160 kW / 418 kWh:n nestejäähdytetty energiavarastojärjestelmä toimii onnistuneesti Ukrainan talviolosuhteissa

Energianvarastointijärjestelmien käyttöönotto kylmässä ilmastossa aiheuttaa merkittäviä teknisiä haasteita, erityisesti pitkäaikaisen vakaa toiminnan saavuttamisessa jatkuvissa pakkaslämpötiloissa. Alhaiset ympäristölämpötilat voivat vaikuttaa haitallisesti akkukennon aktiivisuuteen, lataus- ja purkusuoritukseen sekä kokonaisjärjestelmän luotettavuuteen. Lisäksi kylmät ympäristöt aiheuttavat riskejä, kuten kosteuden tiivistymistä, kosteuden kertymistä ja lämpöstressin eroja, mikä lisää vaatimuksia akkujen lämmönhallintaan ja ohjausstrategioihin.

Tämä tapaustutkimus esittelee käytännön toimintaa: GSL ENERGY 160 kW / 418 kWh -nestejäähdytetystä energianvarastointijärjestelmästä asiakkaan kohteessa Ukraina , jossa talviaikaan kuuluu pitkäaikaisia alhaisia lämpötiloja sekä lunta ja jäätä peittävää pinnan kattavuutta. Tässä hankkeessa PCS-invertteri on asennettu sisätiloihin, kun taas akkukaapit on asennettu ulkoilmaan. Vaikka talviaikaan liittyy ankaria olosuhteita, järjestelmä on toiminut vakaasti ja jatkuvasti, mikä johtuu luotettavasta akkujen lämmityssuorituksesta ja kattavista seurantatiedoista.

Hankkeen yleiskatsaus: Energianvarastointijärjestelmän käyttöönotto kylmässä ilmastossa

Hankkeen sijaintipaikalla vallitsee talviaikaan pitkään alhaisia lämpötiloja, mikä edellyttää, että energianvarastointijärjestelmä toimii luotettavasti ankarissa ulkoisissa olosuhteissa pidemmän ajan. Hankkeen suunnitteluvaiheessa asiakas määritteli selkeästi seuraavat vaatimukset:

• Akkuenergianvarastointijärjestelmän kyky toimia ulkona pitkän aikaa
• Stabiili lataus- ja purkusuorituskyky alhaisissa lämpötiloissa
• Täydellinen lämpötilan säädön ja toimintatilan seuranta sekä jäljitettävyys tulevaa käyttö- ja huoltotoimintaa varten

Näiden sivustoehtojen ja toimintavaatimusten perusteella lopulliseen ratkaisuun otettiin käyttöön sisäinen PCS-invertteri + ulkoinen akkukaappi rakenne. Tämä suunnittelu parantaa järjestelmän vakautta samalla kun se tarjoaa suuremman joustavuuden asennukseen, käyttöön ja pitkäaikaiseen huoltoon.

Järjestelmäkokoonpano

• Nimellisteho / kapasiteetti: 160 kW / 418 kWh
• Akku-teknologia: Lithium Rauta Fosfaatti (LiFePO₄)
• Lämpöhallintajärjestelmä: Aktiivinen nestemäinen jäähdytys integroidulla akkujen lämmityksellä
• Asennusjärjestely:

• PCS-invertteri: Sisäasennus
• Akkukaapit: Ulkoasennus

• Sovellusskenaariot: Uusiutuvan energian integrointi, varavoiman tarjoaminen, kuorman säätö

Miksi nestemäinen jäähdytys ja lämpötilan säätö ovat ratkaisevan tärkeitä alhaisen lämpötilan ympäristöissä

Lämmönhallinta energiavarastojärjestelmissä ei rajoitu lämmön hajottamiseen korkeassa lämpötilassa toimittaessa. Kylmässä ilmastossa lämmönhallinta toimii vuoden ympäri toimivana lämpötilansäätöjärjestelmänä , mikä varmistaa, että akkukennokset pysyvät optimaalisella käyttöalueella.

Tärkeimmät tavoitteet ovat:

• Aktiivinen eristys ja lämmitys alhaisissa lämpötiloissa
• Akkukennojen lämpötilan ylläpitäminen tasaisena, jotta suorituskyvyn vaihtelut minimoituvat
• Lämpötilan tasaisuuden varmistaminen akkukaapissa
• Kapasiteettiepätasapainon ja järjestelmävaroitusten vähentäminen paikallisesta liiallisesta jäähdytyksestä johtuen
• Ennakoitavan lämpötilansäädön logiikan tarjoaminen, jotta lämmityksen päälle/pois-päälle -kytkentäei tapahdu liian usein

Teknisen suunnittelun etu nestemäisesti jäähdytetyissä energiavarastojärjestelmissä johtuu niiden kyvystä tarjota tarkkaa, yhtenäistä ja säädettävää lämpösäätöä. Nesteen kiertämisen ja älykkäiden ohjausstrategioiden avulla järjestelmä saavuttaa vakauden sisäisissä lämpötilarajoissa, mikä on välttämätöntä luotettavan akkujen toiminnan varmistamiseksi pakkasen alapuolisissa olosuhteissa.

