Explicație privind modul în care mai multe sisteme de stocare a energiei în baterii (BESS) sunt conectate în paralel și controlate centralizat cu ajutorul unui sistem EMS sau SCADA.
Cererea dumneavoastră de energie crește, dar rețeaua este saturată, vârfurile de consum sunt în creștere, iar un singur container de stocare a energiei pare pur și simplu insuficient. Cum funcționează, mai exact, conectarea mai multor containere cu baterii – din punct de vedere tehnic, operațional și al analizei de rentabilitate?
Această pagină vă va ajuta în acest sens. Vom analiza în detaliu ce se întâmplă atunci când utilizați mai multe containere de baterii și doriți ca acestea să funcționeze ca un singur sistem de stocare a energiei. Veți obține claritate cu privire la rolul sistemului de gestionare a bateriilor (BMS) și al invertorului, la modul în care sunt organizate controlul și protecția, precum și la momentele în care este indicat să extindeți sistemul în mod modular pentru atenuarea vârfurilor de consum, congestia rețelei, alimentarea cu energie electrică off-grid sau infrastructura de încărcare. Astfel, veți putea decide în cunoștință de cauză dacă și cum doriți să vă extindeți sistemul.
De ce să conectezi mai multe containere pentru baterii?
Companiile optează pentru conectarea mai multor containere cu baterii atunci când un singur container de stocare a energiei nu mai corespunde puterii solicitate, capacității de stocare în kWh necesare sau dinamicii proiectelor lor. În loc de un singur sistem fix extrem de mare, se construiește astfel un sistem modular de stocare a energiei care poate evolua odată cu compania.
Situații tipice în care cuplarea este logică
- Cerere crescândă de putere: mai întâi doar pentru compensarea vârfurilor de consum, iar mai târziu și pentru infrastructură suplimentară de încărcare pentru stivuitoare, camioane sau utilaje de construcții? Prin utilizarea în paralel a mai multor containere cu baterii, puteți crește treptat atât puterea, cât și capacitatea energetică.
- Etapizare pe proiect sau locație În sectorul construcțiilor sau în industrie, cererea se poate modifica în funcție de faza proiectului. Mai multe containere cu baterii pot fi ușor mutate și rearanjate între proiecte sau locații ale companiei.
- Congestia rețelei și extinderile: Agricultorii și industria care adoptă soluții pentru congestia rețelei sau pentru atenuarea vârfurilor de consum pot instala ulterior containere suplimentare în cazul în care producția (de exemplu, energia fotovoltaică) sau consumul cresc.
- Infrastructura de încărcare și alimentarea cu energie electrică off-grid Pentru stațiile de încărcare de mare capacitate sau pentru aplicațiile (temporare) off-grid din domeniul construcțiilor și al transporturilor, este adesea mai practic să se utilizeze mai multe containere interconectate decât o singură mega-baterie fixă.
- Utilizare flexibilă și modele BAAS Într-un model „Battery-as-a-Service”, poți adăuga sau elimina containere în funcție de contracte și de anotimpuri; astfel, bateria comercială rămâne un activ flexibil, în loc să fie o instalație rigidă.
Mai multe informații despre utilizarea unui container cu baterie în mediile de afaceri sunt disponibile pe pagina produsului.
Cum funcționează, din punct de vedere tehnic, conectarea containerelor cu baterii?
În cazul mai multor containere de baterii conectate între ele, sistemul pare, din exterior, o singură „cutie neagră” mare, dar, la interior, are de fapt o structură extrem de modulară. Acest lucru este avantajos pentru proiectarea, gestionarea și extinderea sistemelor profesionale de stocare a energiei destinate atenuării vârfurilor de consum, congestiei rețelei, alimentării cu energie electrică off-grid și infrastructurii de încărcare.
Asamblare în interiorul unui singur container
Fiecare container de stocare a energiei sau container cu baterii este alcătuit în interior din:
- Module de baterie: cele mai mici unități repetabile formate din celule.
- Rack-uri: un cadru în care mai multe module sunt conectate în serie/în paralel.
- Un sistem local de gestionare a bateriilor (BMS) pentru fiecare rack sau container, care monitorizează tensiunea, curentul și temperatura și echilibrează celulele.
Sistemul BMS asigură că fiecare rack rămâne în limitele de siguranță și transmite mesaje de stare și de eroare către nivelul superior al sistemului.
De la curent continuu (DC) din container la curent alternativ (AC) în instalație
Modulele de baterii furnizează curent continuu (CC). Pentru conectarea la rețeaua sau instalația dumneavoastră, fiecare container (sau fiecare grup de containere) dispune de:
- S-a instalat un invertor / PCS (Power Conversion System), care transformă curentul continuu (DC) în curent alternativ (AC);
- Au fost instalate dispozitive de protecție (întrerupătoare, siguranțe, aparate de măsură).
