рідкісно-охолоджена система накопичення енергії потужністю 160 кВт / 418 кВт·год успішно працює в зимових умовах України

Впровадження систем зберігання енергії в регіонах із холодним кліматом створює значні технічні виклики, зокрема щодо забезпечення тривалої стабільної роботи за постійних температур нижче нуля. Низькі температури навколишнього середовища можуть негативно впливати на активність акумуляторних елементів, характеристики заряджання та розряджання, а також на загальну надійність системи. Крім того, у холодному середовищі виникають ризики, пов’язані з конденсацією, накопиченням вологи та різницею теплових напружень, що посилює вимоги до систем теплового управління акумуляторами та стратегій їх керування.

Це кейс-дослідження демонструє реальну експлуатацію Рідинноохолоджувальної системи зберігання енергії GSL ENERGY потужністю 160 кВт / 418 кВт·год на об’єкті замовника в Україна , де зимові умови включають тривале підтримання низьких температур та покриття снігом/льодом. У цьому проекті інвертор PCS встановлено всередині приміщення, а батарейні шафи — зовні. Незважаючи на суворі зимові умови, система демонструє стабільну й безперервну роботу, що забезпечується надійною роботою системи обігріву акумуляторів та комплексними даними моніторингу.

Огляд проекту: розгортання системи накопичення енергії в умовах холодного клімату

У місці реалізації проекту протягом усього зимового періоду спостерігаються стійко низькі температури, що вимагає від системи накопичення енергії надійної роботи в суворих зовнішніх умовах протягом тривалого часу. На етапі планування проекту замовник чітко визначив такі вимоги:

• Здатність системи накопичення енергії на акумуляторах працювати на вулиці протягом тривалого часу
• Стабільна продуктивність заряджання та розряджання в умовах низьких температур
• Повний моніторинг і можливість відстеження керування температурою та робочого стану для подальшого технічного обслуговування та ремонту

Враховуючи ці умови майданчика та експлуатаційні вимоги, остаточне рішення передбачало використання внутрішнього інвертора PCS + зовнішнього акумуляторного шафу такий дизайн підвищує стабільність системи й одночасно забезпечує більшу гнучкість щодо монтажу, експлуатації та тривалого технічного обслуговування.

Конфігурація системи

• Номінальна потужність / ємність: 160 кВт / 418 кВт·год
• Технологія батарей: Фосфат заліза літію (LiFePO₄)
• Система теплового управління: Активне рідинне охолодження з інтегрованим підігрівом акумуляторів
• Схема розташування:

• Інвертор PCS: внутрішній монтаж
• Акумуляторні шафи: зовнішній монтаж

• Сценарії застосування: Інтеграція відновлюваних джерел енергії, резервне електропостачання, регулювання навантаження

Чому рідинне охолодження та контроль температури є критичними в умовах низьких температур

Термокерування в системах зберігання енергії обмежується не лише відведенням тепла під час роботи при високих температурах. У регіонах із холодним кліматом термокерування виступає як система річного контролю температури , забезпечуючи підтримку акумуляторних елементів у межах оптимального робочого діапазону.

Основні цілі включають:

• Активну ізоляцію та підігрів у умовах низьких температур
• Підтримку стабільної температури акумуляторних елементів для мінімізації коливань продуктивності
• Забезпечення однорідності температури всередині акумуляторних шаф
• Зменшення дисбалансу ємності та системних тривог, спричинених локальним надмірним охолодженням
• Забезпечення передбачуваної логіки контролю температури, щоб уникнути частого вмикання/вимикання підігріву

Інженерна перевага системи зберігання енергії з рідинним охолодженням полягає в їх здатності забезпечувати точне, однорідне та кероване терморегулювання. Шляхом циркуляції рідини та застосування інтелектуальних стратегій керування система підтримує стабільні внутрішні температурні межі, що є обов’язковою умовою надійної роботи акумуляторів у середовищі з температурою нижче нуля.

Експлуатаційні характеристики та дані моніторингу при низьких температурах

На основі даних моніторингу системи та записів температури навколишнього середовища, наданих замовником:

• Температура зовнішнього повітря залишалася в межах типових зимових низьких температур
• Температура акумуляторів усередині системи постійно підтримувалася в межах безпечного робочого діапазону
• Функції підігріву акумуляторів та керування їхньою температурою автоматично активувалися відповідно до заздалегідь визначеної логіки
• При зниженні температури навколишнього середовища нижче встановлених порогових значень система підігріву акумуляторів автоматично включалася
• Рідинне охолодження забезпечувало однорідний підігрів усіх елементів акумуляторної батареї, що дозволяло безперервно проводити операції заряджання та розряджання

Криві моніторингу чітко демонструють ефективну теплову ізоляцію між внутрішньою температурою акумулятора та зовнішніми умовами навколишнього середовища. Протягом зимового періоду експлуатації система працювала безперервно, без аномальних коливань або непланованих захисних вимикань.

Переваги систем зберігання енергії з рідинним охолодженням у зимових умовах

Порівняно з традиційними системами зберігання енергії з повітряним охолодженням рідинне охолодження забезпечує чіткі переваги в умовах низьких температур:

• Значне зменшення температурних різниць між елементами акумулятора
• Запобігання деградації продуктивності через локальні зони переохолодження
• Покращення корисної ємності акумулятора та загальної стабільності системи

У ході цього проекту система термокерування з рідинним охолодженням надійно функціонувала в умовах, коли обладнання було вкрите снігом і льодом. Не спостерігалося частого спрацьовування захисних механізмів системи, зниження потужності або обмежень, пов’язаних із низькою температурою.

Вплив компоновки системи на експлуатаційну стабільність

The «Внутрішній ПСЕ + зовнішня акумуляторна система» конфігурація виявилася надзвичайно ефективною під час реальної експлуатації:

• Встановлення ПКС у приміщенні забезпечує контрольоване середовище для підключення до мережі та спрощує технічне обслуговування
• Зовнішні батарейні шафи розроблені з відповідним ступенем захисту, достатньою конструктивною міцністю та інтегрованою системою регулювання температури для тривалого експлуатування на відкритому повітрі
• Архітектура системи підтримує дистанційний моніторинг, чітку логіку експлуатації та повну відстежуваність даних

Резюме експлуатації проекту

Протягом зимового циклу експлуатації система акумулювання енергії зберігала стабільну роботу:

• У режимі низьких температур не виникало жодних аномальних сигналів тривоги
• Регулювання температури та підігрів акумуляторів реагували оперативно й працювали згідно з проектною логікою
• Загальна надійність системи та її безперервна робота повністю відповідали очікуванням замовника

Цей проект підтверджує інженерну зрілість та надійність Рідинно-охолоджувані системи накопичення енергії GSL ENERGY для застосування в умовах холодного клімату та розміщення на вулиці. Вони також надають відтворюваний зразок для проектів накопичення енергії в Східній Європі та інших холодних регіонах світу .

Досвід GSL ENERGY у сфері рішень для накопичення енергії

GSL ENERGY має значний досвід реалізації рішень для накопичення енергії в різноманітних кліматичних умовах, зокрема при високих і низьких температурах, високій вологості та в складних зовнішніх середовищах. За допомогою стандартизованої системної платформи та гнучких інженерних конфігурацій GSL ENERGY забезпечує надійні й сталі системи накопичення енергії для житлових, комерційних та промислових (К&П) та проектів масштабу електромереж , адаптованих до реальних експлуатаційних вимог.