160 kW / 418 kWh течностно охлаждана система за съхранение на енергия, успешно функционираща при зимните условия в Украйна

Разполагането на системи за съхранение на енергия в региони със студен климат представлява значителни технически предизвикателства, особено при постигането на дълготрайна стабилна работа при продължителни температури под нулата. Ниските температури на околния въздух могат негативно да повлияят върху активността на аккумулаторните клетки, ефективността при зареждане и разреждане, както и върху общата надеждност на системата. Освен това студените среди пораждат рискове като кондензация, натрупване на влага и термични напрежения, което налага по-високи изисквания към термичното управление и контрола на батериите.

Този кейс представлява реалната експлоатация на Течностно охлаждана енергийна система за съхранение GSL ENERGY 160 kW / 418 kWh инсталирана на обекта на клиент в Украйна , където зимните условия включват продължителни ниски температури и покритие със сняг/лед. В този проект инверторът на системата за управление на мощността (PCS) е инсталиран в закрито помещение, докато батерийните шкафове са инсталирани на открито. Въпреки суровите зимни условия системата е демонстрирала стабилна и непрекъсната работа, подпомогната от надеждната функция за подгряване на батериите и изчерпателните данни за мониторинг.

Общ преглед на проекта: Внедряване на система за съхранение на енергия в студен климат

Местоположението на проекта се характеризира с постоянно ниски температури през целия зимен сезон, което изисква системата за съхранение на енергия да работи надеждно при сурови външни условия в продължение на дълги периоди. По време на етапа на планиране на проекта клиентът ясно е дефинирал следните изисквания:

• Възможност за дългосрочна експлоатация на системата за съхранение на енергия с батерии на открито
• Стабилна производителност при зареждане и разреждане при ниски температури
• Пълен мониторинг и проследимост на контрола на температурата и експлоатационното състояние за бъдещото обслужване и поддръжка (O&M)

Въз основа на тези условия на площадката и експлоатационните изисквания окончателното решение прие вътрешен PCS инвертор + външен батерийно шкаф конфигурация. Това решение подобрява стабилността на системата, като осигурява по-голяма гъвкавост за монтаж, експлоатация и дългосрочно поддръжка.

Конфигурация на системата

• Номинална мощност / капацитет: 160 kW / 418 kWh
• Технология на батериите: Литиево-желязна фосфатна (LiFePO₄)
• Система за термичен контрол: Активно течностно охлаждане с интегрирано затопляне на батериите
• Разположение при монтажа:

• PCS инвертор: Монтаж в закрито помещение
• Батерийни шкафове: Монтаж на открито

• Приложни сценарии: Интеграция на възобновяеми енергийни източници, резервно електрозахранване, регулиране на натоварването

Защо течното охлаждане и контролът на температурата са критични в среда с ниски температури

Топлинният мениджмънт в системите за съхранение на енергия не се ограничава само до отвеждане на топлина по време на работа при високи температури. В региони със студен климат топлинният мениджмънт функционира като система за контрол на температурата през цялата година , която осигурява поддържането на температурата на акумулаторните клетки в оптималния работен диапазон.

Основните цели включват:

• Активна изолация и подгряване при ниски температури
• Поддържане на постоянна температура на акумулаторните клетки, за да се минимизират колебанията в производителността
• Осигуряване на еднородност на температурата в акумулаторните шкафове
• Намаляване на дисбаланса в капацитета и системните предупреждения, причинени от локално прекомерно охлаждане
• Предоставяне на предсказуема логика за контрол на температурата, за да се избегнат чести цикли на включване/изключване на подгряването

Инженерното предимство на системи за съхранение на енергия с течностно охлаждане се крие в способността им да осигуряват прецизна, равномерна и контролируема термична регулация. Чрез циркулация на течност и интелигентни стратегии за управление системата установява стабилни вътрешни температурни граници, които са от съществено значение за надеждна работа на батериите при температури под нулата.

Производителност и данни за мониторинг при работа при ниски температури

Въз основа на данните за мониторинг на системата и записите за температурата на околната среда, предоставени от клиента:

• Температурата на външната среда остана в типичните зимни диапазони на ниски температури
• Вътрешните температури на батериите постоянно се поддържаха в рамките на безопасните граници за работа
• Функциите за подгряване и термичен контрол на батерията се активираха автоматично според предварително зададена логика
• Когато температурата на околната среда падна под зададените прагове, системата за подгряване на батерията се включи автоматично
• Течностното охлаждане осигури равномерно подгряване по цялата повърхност на батериите, което позволи непрекъснатата работа при зареждане и разреждане

Мониторинговите криви ясно демонстрират ефективна термична изолация между вътрешната температура на батерията и външните атмосферни условия. През целия зимен период системата работи непрекъснато, без аномални колебания или непланувани защитни изключвания.

Преимущества на системите за съхранение на енергия с течностно охлаждане при зимни условия

В сравнение с традиционните системи за съхранение на енергия с въздушно охлаждане, течностното охлаждане предлага ясни предимства в ниско температурни среди:

• Значително намалени температурни разлики между отделните батерийни елементи
• Предотвратяване на деградация на производителността, причинена от локални студени зони
• Подобряване на полезната капацитет на батерията и на общата стабилност на системата

По време на този проект термичната управляваща система с течностно охлаждане функционираше надеждно при условия на покритие със сняг и лед. Не бяха наблюдавани чести активации на защитни функции на системата, намаляване на мощността или ограничения, свързани с ниски температури.

Влияние на разположението на инсталирането на системата върху експлоатационната стабилност

The „Вътрешен PCS + външна батерийна система" конфигурацията се оказа изключително ефективна по време на реална експлоатация:

• Монтажът на мощните преобразуватели (PCS) в закрито помещение осигурява контролирана среда за свързване към електрическата мрежа и опростява поддръжката
• Външните батерийни шкафове са проектирани с подходящи степени на защита, конструктивна здравина и интегрирана температурна регулация за дълготрайно излагане
• Архитектурата на системата поддържа дистанционно наблюдение, ясна експлоатационна логика и пълна проследимост на данните

Резюме на експлоатацията на проекта

През целия зимен експлоатационен цикъл системата за натрупване на енергия е запазила стабилна производителност:

• Не са възниквали аномални аларми при ниски температури
• Температурната регулация и загряването на батериите реагираха навременно и функционираха според проектната логика
• Общата надеждност на системата и непрекъснатата ѝ работа напълно отговарят на очакванията на клиента

Този проект потвърждава инженерната зрелост и надеждност на Течностно охлаждани системи за съхранение на енергия GSL ENERGY за приложения в студени климатични зони и външно разполагане. Тя също осигурява възпроизведим референтен модел за проекти по съхранение на енергия в Източна Европа и други студени региони по света .

Опитът на GSL ENERGY в областта на решенията за съхранение на енергия

GSL ENERGY разполага с богат опит в доставката на решения за съхранение на енергия в различни климатични условия, включително при високи и ниски температури, висока влажност и сложни външни среди. Благодарение на стандартизирана системна платформа и гъвкави инженерни конфигурации GSL ENERGY предоставя надеждни и устойчиви системи за съхранение на енергия за резиденциални, търговски и индустриални (T&I) и проекти от електроенергиен мащаб , адаптирани към реалните изисквания за експлоатация.