Analiza strukture i tehnologije ormara za skladištenje energije

 

Ormar za skladištenje energije (ESC) je sveobuhvatan uređaj koji se koristi za skladištenje električne energije i regulaciju radnog statusa elektroenergetskih sistema. Obično se sastoji od baterijskih modula, pretvarača napajanja (PCS), sistema za upravljanje baterijom (BMS), kontrolnog čipa, sistema za hlađenje i zaštitnog kućišta. Ormari za skladištenje energije pohranjuju energiju tokom perioda niskog opterećenja mreže i oslobađaju je tokom vršnog opterećenja, čime se olakšava smanjenje vršnog opterećenja, regulacija frekvencije i napona i rezervno napajanje.

 

U modernim novim energetskim sistemima, ormarići za skladištenje energije baterija su ključna prateća oprema za fotonaponske elektrane, vjetroelektrane i industrijske mikromreže. Oni efikasno izglađuju fluktuacije u protoku isprekidanih izvora energije (kao što su fotonaponska energija i energija vjetra) povezanih na mrežu, održavajući stabilnost mreže i poboljšavajući ukupni faktor snage.

 

 

 

 

Dizajn ormarića za skladištenje energije ovisi o scenariju aplikacije i tipu baterijskog sistema, ali općenito uključuje sljedeće ključne komponente:

 

Baterijski modul
Kao glavna jedinica za skladištenje energije, baterijski modul određuje kapacitet i životni vijek sistema. Uobičajeni tipovi uključuju litijum-gvozdene fosfatne baterije, ternarne litijumske baterije i olovne{1}}kiselinske baterije. Modularni dizajn olakšava proširenje i održavanje, čineći ormar za baterije standardiziranim rješenjem za velike-energetske sisteme.

 

Sistem upravljanja baterijom (BMS)
BMS prati temperaturu baterije, napon, struju i zdravstveno stanje, pružajući zaštitu od prekomjernog punjenja, preko{0}}pražnjenja i prekomjerne struje kako bi se osigurao stabilan rad baterije.

 

Pretvarač snage (PCS) i upravljački sistem
PCS je odgovoran za konverziju DC/AC energije; kontrolni sistem (EMS) prati protok energije i implementira strategije distribucije energije, služeći kao "mozak" čitavog ormara sistema za skladištenje energije.

 

Rashladni sistem
Za jedinice za pohranu energije velike{0}}e snage, kontrola temperature je kritična. Ormari za pohranu energije-hlađeni tekućinom koriste cirkulirajuću rashladnu tekućinu za preciznu kontrolu temperature baterije, što ih čini efikasnijim i sigurnijim od tradicionalnih rješenja sa zračnim{3}}hlađenjem.

 

Kućište i sigurnosna zaštitna struktura
Kućište ormara za pohranu energije općenito ima visoku razinu zaštite (IP54 ili više) i integrira električnu izolaciju, protivpožarnu i toplinsku izolaciju i otpornost na udarce. Za vanjske primjene, sistem za pohranu energije u vanjskom ormaru može se primijeniti direktno u složenim okruženjima i podržava rad 24 sata dnevno.

 

Sistem povezivanja (CCS kabinet / Ormarić sistema za povezivanje ćelija)
Sistem povezivanja je odgovoran za električne i komunikacijske veze između modula, osiguravajući pouzdan prijenos signala i energije. Ovo je posebno kritično u scenarijima visokog{1}}napona i jakih{2}}struja.

 

Diskretni ormari za skladištenje energije
Svaka komponenta je nezavisno instalirana, što je čini lakim za održavanje i pogodnom za industrijske i velike-fabričke sisteme za distribuciju električne energije.

 

Kombinovani ormari za skladištenje energije
Jedinice različitog kapaciteta mogu se fleksibilno kombinovati kako bi se formirao modularni integrisani ormar za skladištenje energije koji će zadovoljiti različite zahtjeve napona.

 

Ormari za pohranu energije montirani na osnovu{0}}
S integriranim dizajnom baterije i invertera, mogu se postaviti direktno u vanjsko okruženje. Ovo je tipičan sistem za skladištenje energije za spoljne ormare.

