Este artículo profundiza en los componentes clave de un sistema de almacenamiento de energía en batería (BESS), incluido el sistema de gestión de batería (BMS), el sistema de conversión de energía (PCS), el controlador, SCADA y el sistema de gestión de energía (EMS). Cada sección explica los roles y funciones de estos componentes, enfatizando su importancia para garantizar la seguridad, eficiencia y confiabilidad del BESS. Obtendrá una comprensión integral de cómo estos sistemas funcionan juntos para optimizar el almacenamiento y el uso de energía.
Al leer este artículo, otras personas se beneficiarán de una descripción detallada de los elementos críticos que componen un sistema de almacenamiento de energía en batería. La información proporcionada, particularmente sobre los componentes del sistema de almacenamiento de energía en batería, ayudará a las personas y organizaciones a tomar decisiones informadas sobre la implementación y gestión de soluciones BESS. Este conocimiento es esencial para mejorar la eficiencia energética, integrar fuentes de energía renovables y garantizar la longevidad y seguridad de los sistemas de almacenamiento de energía.
Sistema de gestión de la batería (BMS)
El sistema de gestión de baterías (BMS) es una parte importante de cualquier tipo de sistema espacial de almacenamiento de energía de baterías (BESS). Garantiza la eficiencia óptima, la seguridad y la larga vida útil del paquete de baterías. Las funciones críticas del BMS consisten en vigilancia, seguridad y control.
El BMS monitorea continuamente diferentes parámetros de las celdas de la batería, como voltaje, corriente, temperatura y estado de carga (SOC). Un seguimiento preciso es esencial para mantener el equilibrio, la salud y el bienestar de las células y evitar preocupaciones como la sobrecarga o la descarga profunda, que pueden provocar daños celulares o reducir la esperanza de vida.
La seguridad es un deber vital adicional del BMS. Implementa procedimientos de seguridad para proteger contra fugas térmicas, cortocircuitos y otros problemas peligrosos. Esto se logra mediante algoritmos y hardware que separan la batería del sistema cuando se detectan problemas peligrosos, protegiendo la batería y el equipo vinculado.
La función de control del BMS se encarga de los procesos de tarifas y altas, garantizando que se produzcan dentro de restricciones seguras y eficientes. Esto incluye equilibrar las celdas para garantizar ciclos uniformes de carga y descarga, lo cual es crucial para preservar la efectividad general y la capacidad del paquete de baterías.
Además, el BMS interactúa con otros componentes del sistema, como el sistema de conversión de energía (PCS) y el sistema de gestión de energía (EMS), para optimizar la eficiencia de todo el sistema de almacenamiento de energía de la batería. Esta estrategia incorporada permite ajustes en tiempo real según la situación y la demanda actuales, mejorando la seguridad y eficiencia del sistema.
Sistema de conversión de energía (PCS) o inversor híbrido
El sistema de conversión de energía (PCS), generalmente descrito como inversor híbrido, es un elemento crucial en un sistema de almacenamiento de energía por batería (BESS). El PCS es responsable de convertir la corriente recta (CC) de la batería en corriente alterna (AIRE ACONDICIONADO) que la red o los sistemas eléctricos del vecindario pueden utilizar. Esta conversión es necesaria para integrar la energía almacenada en las instalaciones eléctricas existentes.
Un PCS normal incluye numerosas prestaciones vitales:
| Performance | Resumen |
|---|---|
| Conversión de CC a aire acondicionado | Convierte la salida DC de la batería a AC, haciéndola compatible con la red y toneladas de aire acondicionado. |
| Conversión de CA a CC | Permite que el sistema cargue la batería desde un recurso de aire acondicionado transformando el aire acondicionado a CC. |
| Interacción con la red | Permite una integración y sincronización fluida con la red, ocupándose de los cambios de potencia de la red y manteniendo la estabilidad. |
| Procedimiento de configuración de islas | Ofrece energía durante cortes de red funcionando por separado de la red. |
La eficiencia de un PCS es una consideración esencial de la eficiencia general de un BESS. Los sistemas modernos suelen lograr una eficacia de conversión de alrededor del 95-98 %, lo que reduce las pérdidas de energía durante todo el procedimiento de conversión. Esta alta eficiencia es esencial para optimizar las ventajas financieras de las soluciones de espacio de almacenamiento de energía.
