sistem de stocare a energiei cu răcire lichidă de 160 kW / 418 kWh funcționând cu succes în condițiile de iarnă din Ucraina

Implementarea sistemelor de stocare a energiei în regiunile cu climă rece ridică provocări tehnice semnificative, în special în ceea ce privește obținerea unei funcționări stabile pe termen lung în condiții de temperaturi sub zero care se mențin pe o perioadă îndelungată. Temperaturile scăzute ale mediului ambiant pot afecta negativ activitatea celulelor bateriei, performanța la încărcare și descărcare, precum și fiabilitatea generală a sistemului. În plus, mediile reci introduc riscuri precum condensarea, acumularea de umiditate și diferențialele de efort termic, ceea ce ridică cerințe mai mari privind gestionarea termică și strategiile de control ale bateriei.

Această studiu de caz prezintă funcționarea în condiții reale a unui Sistem de stocare a energiei răcit cu lichid GSL ENERGY 160 kW / 418 kWh implementat la sediul unui client din Ucraina , unde condițiile de iarnă includ temperaturi scăzute prelungite și acoperire cu zăpadă/gheață. În cadrul acestui proiect, invertorul PCS este instalat în interior, iar dulapurile bateriei sunt instalate în exterior. În ciuda condițiilor severe de iarnă, sistemul a demonstrat o funcționare stabilă și continuă, susținută de o performanță fiabilă a încălzirii bateriei și de date complete de monitorizare.

Prezentare generală a proiectului: Implementarea unui sistem de stocare a energiei într-un climat rece

Locația proiectului înregistrează temperaturi persistente scăzute pe întreaga perioadă de iarnă, ceea ce impune ca sistemul de stocare a energiei să funcționeze în mod fiabil în condiții exterioare severe, pe perioade îndelungate. În faza de planificare a proiectului, clientul a definit clar următoarele cerințe:

• Capacitate de funcționare pe termen lung în exterior pentru sistemul de stocare a energiei bazat pe baterii
• Performanță stabilă de încărcare și descărcare în condiții de temperaturi scăzute
• Monitorizare completă și posibilitate de urmărire a controlului temperaturii și a stării de funcționare, pentru întreținerea și exploatarea ulterioară (O&M)

Pe baza acestor condiții de amplasament și a cerințelor operaționale, soluția finală adoptată a fost o invertor PCS interior + cabinet baterie exterior configurație. Această soluție îmbunătățește stabilitatea sistemului, în același timp oferind o flexibilitate sporită pentru instalare, exploatare și întreținere pe termen lung.

Configurația sistemului

• Putere / Capacitate nominală: 160 kW / 418 kWh
• Tehnologia bateriilor: Fosfat de fier-litiu (LiFePO₄)
• Sistem de management termic: Răcire activă cu lichid, cu încălzire integrată a bateriei
• Amplasare la instalare:

• Invertor PCS: instalare în interior
• Cabinetele cu baterii: instalare în exterior

• Scenarii de aplicare: Integrarea energiei regenerabile, alimentare de rezervă, reglarea sarcinii

De ce răcirea cu lichid și controlul temperaturii sunt esențiali în medii cu temperaturi scăzute

Managementul termic al sistemelor de stocare a energiei nu se limitează la disiparea căldurii în timpul funcționării la temperaturi ridicate. În regiunile cu climă rece, managementul termic funcționează ca un sistem de control al temperaturii pe întreaga perioadă a anului , asigurând menținerea celulelor bateriei în intervalul optim de funcționare.

Obiectivele principale includ:

• Izolare activă și încălzire în condiții de temperaturi scăzute
• Menținerea unei temperaturi constante a celulelor bateriei pentru a minimiza fluctuațiile de performanță
• Asigurarea uniformității temperaturii în interiorul cabinelor pentru baterii
• Reducerea dezechilibrului de capacitate și a alarmelor sistemului provocate de răcire excesivă localizată
• Furnizarea unei logici previzibile de control al temperaturii pentru a evita ciclurile frecvente de pornire/oprire ale încălzirii

Avantajul ingineresc al sistemelor de stocare a energiei răcite cu lichid constă în capacitatea lor de a oferi o reglare termică precisă, uniformă și controlabilă. Prin circulația lichidului și strategiile inteligente de control, sistemul stabilește limite interne stabile de temperatură, esențiale pentru funcționarea fiabilă a bateriei în medii cu temperaturi sub zero.