 

Integrisani ormar za skladištenje energije (IESC) integriše baterijski paket, PCS, BMS, sistem hlađenja i komunikacijski kontrolni sistem u jedan ormar, što ga čini lakim za instalaciju i zauzima malo prostora. Ovo rješenje se široko koristi u industrijskim i komercijalnim aplikacijama, izvorima napajanja u nuždi i mikromrežnim sistemima.

 

Fotonaponski ormar za skladištenje energije (PESC) se integriše sa fotonaponskim panelima i inverterskim sistemima i može se centralno postaviti u velike elektrane ili distribuirati u kućnim ili komercijalnim sistemima za skladištenje energije. To je tipičan primjer ormarića za skladištenje solarnih baterija.

 

Tečno hlađeni ormar za pohranu energije (LCESC) koristi tehnologiju kontrole temperature hlađenja tekućinom i pogodan je za{0}}aplikacije baterija velike gustine snage. U poređenju sa sistemima sa hlađenjem zrakom{2}}, nudi veću efikasnost upravljanja toplotom i duži vijek trajanja, što ga čini širokom primjenom u novim energetskim elektranama i projektima integriranog skladištenja energije.

 

 

 

Nepravilnosti baterije: To uključuje starenje, prekomjerno punjenje, prekomjerno-pražnjenje i unutrašnje kratke spojeve. Sistem upravljanja baterijom (BMS) treba da prati status baterije u realnom vremenu.

 

Električni kvarovi: prekomjerna struja, podnapon ili oštećenje izolacije mogu se riješiti izolacijskom zaštitom i redundantnim dizajnom.

 

Uticaji na životnu sredinu: Vlaga, temperatura i korozivni gasovi mogu smanjiti životni vek sistema. Stoga, sistemi za skladištenje energije u vanjskim ormarićima moraju imati jaku zaštitu i sposobnost kontrole temperature.

 

Strukturne vibracije ili labavost: mogu se pojaviti tokom transporta ili-dugotrajnog rada. Redovno provjeravajte stabilnost nosača i ožičenja.

 

 

Dizajn i proizvodnja ormara za skladištenje energije trebaju biti u skladu sa sljedećim nacionalnim i industrijskim standardima:

 

GB/T 40090-2021 "Propisi o radu i održavanju elektrana za skladištenje energije"

GB/T 36558-2022 "Opći tehnički zahtjevi za elektrohemijske sisteme skladištenja energije u elektroenergetskim sistemima"

GB/T 36549-2022 "Operativni indikatori i evaluacija elektrana za skladištenje elektrohemijske energije"

GB/T 42288-2022 "Sigurnosni propisi za elektrane za skladištenje elektrohemijske energije"

GB/T 36276-2018 "Litijum-jonske baterije za skladištenje energije"

 

Ovi standardi obezbeđuju sistematsku osnovu za bezbedno projektovanje, testiranje i rad CCS ormana i ormara sistema za povezivanje ćelija.

 

 

Uz kontinuirani rast instaliranog kapaciteta fotonaponske i vjetroelektrane, ormari za pohranu energije igraju sve važniju ulogu u novim sistemima{0}}povezanim za energetsku mrežu. Od velikih-elektrana za skladištenje energije do stambenih sistema za skladištenje solarne{3}}sistema, integrisani ormari za skladištenje energije (ESC) postali su neophodna oprema za efikasno korištenje energije.

 

U budućnosti, inteligencija, modularizacija i tečno hlađenje biće tri glavna trenda u razvoju ormara za skladištenje energije. Integrisani ormari za skladištenje energije (ESC) koriste standardizovane interfejse i automatizovane sisteme upravljanja kako bi omogućili brzu implementaciju i proširenje sistema za skladištenje energije. Rešenja koja kombinuju ormare za skladištenje solarnih baterija sa ormarićima za skladištenje fotonaponske energije pokreću evoluciju zelene energije ka većoj efikasnosti i bezbednosti.

 

 

Ormari za skladištenje energije nisu samo osnovna jedinica sistema za skladištenje energije, već i ključna oprema koja pokreće inteligentan i modularni razvoj nove energetske industrije. Od ormara za baterije do ormara za pohranu energije-hlađenih tekućinom, od industrijskih i komercijalnih sistema do distribuiranih fotonaponskih aplikacija, evolucija tehnologije skladištenja energije pruža solidnu podršku budućim energetskim sistemima.