizado em novas usinas de energia e projetos integrados de armazenamento de energia.

 

 

 

Anormalidades na bateria: incluem envelhecimento, sobrecarga,-descarga excessiva e curtos-circuitos internos. O sistema de gerenciamento de bateria (BMS) deve monitorar o status da célula da bateria em tempo real.

 

Falhas elétricas: Sobrecorrente, subtensão ou danos ao isolamento podem ser resolvidos por meio de proteção de isolamento e design redundante.

 

Impactos ambientais: A umidade, a temperatura e os gases corrosivos podem reduzir a vida útil do sistema. Portanto, os sistemas de armazenamento de energia em gabinetes externos devem ter fortes capacidades de proteção e controle de temperatura.

 

Vibração ou folga estrutural: podem ocorrer durante o transporte ou operação-de longo prazo. Verifique regularmente a estabilidade dos suportes e da fiação.

 

 

O projeto e a fabricação de gabinetes de armazenamento de energia devem cumprir os seguintes padrões nacionais e industriais:

 

GB/T 40090-2021 "Regulamentos de Operação e Manutenção para Centrais Elétricas de Armazenamento de Energia"

GB/T 36558-2022 "Requisitos Técnicos Gerais para Sistemas de Armazenamento de Energia Eletroquímica em Sistemas de Energia"

GB/T 36549-2022 "Indicadores operacionais e avaliação de centrais elétricas de armazenamento de energia eletroquímica"

GB/T 42288-2022 "Regulamentos de segurança para centrais elétricas de armazenamento de energia eletroquímica"

GB/T 36276-2018 "Baterias de íons de lítio para armazenamento de energia"

 

Esses padrões fornecem uma base sistemática para o projeto, teste e operação seguros de gabinetes CCS e gabinetes de sistema de conexão de células.

 

 

Com o crescimento contínuo da capacidade instalada de energia fotovoltaica e eólica, os gabinetes de armazenamento de energia estão desempenhando um papel cada vez mais importante em novos sistemas conectados-à rede de energia. Desde estações de armazenamento de energia em grande-escala até sistemas residenciais-de armazenamento de energia solar, os gabinetes de armazenamento de energia integrados (ESCs) tornaram-se equipamentos essenciais para a utilização eficiente da energia.

 

No futuro, inteligência, modularização e refrigeração líquida serão as três principais tendências no desenvolvimento de gabinetes de armazenamento de energia. Os gabinetes integrados de armazenamento de energia (ESCs) utilizam interfaces padronizadas e sistemas de gerenciamento automatizados para permitir rápida implantação e expansão de sistemas de armazenamento de energia. Soluções que combinam armários de armazenamento de baterias solares com armários de armazenamento de energia fotovoltaica estão impulsionando a evolução da energia verde em direção a maior eficiência e segurança.

 

 

Os armários de armazenamento de energia não são apenas a unidade central dos sistemas de armazenamento de energia, mas também equipamentos essenciais que impulsionam o desenvolvimento inteligente e modular da nova indústria energética. De gabinetes de bancos de baterias a gabinetes-de armazenamento de energia refrigerados a líquido, de sistemas industriais e comerciais a aplicações fotovoltaicas distribuídas, a evolução da tecnologia de armazenamento de energia está fornecendo suporte sólido para futuros sistemas de energia.