жидкостно-охлаждаемая система накопления энергии мощностью 160 кВт / 418 кВт·ч успешно эксплуатируется в зимних условиях Украины

Развертывание систем накопления энергии в регионах с холодным климатом создаёт значительные технические трудности, особенно при обеспечении долгосрочной стабильной работы в условиях продолжительного воздействия температур ниже нуля. Низкие температуры окружающей среды могут негативно влиять на активность аккумуляторных элементов, характеристики зарядки и разрядки, а также на общую надёжность системы. Кроме того, холодная среда создаёт риски, такие как конденсация влаги, накопление влаги и различия в термических напряжениях, что предъявляет повышенные требования к системам теплового управления аккумуляторов и стратегиям их контроля.

В данном кейсе представлено реальное функционирование Жидкостно-охлаждаемой системы накопления энергии GSL ENERGY мощностью 160 кВт / 418 кВт·ч на объекте заказчика в Украина , где зимние условия включают продолжительное воздействие низких температур и покрытие снегом/лёдом. В рамках данного проекта инвертор PCS установлен внутри помещения, а батарейные шкафы — на улице. Несмотря на суровые зимние условия, система продемонстрировала стабильную и непрерывную работу, обеспечиваемую надёжной функцией подогрева аккумуляторов и исчерпывающими данными мониторинга.

Обзор проекта: развертывание систем накопления энергии в холодном климате

В регионе размещения проекта в течение всего зимнего сезона сохраняются стойко низкие температуры, что требует от системы накопления энергии надёжной работы в тяжёлых внешних условиях на протяжении длительного времени. На этапе планирования проекта заказчик чётко определил следующие требования:

• Способность системы накопления энергии на основе аккумуляторов к длительному функционированию на открытом воздухе
• Стабильные характеристики зарядки и разрядки при низких температурах
• Полный мониторинг и прослеживаемость управления температурой и рабочего состояния для последующего технического обслуживания и эксплуатации

Исходя из этих условий площадки и эксплуатационных требований, окончательное решение предполагает использование внутрипомещения инвертера PCS + внешнего аккумуляторного шкафа такая конструкция повышает стабильность системы и одновременно обеспечивает большую гибкость при монтаже, эксплуатации и долгосрочном техническом обслуживании.

Конфигурация системы

• Номинальная мощность / ёмкость: 160 кВт / 418 кВт·ч
• Технология аккумуляторов: Литий-железо-фосфатный (LiFePO₄)
• Система теплового управления: Активное жидкостное охлаждение с интегрированным подогревом аккумуляторов
• Схема размещения:

• Инвертер PCS: установка внутри помещения
• Аккумуляторные шкафы: установка на открытом воздухе

• Сценарии применения: Интеграция возобновляемых источников энергии, резервное электропитание, регулирование нагрузки

Почему жидкостное охлаждение и контроль температуры критически важны в условиях низких температур

Термический менеджмент в системах накопления энергии ограничивается не только отводом тепла при работе при высоких температурах. В регионах с холодным климатом термический менеджмент выполняет функции системы круглогодичного контроля температуры , обеспечивающей поддержание элементов аккумуляторной батареи в оптимальном рабочем диапазоне температур.

Ключевые задачи включают:

• Активную теплоизоляцию и подогрев в условиях низких температур
• Поддержание стабильной температуры элементов аккумуляторной батареи для минимизации колебаний её эксплуатационных характеристик
• Обеспечение температурной однородности внутри аккумуляторных шкафов
• Снижение дисбаланса ёмкости и срабатывания системных аварийных сигналов, вызванных локальным переохлаждением
• Обеспечение предсказуемой логики контроля температуры для исключения частых циклов включения/выключения подогрева

Инженерное преимущество системы хранения энергии с жидкостным охлаждением заключается в их способности обеспечивать точное, равномерное и контролируемое терморегулирование. Благодаря циркуляции жидкости и интеллектуальным стратегиям управления система поддерживает стабильные внутренние температурные границы, что является необходимым условием для надёжной работы аккумуляторов в условиях температур ниже нуля.

