Il mercato globale vede una crescente domanda di impianti di accumulo a batteria poiché possono affrontare la volatilità e l'intermittenza delle energie rinnovabili. BloombergNEF prevede che il mercato globale dello stoccaggio energetico aumenterà nei prossimi decenni con la capacità di installazione destinata a crescere del 2000% entro il 2030.

Tra molte soluzioni di sistemi di accumulo di energia (ESS), l'ESS raffreddato a liquido attira molta attenzione grazie alla tecnologia avanzata di gestione termica e ad altre caratteristiche inclusa un'ingombro minimo e manutenzione operativa intelligente (O&M).

Sebbene aziende di diversi settori si sforzino di lanciare i loro ESS raffreddati a liquido, è difficile trovare il tuo ESS raffreddato a liquido ideale senza istruzioni professionali. Di seguito troverai alcune intuizioni che possono ispirare le parti interessate e i decisori del progetto.

Batterie: nate con l'inconsistenza e l'"effetto secchio"

Le batterie agli ioni di litio sono un componente essenziale del sistema di accumulo di energia; tuttavia, a causa dell'instabilità elettrochimica, la coerenza della batteria è relativa mentre l'incoerenza è assoluta. L'incoerenza della batteria esiste intrinsecamente e continua ad espandersi quando più batterie operano in parallelo e la differenza di temperatura della batteria aumenta. Quindi, l'incongruenza della capacità della batteria si verifica quando celle con capacità iniziali diverse vengono usate insieme, riducendo l'efficienza di carica e scarica dell'intero sistema di accumulo a batteria. Il nuovo sistema di accumulo di energia raffreddato a liquido mitiga l'incoerenza della batteria con tecnologia di raffreddamento avanzata ma non può eliminarla.

Di conseguenza, il sistema di accumulo di energia è equipaggiato con alcuni sistemi di controllo, incluso un sistema di gestione della batteria (BMS) e un sistema di conversione di potenza (PCS) per garantire il bilanciamento della batteria. Il BMS può monitorare e calcolare i dati della batteria e trasferire i dati al PCS. Come altro "cervello" del sistema di accumulo della batteria, il PCS controlla la capacità di carica e scarica e assicura la massima efficienza.

L'"effetto secchio" significa che se una delle assi nel secchio è danneggiata, non è la tavola più lunga che determina quanta acqua tiene un secchio, ma la più corta.

Questa teoria si adatta al tradizionale sistema di accumulo di batterie quando migliaia di batterie sono controllate da un PCS. Un pacco batteria agli ioni di litio è paragonato a un secchio contenente acqua, le celle agli ioni di litio che compongono il pacco batteria sono le assi del secchio, e la cella con le peggiori prestazioni determina le prestazioni complessive del pacco batteria. L'"effetto secchio" nelle batterie si intensificherà nel tempo, influenzando alla fine l'efficienza del sistema di batterie e riducendo il ritorno sull'investimento del progetto.

Combattere l'"effetto secchio" e garantire una maggiore efficienza

Il nuovo controller di cluster di Sungrow per l'ESS raffreddato a liquido affronta efficacemente l'effetto secchio. Il controller di cluster può caricare e scaricare i rack della batteria individualmente. Identifica lo stato della batteria in millisecondi e controlla dinamicamente la potenza di carica e scarica di ciascun cluster in base allo stato di ciascun cluster di batterie, garantendo che le batterie con capacità diverse nel sistema possano essere completamente caricate e scaricate, aumentando significativamente la capacità di scarica del sistema del 7%.

Oltre a eliminare l'“effetto secchio”, il nuovo controller cluster è progettato per ottenere un effetto a catena positivo.

Lo Stato di Carica (SOC) dello stoccaggio della batteria è il parametro di input più importante per riflettere la dimensione della capacità residua della batteria al litio. La calibrazione SOC consente all'alternatore di caricare le batterie agli ioni di litio finché non vengono soddisfatti i criteri di fine carica. Rispetto alla tradizionale calibrazione manuale del SOC della batteria, il controller cluster può raggiungere la calibrazione automatica del SOC senza tempi di inattività e calibrazione manuale.

Inoltre, con il controller del cluster, l'ESS raffreddato a liquido di Sungrow supporta l'uso misto di batterie vecchie e nuove, e i cluster di batterie possono operare una volta sostituiti. L'espansione della capacità del sistema accadrà frequentemente se la domanda di accumulo di energia aumenta. Un PCS aggiuntivo non è richiesto se la capacità estesa è entro il range di potenza del PCS esistente. Inoltre, i sistemi di batterie nuovi e vecchi possono essere connessi allo stesso PCS, riducendo i costi delle apparecchiature.

Inoltre, il controller del cluster contribuisce alla sicurezza del sistema. Quando si verifica un cortocircuito del bus CC, la corrente di cortocircuito di ogni cluster di batterie nel sistema di accumulo di energia converge al nodo di cortocircuito, quindi la corrente di cortocircuito istantanea sarà molto più alta della corrente nominale, ponendo un rischio per la sicurezza. L'ESS raffreddato a liquido di Sungrow con il controller del cluster può interrompere il circuito tra il cluster di batterie e il bus CC, riducendo la corrente di cortocircuito del 75% ed eliminando il rischio di danni alle attrezzature causati dal cortocircuito.

La conformità è il primo e più importante passo

La conformità globale è la prova riconosciuta e autorevole di un sistema di alta qualità, sicurezza e prestazioni affidabili. Il PowerTitan, l'ESS raffreddato a liquido di Sungrow, si concentra sul mercato dell'accumulo energetico su scala utility.

Attraverso un design di sicurezza delle celle all'avanguardia, sicurezza elettrica e soppressione degli incendi, il PowerTitan è pienamente conforme agli standard internazionali IEC 63056, IEC 62619, e agli standard nordamericani UL 9540 e UL 9540A. Inoltre, associato al sistema batteria è la stazione chiavi in mano, che integra PCS e stazione a media tensione. La stazione chiavi in mano è pienamente conforme a IEC 62271-202, data la progettazione integrata e la selezione rigorosa dei componenti per garantire la sicurezza degli esseri umani.

Il sistema di accumulo di energia è complesso, poiché è necessaria conoscenza su vari argomenti, in particolare elettronica di potenza, elettrochimica e formazione della rete. Sungrow è una delle poche aziende che ha competenze e pratiche in questi tre settori verticali. Come primo entrante nel settore dell'accumulo di energia, Sungrow ha raggiunto la sua spedizione annuale di sistemi di accumulo con 3 GWh installati nel 2021. Le soluzioni ESS raffreddate a liquido dell'azienda sono state fornite a progetti di riferimento, tra cui il progetto da 390MWh in Texas, progetti da 750MWh in Israele e il più grande progetto solare più accumulo nel sud-est asiatico.

Poiché gli ESS raffreddati a liquido iniziano a dominare il mercato nel 2022 e oltre, le innovazioni tecniche sopra menzionate contribuiscono alla redditività a lungo termine per gli stakeholder e garantiscono la competitività sul mercato.