De obicei, aceste invertoare:
- Cu partea de curent alternativ conectată în paralel la o șină comună de curent alternativ.
- De la acea șină, prin intermediul unui transformator în legătură cu:
- rețeaua publică de energie electrică, sau
- o instalație internă a întreprinderii sau o micro-rețea.
Astfel, un ansamblu de sisteme de baterii interconectate formează un singur sistem scalabil de stocare a energiei, în timp ce fiecare container rămâne, din punct de vedere funcțional, un „bloc” de sine stătător.
Rolul ingineriei: tensiuni, curenți de scurtcircuit și selectivitate
În cazul sistemelor comerciale și industriale, toți parametrii electrici sunt proiectați în mod deliberat. De exemplu:
- nivelul de tensiune selectat pe partea de curent continuu și pe partea de curent alternativ;
- curentele de scurtcircuit calculate în diferite scenarii de funcționare și de defect;
- selectivitatea dispozitivelor de protecție, astfel încât, în cazul unei defecțiuni, să se întrerupă doar partea necesară.
Schemele specifice ale unei configurații tipice Boltainer cu mai multe containere necesită proiectare și validare adaptate fiecărui proiect în parte. [Necesită: calcul verificat de un inginer]
BMS, invertor și EMS: iată cum funcționează controlul ca un singur sistem
În fiecare container pentru baterii sau container de stocare a energiei, controlul începe la nivelul Sistemului de gestionare a bateriilor (BMS). BMS monitorizează continuu celulele individuale: tensiunea, temperatura și curentul. Astfel, previne supraîncărcarea și descărcarea excesivă și intervine în cazul unor abateri. În plus, BMS calculează starea de încărcare (State of Charge – SoC) și, adesea, și starea de sănătate (State of Health – SoH). Astfel, pentru fiecare container, știți exact câtă energie este disponibilă și care este nivelul de putere sigur.
Între baterie și instalația dvs. de curent alternativ se află invertorul sau sistemul de conversie a energiei (PCS). Acesta transformă curentul continuu (CC) din baterie în curent alternativ (CA) pentru rețeaua dvs. sau invers, în timpul încărcării. Invertorul reglează:
- capacitatea de încărcare și descărcare pe container
- factorul de putere și calitatea rețelei
- comutarea între modul de funcționare conectat la rețea și cel independent de rețea (în funcție de configurație)
În timp ce sistemul BMS monitorizează „bateria”, iar invertorul „rețeaua”, sistemul de gestionare a energiei (EMS) monitorizează întregul sistem de stocare a energiei, precum și procesul dvs. operațional. În cazul în care există mai multe containere de baterii, EMS reunește toate datele provenite de la BMS și de la invertoare într-o singură baterie virtuală pentru întreprindere. Așadar, nu controlați cinci containere de baterii separate, ci un singur ansamblu logic.
Un sistem EMS ia decizii pe baza, printre altele, a următoarelor:
- tarifele actuale și viitoare la energie
- sarcina rețelei și capacitatea de conectare disponibilă
- Producția de energie fotovoltaică și prognoza meteo
- profiluri de consum (utilaje, sisteme de răcire, infrastructură de încărcare, șantier etc.)
Astfel, sistemul poate realiza optimizarea automată pentru aplicații precum atenuarea vârfurilor de consum, arbitrajul energetic și gestionarea congestiei, în conformitate cu strategia pe care o stabiliți. Aceeași arhitectură se integrează perfect cu soluții precum containerele cu baterii pentru stocarea energiei la nivel comercial.
În cazul soluțiilor Boltainer, funcționalitățile EMS standard și interconectările sunt disponibile sau pot fi integrate, chiar și în cazul mai multor containere interconectate: [Necesar: descriere verificată de un inginer a funcțiilor EMS standard și a opțiunilor de integrare în sistemele Boltainer]
Aspecte practice, siguranță și următorul pas
În cazul utilizării mai multor containere pentru baterii, este nevoie de mai mult decât simpla cumulare a capacității. Doriți să vă asigurați că totul se potrivește în ansamblu: din punct de vedere tehnic, organizațional și al siguranței, atât în prezent, cât și în cazul unei extinderi viitoare.
Coordonare: operatorul de rețea, instalatorul și capacitatea rețelei
Începeți întotdeauna cu o evaluare comună împreună cu instalatorul dumneavoastră și, dacă este necesar, cu operatorul de rețea. Printre întrebările importante se numără:
- Care este capacitatea de racordare disponibilă în prezent, conform contractului, pentru terenul dumneavoastră?
