sistema de almacenamiento de energía refrigerado por líquido de 160 kW / 418 kWh operando con éxito en las condiciones invernales de Ucrania

La implementación de sistemas de almacenamiento de energía en regiones de clima frío plantea importantes desafíos técnicos, especialmente para lograr una operación estable a largo plazo bajo temperaturas sostenidas por debajo de cero grados. Las bajas temperaturas ambientales pueden afectar negativamente la actividad de las celdas de batería, el rendimiento de carga y descarga, y la fiabilidad general del sistema. Además, los entornos fríos introducen riesgos como la condensación, la acumulación de humedad y las diferencias de esfuerzo térmico, lo que incrementa los requisitos para la gestión térmica y las estrategias de control de la batería.

Este estudio de caso presenta la operación real de un Sistema de almacenamiento de energía refrigerado por líquido GSL ENERGY de 160 kW / 418 kWh instalado en un sitio del cliente en Ucrania , donde las condiciones invernales incluyen bajas temperaturas prolongadas y cobertura de nieve/hielo. En este proyecto, el inversor PCS está instalado en interior, mientras que los armarios de baterías están instalados en exterior. A pesar de las duras condiciones invernales, el sistema ha demostrado un funcionamiento estable y continuo, respaldado por un rendimiento fiable del calentamiento de la batería y datos exhaustivos de monitorización.

Resumen del proyecto: Implementación de almacenamiento de energía en clima frío

La ubicación del proyecto experimenta temperaturas persistentemente bajas durante toda la temporada invernal, lo que exige que el sistema de almacenamiento de energía opere de forma fiable en condiciones exteriores severas durante períodos prolongados. Durante la fase de planificación del proyecto, el cliente definió claramente los siguientes requisitos:

• Capacidad de operación exterior a largo plazo para el sistema de almacenamiento de energía por baterías
• Rendimiento estable de carga y descarga en condiciones de baja temperatura
• Monitorización completa y trazabilidad del control de temperatura y del estado operativo para futuras actividades de operación y mantenimiento (O&M)

Basándose en estas condiciones del sitio y en los requisitos operativos, la solución final adoptada fue un inversor PCS interior + armario de baterías exterior esta configuración mejora la estabilidad del sistema y permite una mayor flexibilidad en la instalación, la operación y el mantenimiento a largo plazo.

Configuración del sistema

• Potencia / Capacidad nominal: 160 kW / 418 kWh
• Tecnología de las baterías: Fosfato de hierro litio (LiFePO₄)
• Sistema de Gestión Térmica: Refrigeración líquida activa con calefacción integrada de la batería
• Distribución de la instalación:

• Inversor PCS: Instalación en interior
• Armarios de baterías: Instalación en exterior

• Escenarios de aplicación: Integración de energías renovables, suministro de respaldo y regulación de carga

Por qué la refrigeración líquida y el control de temperatura son fundamentales en entornos de bajas temperaturas

La gestión térmica en los sistemas de almacenamiento de energía no se limita a la disipación de calor durante el funcionamiento a altas temperaturas. En regiones de clima frío, la gestión térmica actúa como un sistema de control de temperatura todo el año , garantizando que las celdas de la batería se mantengan dentro de un rango óptimo de operación.

Los objetivos clave incluyen:

• Aislamiento activo y calefacción durante condiciones de bajas temperaturas
• Mantener temperaturas constantes en las celdas de la batería para minimizar las fluctuaciones de rendimiento
• Garantizar la uniformidad térmica dentro de los armarios de baterías
• Reducir el desequilibrio de capacidad y las alarmas del sistema causadas por un enfriamiento excesivo localizado
• Proporcionar una lógica predecible de control de temperatura para evitar ciclos frecuentes de encendido/apagado de la calefacción

La ventaja ingenieril de sistemas de almacenamiento de energía refrigerados por líquido radica en su capacidad para ofrecer una regulación térmica precisa, uniforme y controlable. Mediante la circulación de líquido y estrategias inteligentes de control, el sistema establece límites internos estables de temperatura, lo cual es esencial para un funcionamiento fiable de la batería en entornos con temperaturas bajo cero.