Toimintasuorituskyky ja seurantatiedot alhaisissa lämpötiloissa

Asiakkaan toimittamien järjestelmän seurantatietojen ja ympäristön lämpötilatietojen perusteella:

• Ulkoiset ympäristön lämpötilat pysyivät tyypillisessä talvella esiintyvässä alhaisen lämpötilan alueessa
• Akun sisäiset lämpötilat pidettiin jatkuvasti turvallisessa käyttöalueessa
• Akun lämmitys- ja lämpötilansäätötoiminnot käynnistyivät automaattisesti ennalta määritellyn logiikan mukaisesti
• Kun ympäristön lämpötila laski asetettujen rajalukujen alapuolelle, akun lämmitysjärjestelmä käynnistyi automaattisesti
• Nestemäinen jäähdytys varmistaa tasaisen lämmityksen akkukennon yli, mikä mahdollistaa keskeytymättömän lataus- ja purkutoiminnon

Seurantakäyrät osoittavat selkeästi tehokkaan lämpöeristyksen sisäisten akun lämpötilojen ja ulkoisen ympäristön lämpötilojen välillä. Talvella järjestelmä toimi jatkuvasti ilman poikkeavia vaihteluita tai ennenaikaisia suojakatkoksia.

Nestemäisesti jäähdytettyjen energiavarastojärjestelmien edut talviaikaan

Perinteisiin ilmajäähdytettyihin energiavarastojärjestelmiin verrattuna nestemäinen jäähdytys tarjoaa selvät edut alhaisissa lämpötiloissa:

• Merkitsevästi pienentyneet lämpötilaerot akkukennon välillä
• Paikallisista kylmäalueista johtuvan suorituskyvyn heikkenemisen estäminen
• Parantunut käytettävissä oleva akunkapasiteetti ja kokonaisjärjestelmän vakaus

Tässä projektissa nestemäisen jäähdytyksen lämmönhallintajärjestelmä toimi luotettavasti lunta ja jäätyä kattavissa olosuhteissa. Järjestelmän suojatoimintoja ei käynnistetty usein, tehoa ei alennettu ja matalan lämpötilan aiheuttamia rajoituksia ei havaittu.

Järjestelmän asennusasetelman vaikutus toiminnalliseen vakauden

Se sisäinen PCS + ulkoinen akkujärjestelmä konfiguraatio osoittautui erinomaisen tehokkaaksi käytännön toiminnassa:

• Sisäinen PCS-asennus tarjoaa hallitun ympäristön sähköverkkoon liittämistä varten ja yksinkertaistaa huoltoa
• Ulkoiset akkukaapit on suunniteltu sopivalla suojaluokalla, rakenteellisella lujuudella ja integroidulla lämpötilanhallinnalla pitkäaikaiseen altistumiseen
• Järjestelmän arkkitehtuuri tukee etäseurantaa, selkeää toimintalogiikkaa ja täydellistä tiedon jäljitettävyyttä

Projektin toimintayhteenveto

Koko talvitoimintajakson ajan energiavarastojärjestelmä on säilyttänyt vakaa suorituskykynsä:

• Matalan lämpötilan olosuhteissa ei esiintynyt poikkeavia hälytyksiä
• Lämpötilan säätö ja akkujen lämmitys reagoivat nopeasti ja toimivat suunnittelun mukaisessa logiikassa
• Kokonaisjärjestelmän luotettavuus ja jatkuvatoimisuus täyttivät täysin asiakkaan odotukset

Tämä hanke vahvistaa GSL ENERGY:n nestemäisesti jäähdytetyt energiavarastojärjestelmät :n teknisen kypsyyden ja luotettavuuden kylmässä ilmastossa käytettäviin sovelluksiin ja ulkoiseen asennukseen. Se tarjoaa myös toistettavan viitekehystyön energiavarastohankkeille Itä-Euroopassa ja muissa kylmissä alueissa maailmanlaajuisesti .

GSL ENERGY:n kokemus energiavarastoratkaisuissa

GSL ENERGY:lla on laajaa kokemusta energiavarastoratkaisujen toimittamisesta erilaisissa ilmastollisissa olosuhteissa, mukaan lukien korkeat ja alhaiset lämpötilat, korkea kosteus sekä monimutkaiset ulkoiset ympäristöt. Standardoidun järjestelmäalustan ja joustavien insinöörimäisten konfiguraatioiden avulla GSL ENERGY tarjoaa luotettavia ja kestäviä energiavarastojärjestelmiä asuintaloille, kaupallisille ja teollisille (C&I) sekä hyötyverkkotasoisille hankkeille , jotka on suunnattu todellisiin käyttövaatimuksiin.