système de stockage d'énergie à refroidissement liquide de 160 kW / 418 kWh fonctionnant avec succès dans les conditions hivernales de l'Ukraine

Le déploiement de systèmes de stockage d'énergie dans les régions à climat froid soulève des défis techniques importants, notamment pour assurer un fonctionnement stable à long terme à des températures négatives prolongées. Les basses températures ambiantes peuvent nuire à l’activité des cellules de batterie, aux performances de charge et de décharge, ainsi qu’à la fiabilité globale du système. En outre, les environnements froids engendrent des risques tels que la condensation, l’accumulation d’humidité et les gradients de contrainte thermique, ce qui accroît les exigences en matière de gestion thermique et de stratégies de contrôle des batteries.

Cette étude de cas présente le fonctionnement réel d’un Système de stockage d’énergie refroidi par liquide GSL ENERGY de 160 kW / 418 kWh déployé sur le site d’un client situé dans Ukraine , où les conditions hivernales comprennent des températures basses prolongées et une couverture de neige/glace. Dans ce projet, l’onduleur PCS est installé à l’intérieur, tandis que les armoires batteries sont installées à l’extérieur. Malgré les conditions hivernales rigoureuses, le système a démontré un fonctionnement stable et continu, soutenu par des performances fiables de chauffage des batteries et des données de surveillance complètes.

Aperçu du projet : Déploiement d’un système de stockage d’énergie en climat froid

L’emplacement du projet connaît des températures basses persistantes tout au long de la saison hivernale, ce qui exige que le système de stockage d’énergie fonctionne de manière fiable dans des conditions extérieures sévères sur de longues périodes. Lors de la phase de planification du projet, le client a clairement défini les exigences suivantes :

• Capacité de fonctionnement extérieur à long terme pour le système de stockage d’énergie par batteries
• Performances stables de charge et de décharge dans des conditions de basse température
• Surveillance complète et traçabilité totale du contrôle de température et de l’état de fonctionnement, destinées à la maintenance future

Sur la base de ces conditions sur site et des exigences opérationnelles, la solution finale retenue intègre un onduleur PCS intérieur + armoire de batteries extérieure cette conception améliore la stabilité du système tout en offrant une plus grande flexibilité pour l’installation, l’exploitation et la maintenance à long terme.

Configuration du système

• Puissance nominale / Capacité : 160 kW / 418 kWh
• Technologie des batteries : Phosphate de fer au lithium (LiFePO₄)
• Système de gestion thermique : Refroidissement liquide actif avec chauffage intégré des batteries
• Disposition de l’installation :

• Onduleur PCS : installation en intérieur
• Armoires de batteries : installation en extérieur

• Scénarios d'Application : Intégration des énergies renouvelables, alimentation de secours, régulation de la charge

Pourquoi le refroidissement liquide et la régulation thermique sont-ils essentiels dans les environnements à basse température

La gestion thermique des systèmes de stockage d’énergie ne se limite pas à l’évacuation de la chaleur lors du fonctionnement à haute température. Dans les régions aux climats froids, la gestion thermique agit comme un système de régulation thermique toute l’année , garantissant que les cellules de batterie restent dans une plage de fonctionnement optimale.

Les objectifs principaux sont les suivants :

• Isolation active et chauffage en conditions de basse température
• Maintien d’une température constante des cellules de batterie afin de minimiser les fluctuations de performance
• Assurance d’une uniformité thermique au sein des armoires de batteries
• Réduction des déséquilibres de capacité et des alarmes système causés par un refroidissement localisé excessif
• Mise en œuvre d’une logique prévisible de régulation thermique afin d’éviter des cycles fréquents d’allumage/arrêt du chauffage

L'avantage technique du systèmes de stockage d'énergie à refroidissement liquide réside dans leur capacité à assurer une régulation thermique précise, uniforme et contrôlable. Grâce à la circulation de liquide et à des stratégies de commande intelligentes, le système établit des limites internes stables de température, essentielles au fonctionnement fiable des batteries dans des environnements à température inférieure à zéro.