Los inversores híbridos avanzados también vienen equipados con funciones de control innovadoras. Estos atributos consisten en:
| Atributo de control inteligente | Advantage |
|---|---|
| Corte superior | Minimiza las tarifas de demanda máxima al descargar la energía retenida durante períodos de alta demanda. |
| Cambio de toneladas | Cambia el consumo de energía a horas valle para aprovechar tarifas eléctricas más bajas. |
| Política de regularidad | Las ayudas preservan la seguridad de la red estabilizando la oferta y la demanda en tiempo real. |
| Soporte de voltaje | Ofrece potencia de respuesta para mantener los niveles de voltaje dentro del rango preferido. |
La computadora también juega un papel esencial en la seguridad y la integridad. Comprende numerosos dispositivos de defensa, como protección contra sobretensión, sobrecorriente y cortocircuito, para salvaguardar el BESS y los sistemas eléctricos vinculados. Además, los dispositivos PCS modernos están diseñados para funcionar en diferentes problemas ecológicos, lo que garantiza un rendimiento sólido en diversas configuraciones.
El acoplamiento de CA se refiere a sistemas solares fotovoltaicos donde el BESS está conectado externamente al lado de CA del inversor fotovoltaico. El BESS tiene su propio inversor dedicado conectado a la batería.
El acoplamiento de CC se refiere a conectar la batería al mismo bus de CC donde se encuentra la energía solar fotovoltaica, utilizando un inversor híbrido compartido entre la energía fotovoltaica y el BESS.
Control
El controlador es una parte integral del sistema de almacenamiento de energía en batería (BESS) y es la pieza central que gestiona todo el funcionamiento del sistema. Supervisa, controla, protege, comunica y programa los componentes clave del BESS (llamados subsistemas). Además de comunicarse con los componentes del propio sistema de almacenamiento de energía, también puede comunicarse con dispositivos externos como medidores y transformadores para garantizar que BESS funcione de manera óptima. El controlador tiene múltiples niveles de protección, incluida protección contra sobrecarga durante la carga y protección de energía inversa durante la descarga. El controlador se puede integrar con SCADA y EMS de terceros para la recopilación de datos y la gestión de energía.
SCADA
El sistema de supervisión, control y adquisición de datos (SCADA) es esencial para un sistema de almacenamiento de energía en batería (BESS). Los sistemas SCADA ofrecen amplias capacidades de monitoreo y control, garantizando el funcionamiento eficiente y libre de riesgos de todo el sistema de almacenamiento de energía.
En esencia, SCADA incorpora numerosos subsistemas dentro de BESS, que consisten en el Sistema de gestión de baterías (BMS), el Sistema de conversión de energía (PCS) y varios otros sistemas auxiliares. Esta integración permite la compra de información en tiempo real, esencial para monitorear el estado de salud y el rendimiento de las celdas de la batería, rastrear la circulación de energía y controlar el estado de carga y los ciclos de descarga.
Una de las características críticas de SCADA en un BESS es que proporciona una interfaz central para que los conductores verifiquen las condiciones del sistema y las métricas de rendimiento. Esto incluye parámetros como voltaje, corriente, nivel de temperatura y estado de carga. Al recopilar y evaluar continuamente estos datos, los sistemas SCADA pueden detectar anomalías y activar sistemas de alarma, permitiendo actividades correctivas puntuales para evitar posibles fallas o ineficacia.
Además, los sistemas SCADA facilitan las capacidades de control remoto, lo que permite a los conductores ejecutar comandos y ajustar configuraciones desde un área central. Esto es útil para grandes instalaciones de almacenamiento de energía donde la intervención práctica podría ser más práctica. A través de SCADA, los conductores pueden iniciar ciclos de carga o liberación, equilibrar cargas y maximizar el uso de energía en función de las necesidades y los problemas de suministro en tiempo real.
Otro aspecto esencial de SCADA en BESS es su función de registro de datos y evaluación histórica. Al mantener documentos detallados del rendimiento del sistema en el tiempo, los sistemas SCADA permiten evaluar patrones y anticipar el mantenimiento. Estos datos históricos pueden ser esenciales para reconocer patrones, optimizar estrategias funcionales y ampliar la vida útil de las piezas de la batería.
Además de los beneficios operativos, los sistemas SCADA también mejoran la seguridad y confiabilidad de BESS. Están equipados con herramientas de diagnóstico avanzadas y fórmulas de detección de errores para determinar posibles problemas antes de derivar en fallas cruciales. Esta agresiva técnica de mantenimiento y resolución de problemas ayuda a minimizar el tiempo de inactividad y garantiza la accesibilidad continua del sistema de almacenamiento de energía.
En general, la combinación de SCADA dentro de un sistema espacial de almacenamiento de energía de batería es esencial para lograr un rendimiento, confiabilidad y seguridad óptimos. Al brindar monitoreo en tiempo real, control remoto, registro de datos y diagnóstico avanzado, los sistemas SCADA desempeñan un papel crucial en la administración eficaz de los remedios contemporáneos de almacenamiento de energía.
EMS
El sistema de monitoreo de energía (EMS) es crucial para un sistema de almacenamiento de energía de batería (BESS). Funciona como el cerebro de todo el sistema, coordinando el procedimiento de numerosas partes para garantizar un rendimiento, efectividad y confiabilidad óptimos. El EMS es responsable de monitorear, controlar y maximizar el flujo de energía dentro del sistema de espacio de almacenamiento y entre el sistema y la red u otras fuentes de energía.
