El mercado global ve una mayor demanda de instalaciones de almacenamiento de baterías, ya que pueden abordar la volatilidad e intermitencia de la energía renovable. BloombergNEF pronostica que el mercado global de almacenamiento de energía se disparará en las próximas décadas, con la capacidad de instalación lista para crecer un 2000% para 2030.

Entre muchas soluciones de sistemas de almacenamiento de energía (ESS), el ESS refrigerado por líquido atrae mucha atención debido a la tecnología avanzada de gestión térmica, y otras características que incluyen una huella mínima y operación y mantenimiento (O&M) inteligente.

Aunque empresas de diferentes campos se esfuerzan por lanzar sus ESS enfriados por líquido, es desafiante encontrar tu ESS enfriado por líquido ideal sin instrucciones profesionales. A continuación, encontrarás algunas perspectivas que pueden inspirar a las partes interesadas y tomadores de decisiones del proyecto.

Baterías: nacidas con inconsistencia y el 'efecto cubeta'

Las baterías de iones de litio son un componente esencial del sistema de almacenamiento de energía; sin embargo, debido a la inestabilidad electroquímica, la consistencia de la batería es relativa mientras que la inconsistencia es absoluta. La inconsistencia de la batería existe inherentemente, y la inconsistencia continúa expandiéndose cuando múltiples baterías operan en paralelo y la diferencia de temperatura de la batería aumenta. Por lo tanto, la incongruencia de capacidad de la batería ocurre cuando se usan celdas con diferentes capacidades iniciales juntas, lo que reduce la eficiencia de carga y descarga de todo el sistema de almacenamiento de baterías. El nuevo sistema de almacenamiento de energía con enfriamiento líquido mitiga la inconsistencia de la batería con tecnología de enfriamiento avanzada pero no puede eliminarla.

Como resultado, el sistema de almacenamiento de energía está equipado con algunos sistemas de control, incluidos un sistema de gestión de batería (BMS) y un sistema de conversión de potencia (PCS) para garantizar el equilibrio de la batería. El BMS puede monitorear y calcular datos de la batería, y transferir datos al PCS. Como otro "cerebro" del sistema de almacenamiento de batería, el PCS controla la capacidad de carga y descarga y asegura la máxima eficiencia.

El "efecto cubo" significa que si una de las tablas en el cubo está dañada, no es la tabla más larga la que determina cuánta agua puede contener un cubo, sino la más corta.

Esta teoría se adapta al sistema de almacenamiento de baterías tradicional cuando miles de baterías son controladas por un PCS. Un paquete de baterías de iones de litio se asemeja a un cubo que contiene agua, las celdas de iones de litio que componen el paquete de baterías son las tablas del cubo, y la celda con el peor rendimiento determina el rendimiento general del paquete de baterías. El “efecto cubo” en las baterías se intensificará con el tiempo, lo que eventualmente afectará la eficiencia del sistema de baterías y reducirá el retorno de la inversión del proyecto.

Combatir el 'efecto cubo' y asegurar una mayor eficiencia

El nuevo controlador de clúster de Sungrow para el ESS refrigerado por líquido aborda bien el “efecto cubo”. El controlador de clúster puede cargar y descargar racks de baterías individualmente. Identifica el estado de la batería en milisegundos y controla dinámicamente la potencia de carga y descarga de cada clúster según el estado de cada grupo de baterías, garantizando que las baterías con diferentes capacidades en el sistema puedan cargarse y descargarse completamente, aumentando significativamente la capacidad de descarga del sistema en un 7%.

Además de eliminar el 'efecto cubo', el nuevo controlador de cluster está diseñado para lograr un efecto de cadena positivo.

El Estado de Carga (SOC) del almacenamiento en baterías es el parámetro de entrada más importante para reflejar el tamaño de la capacidad residual de la batería de litio. La calibración del SOC permite que el alternador cargue las baterías de iones de litio hasta que se cumplan los criterios de fin de carga. En comparación con la calibración manual tradicional del SOC de la batería, el controlador de clúster puede lograr una calibración automática del SOC sin tiempo de inactividad y calibración manual.

Además, con el controlador de clúster, el ESS refrigerado por líquido de Sungrow admite el uso mixto de baterías nuevas y viejas, y los clústeres de baterías pueden operar una vez reemplazados. La expansión de la capacidad del sistema ocurrirá con frecuencia si aumenta la demanda de almacenamiento de energía. No se requiere un PCS adicional si la capacidad extendida está dentro del rango de potencia del PCS existente. Además, los sistemas de baterías nuevos y viejos pueden conectarse al mismo PCS, reduciendo los costos del equipo.

Además, el controlador de clúster contribuye a la seguridad del sistema. Cuando ocurre un cortocircuito en un bus de CC, la corriente de cortocircuito de cada clúster de baterías en el sistema de almacenamiento de energía converge al nodo de cortocircuito, entonces la corriente instantánea de cortocircuito será mucho más alta que la corriente nominal, lo que presenta un riesgo de seguridad. El ESS refrigerado por líquido de Sungrow con el controlador de clúster puede desconectar el circuito entre el clúster de baterías y el bus de CC, reduciendo la corriente de cortocircuito en un 75% y eliminando el riesgo de daño al equipo causado por cortocircuito.

El cumplimiento es el primer y más importante paso

El cumplimiento global es la prueba reconocida y autorizada de un sistema con alta calidad, seguridad y rendimiento confiable. El PowerTitan, el ESS enfriado por líquido de Sungrow, se centra en el mercado de almacenamiento de energía a escala de utilidad.

A través del diseño de vanguardia en seguridad de celdas, seguridad eléctrica y supresión de incendios, el PowerTitan cumple plenamente con los estándares internacionales IEC 63056, IEC 62619, y los norteamericanos UL 9540 y UL 9540A. Además, junto con el sistema de batería está la estación llave en mano, que integra PCS y estación de media tensión. La estación llave en mano cumple plenamente con IEC 62271-202, dado el diseño integrado y la selección estricta de componentes para asegurar la seguridad de las personas.

El sistema de almacenamiento de energía es complejo, ya que se necesita conocimiento en diversas materias, especialmente electrónica de potencia, electroquímica y formación de red. Sungrow es una de las pocas empresas que tiene experiencia y prácticas en estos tres verticales. Como un participante temprano en el sector de almacenamiento de energía, Sungrow alcanzó su envío anual de sistemas de almacenamiento de energía con 3 GWh desplegados en 2021. Las soluciones ESS refrigeradas por líquido de la compañía se suministraron a proyectos emblemáticos, incluidos el proyecto de 390 MWh en Texas, proyectos de 750 MWh en Israel y el proyecto más grande de solar más almacenamiento en el sudeste asiático.

A medida que el ESS refrigerado por líquido comienza a dominar el mercado en 2022 y más allá, las innovaciones técnicas mencionadas anteriormente contribuyen a la rentabilidad a largo plazo para las partes interesadas y aseguran la competitividad en el mercado.