Las complejidades de integrar el almacenamiento de energía en baterías

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A diferencia de la energía solar, los sistemas de almacenamiento de energía en baterías involucran una mirada de tecnologías complejas, que incluyen ingenierías en eléctrica, electrónica, mecánica, ingeniería de protección contra incendios, software de administración de baterías, integración de sensores, control local y monitoreo y controles basados en la nube. Las tecnologías pueden ser desafiantes y requieren proveedores de soluciones tecnológicas experimentados que mejoren continuamente sus procesos para garantizar el éxito a largo plazo, la seguridad y la adopción en el mercado en diversas aplicaciones.

Ya en 2018, Troes se convirtió en una de las primeras empresas en recomendar el uso de baterías LFP en sistemas estacionarios de almacenamiento de energía después de que su primera versión de paquetes de baterías basados en LFP obtuviera la certificación UL1973. Desde entonces, la empresa ubicada en Canadá ha ampliado sus ofertas para incluir la integración de software y sistemas de control en sus sistemas generales de almacenamiento de energía en baterías, aprovechando su experiencia y ventajas competitivas.

Para comenzar el proceso de integración, Troes comienza seleccionando cuidadosamente la química y la celda de la batería apropiadas. Entre las numerosas solicitudes que hemos recibido, las baterías LFP actualmente cumplen con más del 80 por ciento de los requisitos de proyectos comerciales e industriales debido a su excepcional seguridad, ciclo de vida prolongado y rentabilidad. En comparación con las baterías NMC, las baterías LFP se consideran mucho más seguras, lo que las convierte en una opción ideal para Battery Energy Storage System conocidas como BESS. Sin embargo, para ciertos proyectos que requieren una tasa C más alta o deben almacenarse en condiciones de temperatura extremadamente bajas, nuestra firma recomienda las baterías LTO como la química de integración clave. Troes también está abierto a considerar otras químicas de batería para algunas aplicaciones especiales de C&I.

En segundo lugar, la integración de un sistema de almacenamiento de energía implica conectar el lado de CC (batería) al lado de CA (carga y/o red) mientras se garantiza que se proporcione el voltaje y la capacidad necesarios sin una capacidad sobredimensionada. Esto requiere experiencia tanto en los aspectos eléctricos como mecánicos del sistema.

En tercer lugar, el almacenamiento de energía es un proceso bidireccional, que actúa como carga durante la carga y como generador durante la descarga. Esto se suma a la complejidad del sistema, especialmente cuando se usa junto con otros recursos de generación como la solar o la eólica. El sistema de almacenamiento de energía puede funcionar en modo de formación de red o en modo de seguimiento, según los requisitos específicos de la aplicación. El modo de formación de red es adecuado para microrredes o sistemas aislados, mientras que el modo de seguimiento de red es adecuado para sistemas conectados a la red.

El siguiente paso en el diseño del sistema es seleccionar la electrónica de potencia adecuada para convertir la alimentación de CC de la batería en alimentación de CA. Esto implica seleccionar un inversor y otros componentes electrónicos de potencia que puedan manejar los niveles de potencia requeridos por la carga y/o la red. La elección del tipo de inversor, como modulación de ancho de pulso (PWM) o modulación de ancho de pulso sinusoidal (SPWM), así como su potencia nominal y niveles de eficiencia, son consideraciones importantes.
Además, los sistemas electrónicos de potencia conectados a la red deben cumplir con normas y reglamentos específicos para garantizar la seguridad, la confiabilidad y la calidad del servicio. Estos estándares pueden incluir requisitos para la calidad de la energía, la protección contra la formación de islas, la protección contra la formación de islas y la protección contra fallas.

La integración de un sistema de almacenamiento de energía implica diseñar los controles y protocolos de comunicación necesarios para administrar las celdas de la batería y garantizar que el sistema funcione de manera segura y eficiente. Esto requiere seleccionar los sistemas de control y los protocolos de comunicación correctos que puedan administrar el estado de carga y el estado de salud de las celdas de la batería. Algunos PCS pueden comunicarse directamente con el BMS, mientras que otros requieren un sistema de control intermedio para gestionar los riesgos.

Si el PCS tiene acceso directo al BMS, podría potencialmente anular o eludir algunos de los protocolos de seguridad del BMS, lo que podría conducir a una operación insegura o poco confiable. Por ejemplo, suponga que el BMS es responsable de monitorear la temperatura y el estado de carga de la batería y ha establecido límites superior e inferior para estos parámetros para evitar una operación insegura. Si el PCS tiene acceso directo al BMS, podría anular estos límites y obligar a la batería a operar fuera del rango seguro, ya sea intencionalmente o no.

Por último, el sistema debe probarse y ponerse en servicio para garantizar que funcione de manera segura y eficiente. Esto implica realizar varias pruebas y verificaciones para garantizar que el sistema funcione según lo previsto y que cumpla con todos los estándares de seguridad y rendimiento.

En conclusión, la autointegración de un sistema de almacenamiento de energía puede ser una tarea desafiante porque implica varias consideraciones técnicas relacionadas con la integración CC-CA. Para garantizar una integración exitosa, es importante tener un conocimiento profundo de los aspectos eléctricos y mecánicos del sistema, así como de los controles y protocolos de comunicación necesarios para administrar el sistema de manera segura y eficiente. Si no se tienen en cuenta adecuadamente estas consideraciones técnicas, se puede reducir la eficiencia del sistema, reducir la duración de la batería, dañar el equipo, poner en peligro la seguridad e incluso fallar el sistema.

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