Este proxecto levouse a cabo en Sudáfrica para satisfacer os requisitos de enerxía de reserva, xestión de carga e optimización enerxética dun cliente comercial e industrial local. O sistema consta de dous armarios de almacenamento de enerxía refrixerados por aire de 125 kW/241 kWh, que proporcionan unha potencia nominal total de 250 kW e unha capacidade total de almacenamento de enerxía de 482 kWh.

O sistema admite o funcionamento en paralelo de varias unidades, o que permite engadir armarios de almacenamento de enerxía adicionais segundo o crecemento futuro da carga e as demandas cambiantes de electricidade.

Nalgunhas rexións de Sudáfrica, a capacidade limitada da rede, os cortes de enerxía e as flutuacións de tensión poden interromper a produción, o funcionamento dos equipos e as actividades comerciais normais. As solucións tradicionais de xeradores diésel implican altos custos de combustible e mantemento, así como ruído, emisións e unha complexa xestión diaria.

Para atender os requisitos do cliente en canto a fiabilidade enerxética, control de custos e mantemento cómodo, este proxecto adopta unha solución integrada de almacenamento de enerxía en baterías refrixeradas por aire. O sistema mellora a capacidade de enerxía de reserva, optimiza o consumo de electricidade e reduce a presión na rede durante os períodos de demanda máxima, proporcionando ao cliente un subministro de enerxía máis estable, flexible e rendible.

2. Configuración do sistema

O proxecto inclúe dous armarios de almacenamento de enerxía refrixerados por aire para o exterior, cada un cunha potencia nominal de 125 kW e unha capacidade de almacenamento de enerxía de 241 kWh.

Cando funcionan en paralelo, as dúas unidades proporcionan:

• Potencia nominal total: 250 kW
• Capacidade total de almacenamento de enerxía: 482 kWh
• Potencia nominal dunha soa unidade: 125 kW
• Capacidade de almacenamento dunha soa unidade: 241 kWh

Cada armario integra o sistema de baterías, o sistema de conversión de enerxía (PCS), o sistema de xestión de baterías (BMS), o sistema de xestión de enerxía (EMS), o sistema de control de temperatura, o sistema de protección contra incendios e os compoñentes de protección eléctrica.

Este deseño altamente integrado reduce o traballo de instalación de equipos in situ e de posta en servizo do sistema. Tamén acurta o período de despregamento do proxecto e minimiza os riscos de compatibilidade entre os diferentes compoñentes do sistema.

3. Estratexia operativa do sistema

En condicións normais da rede, o sistema pode cargarse durante períodos de baixa demanda ou de tarifas máis baixas segundo a estratexia operativa do cliente. A enerxía almacenada pódese descargar durante os períodos de demanda máxima para reducir o consumo máximo da rede e optimizar o perfil de uso de electricidade do cliente.

Cando a rede eléctrica sofre unha interrupción, unha flutuación da tensión ou unha subministración de enerxía insuficiente, o sistema de almacenamento de enerxía pode soportar cargas críticas segundo a estratexia de control configurada. Isto axuda a reducir o tempo de inactividade da produción, as interrupcións comerciais e as perdas causadas por fallos de enerxía inesperados.

O sistema de xestión de enerxía (EMS) monitoriza e coordina continuamente a rede, os equipos de almacenamento de enerxía e as cargas in situ. Axusta automaticamente as estratexias de carga e descarga segundo a demanda de carga, o estado de carga da batería e as condicións de funcionamento do sistema, mellorando a eficiencia xeral do uso da enerxía.

4. Deseño do sistema de refrixeración por aire

O proxecto adopta unha arquitectura de refrixeración por aire madura. Os canais de fluxo de aire internos optimizados e os sistemas de monitorización da temperatura proporcionan unha disipación continua da calor para os módulos de batería e os equipos de conversión de enerxía.

En comparación cos sistemas de refrixeración líquida máis complexos, a solución refrixerada por aire elimina as tubaxes de refrixeración, o refrixerante, as bombas e outros compoñentes de circulación de líquido. Isto resulta nunha estrutura do sistema máis sinxela, unha inspección de rutina máis doada e un mantemento a longo prazo máis cómodo.

O deseño refrixerado por aire tamén axuda a reducir o investimento inicial en equipos e os custos operativos e de mantemento a longo prazo.

Para adaptarse ás condicións exteriores de altas temperaturas e po que se atopan nalgunhas partes de Sudáfrica, o equipo emprega un deseño de armario exterior resistente ás inclemencias meteorolóxicas combinado con mecanismos intelixentes de ventilación, control de temperatura e protección do sistema. Estas características melloran a estabilidade operativa en condicións ambientais difíciles.

5. Control intelixente e xestión da seguridade

O sistema integra tres plataformas de control principais: PCS, BMS e EMS. Xuntas, coordinan a xestión da batería, a conversión de enerxía, a monitorización do sistema e o despacho de enerxía.

O BMS monitoriza continuamente a voltaxe, a temperatura, a corrente, o estado de carga e o estado de funcionamento das celas da batería. Cando se detecta unha condición anormal, o sistema pode emitir unha alerta e activar as medidas de protección correspondentes.

O PCS xestiona a conversión de enerxía bidireccional entre o sistema de baterías e o sistema de alimentación de CA, mentres que o EMS desenvolve e executa estratexias de carga e descarga segundo as necesidades eléctricas do cliente.

Mediante mecanismos de monitorización, aviso e protección multinivel, o sistema pode identificar e responder a riscos operativos como sobretensión, subtensión, sobrecorrente, sobrequecemento, curtocircuítos e fallos de comunicación. Isto mellora a seguridade e a fiabilidade xerais do sistema de almacenamento de enerxía.

6. Valor da solicitude do proxecto

O sistema proporciona apoio enerxético para cargas críticas cando o subministro da rede é insuficiente ou se interrompe, o que reduce as perdas de produción e operacións causadas polos cortes de enerxía.

Durante o funcionamento normal, o sistema de almacenamento de enerxía tamén pode realizar a redución de picos, o cambio de carga e a optimización do consumo de electricidade. Isto reduce a presión da demanda máxima e mellora a capacidade do sistema de distribución de enerxía existente do cliente.

Ao usar o almacenamento de enerxía en baterías, o cliente pode evitar ou atrasar actualizacións custosas de transformadores e outras infraestruturas eléctricas, ao tempo que obtén un acceso máis flexible á enerxía.

O sistema modular admite a expansión paralela. Pódense instalar armarios de almacenamento de enerxía adicionais a medida que aumenta a capacidade de produción, a cantidade de equipos ou a demanda de electricidade. Isto axuda a evitar un investimento inicial excesivo e mellora a escalabilidade a longo prazo do proxecto.

Co seu deseño integrado, xestión intelixente da enerxía, menor custo de investimento global e cómodo mantemento a longo prazo, este proxecto proporciona unha referencia práctica para aplicacións de almacenamento de enerxía comerciais e industriais en Sudáfrica e outros mercados de alta temperatura ou de rede débil.