Rendimiento operativo a bajas temperaturas y datos de monitorización

Con base en los datos de monitorización del sistema y los registros de temperatura ambiental proporcionados por el cliente:

• Las temperaturas ambiente exteriores se mantuvieron dentro de los rangos típicos de bajas temperaturas invernales
• Las temperaturas internas de la batería se mantuvieron constantemente dentro de los límites seguros de funcionamiento
• Las funciones de calentamiento y control de temperatura de la batería se activaron automáticamente según una lógica predefinida
• Cuando las temperaturas ambiente descendieron por debajo de los umbrales establecidos, el sistema de calentamiento de la batería se activó automáticamente
• La refrigeración por líquido garantizó un calentamiento uniforme en todas las celdas de la batería, permitiendo una operación ininterrumpida de carga y descarga

Las curvas de monitorización demuestran claramente una eficaz aislamiento térmico entre las temperaturas internas de la batería y las condiciones ambientales externas. Durante todo el funcionamiento invernal, el sistema operó de forma continua sin fluctuaciones anormales ni apagados protectores no planificados.

Ventajas de los sistemas de almacenamiento de energía refrigerados por líquido en condiciones invernales

En comparación con los sistemas tradicionales de almacenamiento de energía refrigerados por aire, la refrigeración por líquido ofrece ventajas claras en entornos de baja temperatura:

• Diferenciales de temperatura significativamente reducidos entre las celdas de la batería
• Prevención de la degradación del rendimiento causada por zonas localizadas frías
• Mayor capacidad útil de la batería y mayor estabilidad general del sistema

Durante este proyecto, el sistema de gestión térmica con refrigeración por líquido operó de forma fiable en condiciones con nieve y hielo acumulados. No se observaron disparos frecuentes de protección del sistema, reducción de potencia ni limitaciones relacionadas con bajas temperaturas.

Impacto de la disposición de la instalación del sistema sobre la estabilidad operacional

El «Convertidor de potencia (PCS) en interior + sistema de baterías en exterior» la configuración demostró ser altamente efectiva durante la operación real:

• La instalación de los sistemas de conversión de potencia (PCS) en interiores proporciona un entorno controlado para la conexión a la red y simplifica el mantenimiento
• Los armarios exteriores para baterías están diseñados con grados de protección adecuados, resistencia estructural suficiente y control de temperatura integrado para exposición prolongada
• La arquitectura del sistema permite la supervisión remota, una lógica operativa clara y la trazabilidad completa de los datos

Resumen de la operación del proyecto

Durante todo el ciclo operativo invernal, el sistema de almacenamiento de energía ha mantenido un rendimiento estable:

• No se produjeron alarmas anómalas en condiciones de bajas temperaturas
• El control de temperatura y el calentamiento de las baterías respondieron de forma rápida y operaron conforme a la lógica de diseño
• La fiabilidad general del sistema y su funcionamiento continuo cumplieron plenamente las expectativas del cliente

Este proyecto valida la madurez ingenieril y la fiabilidad de Sistemas de almacenamiento de energía refrigerados por líquido de GSL ENERGY para aplicaciones en climas fríos e instalación al aire libre. También ofrece una referencia replicable para proyectos de almacenamiento de energía en Europa Oriental y otras regiones frías de todo el mundo .

Experiencia de GSL ENERGY en soluciones de almacenamiento de energía

GSL ENERGY cuenta con amplia experiencia en la entrega de soluciones de almacenamiento de energía en diversas condiciones climáticas, incluidos entornos de alta temperatura, baja temperatura, alta humedad y exteriores complejos. Mediante una plataforma estandarizada de sistemas y configuraciones de ingeniería flexibles, GSL ENERGY proporciona sistemas de almacenamiento de energía fiables y sostenibles para proyectos residenciales, comerciales e industriales (C&I) y a escala de servicios públicos , adaptados a los requisitos operativos reales.