Performances en exploitation à basse température et données de surveillance

Sur la base des données de surveillance du système et des relevés de température ambiante fournis par le client :

• Les températures ambiantes extérieures sont restées dans les plages typiques des basses températures hivernales
• Les températures internes des batteries ont été constamment maintenues dans les limites sécuritaires de fonctionnement
• Les fonctions de chauffage et de régulation de température des batteries se sont activées automatiquement conformément à une logique prédéfinie
• Lorsque les températures ambiantes sont descendues en dessous des seuils définis, le système de chauffage des batteries s’est activé automatiquement
• Le refroidissement liquide a assuré un chauffage uniforme des cellules de batterie, permettant un fonctionnement ininterrompu de charge et de décharge

Les courbes de surveillance démontrent clairement une isolation thermique efficace entre les températures internes de la batterie et les conditions ambiantes extérieures. Tout au long de l’exploitation hivernale, le système a fonctionné en continu, sans fluctuations anormales ni arrêts de protection imprévus.

Avantages des systèmes de stockage d’énergie à refroidissement liquide en conditions hivernales

Par rapport aux systèmes traditionnels de stockage d’énergie à refroidissement par air, le refroidissement liquide offre des avantages évidents dans les environnements à basse température :

• Différences de température nettement réduites entre les cellules de batterie
• Prévention de la dégradation des performances causée par des points froids localisés
• Amélioration de la capacité utile de la batterie et de la stabilité globale du système

Au cours de ce projet, le système de gestion thermique à refroidissement liquide a fonctionné de manière fiable dans des conditions recouvertes de neige et de glace. Aucun déclenchement fréquent de protection du système, aucune réduction de puissance (power derating) ni aucune limitation liée aux basses températures n’ont été observés.

Impact de la disposition d’installation du système sur la stabilité de fonctionnement

Le « Convertisseur de puissance (PCS) en intérieur + Système de batteries en extérieur » la configuration s'est avérée très efficace pendant le fonctionnement réel :

• L'installation en intérieur du PCS offre un environnement contrôlé pour la connexion au réseau et simplifie la maintenance
• Les armoires de batteries extérieures sont conçues avec des indices de protection adaptés, une résistance structurelle adéquate et une régulation intégrée de la température pour une exposition à long terme
• L'architecture du système prend en charge la surveillance à distance, une logique opérationnelle claire et une traçabilité complète des données

Résumé du fonctionnement du projet

Tout au long du cycle hivernal de fonctionnement, le système de stockage d'énergie a maintenu des performances stables :

• Aucune alarme anormale n'a été déclenchée dans des conditions de basses températures
• La régulation thermique et le chauffage des batteries ont réagi rapidement et fonctionné conformément à la logique de conception
• La fiabilité globale du système et son fonctionnement continu ont pleinement satisfait les attentes du client

Ce projet valide la maturité technique et la fiabilité de Systèmes de stockage d'énergie à refroidissement liquide GSL ENERGY destinés aux applications en climat froid et au déploiement en extérieur. Ils constituent également une référence reproductible pour les projets de stockage d'énergie dans L'Europe de l'Est et d'autres régions froides du monde entier .

Expérience de GSL ENERGY dans les solutions de stockage d'énergie

GSL ENERGY possède une vaste expérience dans la fourniture de solutions de stockage d'énergie dans des conditions climatiques variées, notamment à haute température, à basse température, à forte humidité et dans des environnements extérieurs complexes. Grâce à une plateforme système standardisée et à des configurations techniques flexibles, GSL ENERGY fournit des systèmes de stockage d'énergie fiables et durables pour les projets résidentiels, commerciaux et industriels (C&I), ainsi que pour les projets à grande échelle destinés aux gestionnaires de réseau , adaptés aux exigences opérationnelles réelles.