Le marché mondial voit une demande accrue pour les installations de stockage par batterie car elles peuvent résoudre la volatilité et l'intermittence des énergies renouvelables. BloombergNEF prévoit que le marché mondial du stockage d'énergie augmentera au cours des prochaines décennies, la capacité d'installation devant croître de 2000 % d'ici 2030.

Parmi de nombreuses solutions de système de stockage d'énergie (ESS), l'ESS refroidi par liquide attire beaucoup d'attention en raison de la technologie avancée de gestion thermique, et d'autres caractéristiques telles qu'une empreinte minimale et une exploitation et maintenance (O&M) intelligente.

Bien que des entreprises de différents secteurs s'efforcent de déployer leur ESS refroidi par liquide, il est difficile de trouver votre ESS refroidi par liquide idéal sans instructions professionnelles. Ci-dessous, vous trouverez quelques idées qui pourraient inspirer les parties prenantes et les décideurs du projet.

Batteries : nées avec l'incohérence et l'« effet de seau »

Les batteries lithium-ion sont un composant essentiel du système de stockage d'énergie ; cependant, en raison de l'instabilité électrochimique, la cohérence de la batterie est relative tandis que l'incohérence est absolue. L'incohérence des batteries existe intrinsèquement, et l'incohérence continue de s'étendre lorsque plusieurs batteries fonctionnent en parallèle et que la différence de température des batteries augmente. Ainsi, l'incongruité de la capacité de la batterie se produit lorsque des cellules avec des capacités initiales différentes sont utilisées ensemble, ce qui réduit l'efficacité de charge et de décharge de l'ensemble du système de stockage de batterie. Le nouveau système de stockage d'énergie refroidi par liquide atténue l'incohérence des batteries avec une technologie de refroidissement avancée mais ne peut l'éliminer.

Par conséquent, le système de stockage d'énergie est équipé de systèmes de contrôle, notamment un système de gestion de batterie (BMS) et un système de conversion de puissance (PCS), pour assurer l'équilibrage des batteries. Le BMS peut surveiller et calculer les données de la batterie et transférer les données au PCS. En tant qu'autre « cerveau » du système de stockage par batterie, le PCS contrôle la capacité de charge et de décharge et assure une efficacité maximale.

L'« effet de seau » signifie que si l'une des planches dans le seau est endommagée, ce n'est pas la planche la plus longue qui détermine la quantité d'eau qu'un seau peut contenir, mais la plus courte.

Cette théorie convient au système de stockage de batterie traditionnel lorsque des milliers de batteries sont contrôlées par un PCS. Un pack de batteries lithium-ion est comparé à un seau contenant de l'eau, les cellules lithium-ion qui composent le pack de batterie sont les planches du seau, et la cellule avec les performances les plus faibles détermine les performances globales du pack de batterie. L'effet de seau dans les batteries s'intensifiera avec le temps, ce qui finira par affecter l'efficacité du système de batterie et réduire le retour sur investissement du projet.

Lutter contre « l'effet seau » et assurer une efficacité plus élevée

Le nouveau contrôleur de cluster de l'ESS refroidi par liquide de Sungrow résout bien l'"effet de seau". Le contrôleur de cluster peut charger et décharger individuellement les racks de batteries. Il identifie l'état de la batterie en millisecondes et contrôle dynamiquement la puissance de charge et de décharge de chaque cluster en fonction de l'état de chaque cluster de batterie, garantissant que les batteries de différentes capacités dans le système peuvent être complètement chargées et déchargées, augmentant significativement la capacité de décharge du système de 7 %.

En plus d'éliminer l'« effet seau », le nouveau contrôleur de groupe est conçu pour réaliser un effet de chaîne positif.

L'État de Charge (SOC) du stockage de la batterie est le paramètre d'entrée le plus important pour refléter la taille de la capacité résiduelle de la batterie au lithium. La calibration du SOC permet à l'alternateur de charger les batteries lithium-ion jusqu'à ce que les critères de fin de charge soient atteints. Comparée à la calibration manuelle traditionnelle du SOC de la batterie, le contrôleur de grappe peut réaliser une calibration automatique du SOC sans temps d'arrêt ni calibration manuelle.

De plus, avec le contrôleur de cluster, le ESS refroidi par liquide de Sungrow supporte l'utilisation mixte de batteries anciennes et nouvelles, et les clusters de batteries peuvent fonctionner une fois remplacés. L'expansion de la capacité du système se produira fréquemment si la demande de stockage d'énergie augmente. Un PCS supplémentaire n'est pas requis si la capacité étendue se situe dans la plage de puissance du PCS existant. De plus, les nouveaux et anciens systèmes de batteries peuvent être connectés au même PCS, réduisant les coûts d'équipement.

De plus, le contrôleur de grappe contribue à la sécurité du système. En cas de court-circuit d'un bus DC, le courant de court-circuit de chaque grappe de batteries dans le système de stockage d'énergie converge vers le nœud de court-circuit, alors le courant de court-circuit instantané sera beaucoup plus élevé que le courant nominal – un risque de sécurité est posé. L'ESS refroidi par liquide de Sungrow avec le contrôleur de grappe peut déconnecter le circuit entre la grappe de batteries et le bus DC, réduisant le courant de court-circuit de 75 % et éliminant le risque de dommages à l'équipement causés par le court-circuit.

La conformité est la première étape et la plus importante

La conformité mondiale est la preuve reconnue et autoritaire d'un système de haute qualité, de sécurité et de performances fiables. Le PowerTitan, le ESS refroidi par liquide de Sungrow, se concentre sur le marché du stockage d'énergie à l'échelle des services publics.

Grâce à une conception de sécurité cellulaire de pointe, une sécurité électrique et une suppression des incendies, le PowerTitan est entièrement conforme aux normes internationales IEC 63056, IEC 62619, et aux normes nord-américaines UL 9540 et UL 9540A. De plus, associé au système de batteries se trouve la station clé en main, qui intègre le PCS et la station moyenne tension. La station clé en main est entièrement conforme à la IEC 62271-202, grâce à la conception intégrée et à la sélection stricte des composants pour assurer la sécurité des personnes.

Le système de stockage d'énergie est complexe, car des connaissances dans divers domaines, notamment l'électronique de puissance, l'électrochimie et la formation de réseau, sont nécessaires. Sungrow est l'une des rares entreprises à avoir une expertise et une pratique dans ces trois domaines verticaux. En tant qu'acteur précoce dans le secteur du stockage d'énergie, Sungrow a atteint ses expéditions annuelles de systèmes de stockage d'énergie avec 3 GWh déployés en 2021. Les solutions de stockage d'énergie liquide refroidie de l'entreprise ont été fournies à des projets phares, y compris le projet de 390 MWh au Texas, des projets de 750 MWh en Israël, et le plus grand projet solaire-plus-stockage en Asie du Sud-Est.

Alors que le stockage d'énergie refroidi par liquide commence à dominer le marché en 2022 et au-delà, les innovations techniques mentionnées ci-dessus contribuent à la rentabilité à long terme pour les parties prenantes et assurent la compétitivité sur le marché.