Una de las funciones clave del EMS es manejar los ciclos de carga y descarga del sistema de batería. Esto implica determinar los momentos más efectivos para ahorrar energía y cuándo liberarla en función de factores como los precios de la electricidad, las proyecciones de necesidades y las condiciones de la red. Al hacerlo, el EMS ayuda a aprovechar al máximo los beneficios económicos del BESS y al mismo tiempo garantiza la durabilidad de las celdas de la batería.
Otra función crucial del SME es preservar el equilibrio entre la oferta y la demanda de energía. Esto es particularmente importante en aplicaciones como la estabilización de redes, donde el EMS puede proporcionar servicios como regulación de frecuencia, soporte de voltaje y afeitado óptimo. Al reaccionar a la información y señales de la red en tiempo real, el EMS puede ayudar a mantener la estabilidad y confiabilidad de la red.
El EMS también desempeña un papel importante a la hora de incorporar fuentes de energía ecológicas, como la solar y la eólica, al BESS. Al gestionar la irregularidad y la intermitencia de la generación de energía sostenible, el EMS garantiza que el sistema de espacio de almacenamiento de energía pueda mantener adecuadamente el exceso de energía cuando la producción es alta y lanzarlo cuando la producción es baja, lo que aumenta la eficacia y confiabilidad general del sistema de recursos renovables.
Además, el EMS está equipado con algoritmos innovadores y análisis predictivos para optimizar el rendimiento del BESS. Estas fórmulas pueden analizar datos históricos, informes meteorológicos y otra información relevante para tomar decisiones informadas con respecto a la administración de energía. Esta capacidad predictiva permite al EMS prepararse y responder a los cambios en la demanda y el suministro de energía, mejorando además la eficacia y confiabilidad del sistema.
Para ofrecer una descripción general completa de las funciones del EMS, la tabla de cumplimiento resume las funciones y deberes clave:
| Feature | Resumen |
|---|---|
| Administración de carga/descarga | Optimiza el tiempo y la velocidad de carga y liberación de la batería para optimizar los beneficios económicos y la duración de la batería. |
| Estabilización de red | Ofrece ley de frecuencia, soporte de voltaje y afeitado óptimo para mantener la seguridad de la red. |
| Integración Sostenible | Se ocupa de la variabilidad de las fuentes de energía ecológicas para garantizar un almacenamiento y liberación de energía eficiente. |
| Anticipando el análisis | Realiza fórmulas innovadoras para evaluar la información y tomar decisiones informadas respecto a la gestión de energía. |
Finalmente, el EMS es un componente esencial de un sistema de almacenamiento de energía en batería, que es crucial para garantizar la eficacia, confiabilidad y viabilidad financiera del sistema. Al manejar con éxito las circulaciones de energía, integrar fuentes ecológicas y utilizar análisis predictivos, el EMS ayuda a maximizar la eficiencia de todo el sistema de almacenamiento de energía.
SISTEMA DE CALEFACCIÓN Y VENTILACIÓN
HVAC es una parte integral de un sistema de almacenamiento de batería; regula el ambiente interno moviendo aire entre el interior y el exterior del recinto. Mantener temperaturas de funcionamiento óptimas y una buena distribución del aire en los sistemas de baterías de litio ayuda a extender el ciclo de vida del sistema de baterías. Sin una gestión térmica adecuada, las celdas de la batería pueden sobrecalentarse, lo que provoca una degradación del rendimiento, fallas e incluso un descontrol térmico; Tener el tipo correcto de sistema HVAC dará como resultado un mejor rendimiento de BESS y una mayor duración de la batería.
Supresión De Incendios
El sistema de extinción de incendios dentro del BESS es una capa adicional de protección para garantizar que la batería funcione dentro de parámetros seguros, incluida la temperatura. Si se alcanzan temperaturas altas fuera de los parámetros establecidos, el BMS apaga automáticamente el sistema; En caso de fuga térmica, el BMS no puede actuar como única capa protectora. Aquí es donde entra en juego el sistema de extinción de incendios, que se activa en caso de fuga térmica; El sistema de extinción de incendios se puede activar mediante detección de gas, humo o calor, según el sistema de extinción de incendios que se utilice en el BESS. Una vez activado, el sistema de extinción de incendios libera el agente extintor, que actúa como refrigerante y absorbe calor. Los sistemas de extinción de incendios que utilizamos incluyen:
1 comentario sobre “Componentes clave del sistema de almacenamiento de energía de baterías explicados”
Hola, solo quería avisarte brevemente que algunas de las imágenes no se cargan correctamente. No estoy seguro de por qué, pero creo que es un problema de enlace. Lo he probado en dos navegadores web diferentes y ambos muestran el mismo resultado.