Performanța în funcționarea la temperaturi scăzute și datele de monitorizare

Pe baza datelor de monitorizare ale sistemului și a înregistrărilor de temperatură ambientală furnizate de client:

• Temperaturile ambiante exterioare au rămas în limitele tipice ale temperaturilor scăzute din iarnă
• Temperaturile interne ale bateriei au fost menținute constant în limitele sigure de funcționare
• Funcțiile de încălzire a bateriei și de control al temperaturii au fost activate automat conform logicii predefinite
• Când temperaturile ambiante au scăzut sub pragurile stabilite, sistemul de încălzire a bateriei s-a activat automat
• Răcirea cu lichid asigură o încălzire uniformă pe întreaga suprafață a celulelor bateriei, permițând funcționarea neîntreruptă a ciclurilor de încărcare și descărcare

Curbele de monitorizare demonstrează în mod clar izolarea termică eficientă dintre temperaturile interne ale bateriei și condițiile exterioare de mediu. În timpul întregii perioade de funcționare iarna, sistemul a rulat continuu, fără fluctuații anormale sau oprirea automată neplanificată din motive de protecție.

Avantajele sistemelor de stocare a energiei cu răcire cu lichid în condiții de iarnă

Comparativ cu sistemele tradiționale de stocare a energiei răcite cu aer, răcirea cu lichid oferă avantaje evidente în medii cu temperaturi scăzute:

• Diferențe de temperatură semnificativ reduse între celulele bateriei
• Prevenirea degradării performanței cauzate de zone locale reci
• Creșterea capacității utile a bateriei și a stabilității generale a sistemului

În cadrul acestui proiect, sistemul de gestionare termică cu răcire lichidă a funcționat în mod fiabil în condiții de acoperire cu zăpadă și gheață. Nu s-au observat declanșări frecvente ale protecției sistemului, reducerea puterii sau limitări legate de temperaturi scăzute.

Impactul amplasării instalării sistemului asupra stabilității în funcționare

The „Sistem PCS interior + Sistem baterie exterior” configurația s-a dovedit extrem de eficientă în timpul funcționării reale:

• Instalarea PCS în interior oferă un mediu controlat pentru conectarea la rețea și simplifică întreținerea
• Cabinetele exterioare pentru baterii sunt concepute cu clase de protecție adecvate, rezistență structurală corespunzătoare și control integrat al temperaturii pentru expunere pe termen lung
• Arhitectura sistemului permite monitorizarea la distanță, o logică clară de funcționare și o urmărire completă a datelor

Rezumat al funcționării proiectului

Pe parcursul ciclului de funcționare iernatic, sistemul de stocare a energiei a menținut o performanță stabilă:

• Nu au apărut alarme anormale în condiții de temperaturi scăzute
• Controlul temperaturii și încălzirea bateriei au răspuns prompt și au funcționat conform logicii de proiectare
• Fiabilitatea generală a sistemului și funcționarea continuă au îndeplinit în totalitate așteptările clienților

Acest proiect validează maturitatea inginerescă și fiabilitatea Sistemelor GSL ENERGY de stocare a energiei cu răcire lichidă pentru aplicații în climă rece și pentru instalare în aer liber. De asemenea, oferă un model reproductibil pentru proiecte de stocare a energiei din întreaga Europă de Est și alte regiuni reci din întreaga lume .

Experiența GSL ENERGY în soluții de stocare a energiei

GSL ENERGY are o experiență vastă în livrarea de soluții de stocare a energiei în condiții climatice diverse, inclusiv temperaturi ridicate, temperaturi scăzute, umiditate ridicată și medii exterioare complexe. Prin intermediul unei platforme standardizate de sisteme și al unor configurații inginerești flexibile, GSL ENERGY furnizează sisteme de stocare a energiei fiabile și durabile pentru proiecte rezidențiale, comerciale și industriale (C&I) și proiecte la scară de utilitate publică , adaptate cerințelor operaționale din lumea reală.