Работа при низких температурах: показатели эффективности и данные мониторинга

На основе данных мониторинга системы и записей температуры окружающей среды, предоставленных заказчиком:

• Температура наружного воздуха оставалась в пределах типичных зимних низкотемпературных диапазонов
• Температура внутри аккумуляторов постоянно поддерживалась в пределах безопасных рабочих значений
• Функции обогрева аккумуляторов и регулирования их температуры автоматически активировались в соответствии с заранее заданной логикой
• При снижении температуры окружающей среды ниже заданных пороговых значений система обогрева аккумуляторов автоматически включалась
• Жидкостное охлаждение обеспечивало равномерный обогрев всех элементов аккумуляторной батареи, позволяя осуществлять непрерывную зарядку и разрядку

Кривые мониторинга наглядно демонстрируют эффективную тепловую изоляцию между внутренней температурой аккумулятора и внешними атмосферными условиями. В течение всего зимнего периода эксплуатации система работала непрерывно без аномальных колебаний температуры или незапланированных защитных отключений.

Преимущества систем хранения энергии с жидкостным охлаждением в зимних условиях

По сравнению с традиционными системами хранения энергии с воздушным охлаждением жидкостное охлаждение обеспечивает очевидные преимущества в условиях низких температур:

• Значительное снижение температурных перепадов между элементами аккумулятора
• Предотвращение деградации эксплуатационных характеристик, вызванной локальными зонами переохлаждения
• Повышение доступной ёмкости аккумулятора и общей устойчивости системы

В рамках данного проекта система термоуправления с жидкостным охлаждением функционировала надёжно даже при наличии снега и льда на поверхности оборудования. Не наблюдалось частых срабатываний защитных механизмов системы, снижения выходной мощности (power derating) или ограничений, связанных с низкими температурами.

Влияние компоновки установки системы на эксплуатационную устойчивость

The «Внутренний ПЧС + внешняя аккумуляторная система» конфигурация продемонстрировала высокую эффективность в ходе реальной эксплуатации:

• Установка ПСУ внутри помещений обеспечивает контролируемую среду для подключения к сети и упрощает техническое обслуживание
• Наружные батарейные шкафы спроектированы с соответствующими степенями защиты, достаточной конструкционной прочностью и встроенным управлением температурой для длительной эксплуатации на открытом воздухе
• Архитектура системы поддерживает удалённый мониторинг, прозрачную логику работы и полную прослеживаемость данных

Краткое резюме эксплуатации проекта

В течение всего зимнего цикла эксплуатации система накопления энергии сохраняла стабильные рабочие характеристики:

• При низких температурах не возникало аномальных сигналов тревоги
• Управление температурой и подогрев аккумуляторов осуществлялись оперативно и функционировали в соответствии с проектной логикой
• Общая надёжность системы и её непрерывная работа полностью соответствовали ожиданиям заказчика

Данный проект подтверждает инженерную зрелость и надёжность Жидкостно-охлаждаемые системы накопления энергии GSL ENERGY для эксплуатации в холодном климате и на открытом воздухе. Также они служат воспроизводимым ориентиром для проектов накопления энергии в Восточной Европе и других холодных регионах мира .

Опыт GSL ENERGY в области решений для накопления энергии

GSL ENERGY обладает большим опытом реализации решений для накопления энергии в различных климатических условиях, включая высокотемпературные, низкотемпературные, высоковлажностные и сложные внешние среды. Благодаря стандартизированной системной платформе и гибким инженерным конфигурациям GSL ENERGY предоставляет надёжные и устойчивые системы накопления энергии для бытовых, коммерческих и промышленных (C&I), а также проектов масштаба электросетей , адаптированных к реальным эксплуатационным требованиям.