- Care este capacitatea maximă admisibilă de alimentare în rețea sau de preluare din rețea?
- În ce măsură se raportează capacitatea prevăzută a bateriei la sistemul dvs. de reducere a vârfurilor de consum, la infrastructura de încărcare și la instalațiile de producție?
Astfel, veți evita ca proiectul sistemului dumneavoastră de stocare a energiei să trebuiască redimensionat ulterior.
Spațiu, logistică și siguranță pe teren
Pentru mai multe containere de stocare a energiei, aveți nevoie de mai mult decât doar metri pătrați:
- Logistică: traseul de intrare și ieșire pentru containere, accesibilitatea pentru macarale sau camioane, suprafața solului și capacitatea portantă.
- Infrastructură: trasee de cabluri, cutii de distribuție MV/LV, amplasarea invertoarelor, acces pentru întreținere.
- Siguranță:
- detectarea incendiilor și transmiterea semnalelor de alarmă
- opriitoare de urgență și marcaje clare
- garduri, controlul accesului și căile de evacuare libere
- înțelegeri cu echipa de intervenție în caz de urgență și pompierii privind scenariile și locul de adunare
În funcție de localitate și de configurație, pot exista obligații de notificare sau de obținere a autorizațiilor; discutați acest aspect din timp cu consultantul dumneavoastră și cu autoritatea competentă.
[Este necesară: o listă de verificare revizuită de ingineri, care să conțină condițiile preliminare standard pentru proiectele cu mai multe containere de baterii]
Următorul pas: scenarii și dimensionare cu Boltainer
Boltainer vă ajută să elaborați scenarii: de la un singur container de baterii la mai multe, cu opțiuni de extindere pentru capacitate suplimentară sau Battery-as-a-Service. De asemenea, corelăm aceste soluții cu obiectivele dvs. energetice: atenuarea vârfurilor de consum, gestionarea congestiei, arbitrajul energetic sau infrastructura de încărcare cu o baterie pentru uz comercial.
Doriți să aflați de câte containere veți avea cu adevărat nevoie în viitor și care sunt configurațiile logice pe etape? Solicitați atunci consultanță fără angajament sau o simulare de proiect, astfel încât să puteți lua o decizie fundamentată cu privire la investiția și ritmul de implementare.
Întrebări frecvente
Multe întrebări legate de conectarea containerelor de baterii se referă la configurare, scalabilitate și autorizații. Mai jos vei găsi răspunsuri scurte și practice care te vor ajuta să iei deciziile potrivite pentru instalația ta.
Se pot conecta containerele pentru baterii și în serie, în loc de paralel?
Containerele comerciale pentru baterii sunt aproape întotdeauna proiectate astfel încât celulele și modulele interne să fie deja reglate la nivelul corect de tensiune. La nivel de sistem, mai multe containere sunt de obicei conectate în paralel pe partea de curent alternativ (AC) prin intermediul invertoarelor și al punctului de racordare la rețea sau la micro-rețea. Configurația exactă este personalizată și depinde de puteri, de aplicație și de cerințele de siguranță. Boltainer oferă consultanță pentru fiecare proiect în parte cu privire la o configurație sigură și eficientă a sistemului dumneavoastră de stocare a energiei.
Cât de ușor este să adaugi ulterior containere suplimentare pentru baterii la o instalație existentă?
Containerele pentru baterii sunt concepute modular, ceea ce face ca extinderea să fie adesea posibilă, cu condiția ca proiectul să țină cont de spațiu, de racordul la rețea și de rezerva de putere din infrastructură. Este vorba despre capacitatea cablurilor, a transformatorului și a invertoarelor, dar și despre spațiul necesar pentru containere suplimentare și compartimentarea la foc. Boltainer poate anticipa creșterea viitoare încă din faza de proiectare inițială. Fiecare extindere este apoi reevaluată din punct de vedere tehnic și al instalării înainte de a fi realizată.
Conectarea mai multor containere de baterii este întotdeauna permisă de operatorul de rețea?
Proiectele cu puteri semnificative și mai multe containere de baterii trebuie adesea coordonate cu operatorul de rețea. În funcție de locație, putere și profilul de utilizare, pot exista obligații de notificare, studii de racordare sau proceduri de autorizare. Boltainer are experiență cu proiecte în zone cu congestie a rețelei și vă poate ajuta să clarificați condițiile preliminare, procedurile și termenele împreună cu operatorul de rețea, fără a putea garanta însă un rezultat în avans. Dacă doriți să aflați ce este posibil la locația dumneavoastră, solicitați o consultare fără angajament sau o simulare de proiect, astfel încât Boltainer să poată elabora configurația optimă și analiza de rentabilitate pentru o instalație cu mai multe containere de baterii.