Analisi approfondita del cabinet del sistema di accumulo dell'energia

L'Energy Storage System Cabinet, in quanto dispositivo centrale di accumulo dell'energia compatto e intelligente, fornisce una soluzione efficiente e conveniente per la moderna gestione dell'energia integrando più moduli funzionali. Con il suo design eccellente e le sue potenti funzioni, svolge un ruolo importante negli scenari di stoccaggio, allocazione e ottimizzazione dell'energia, offrendo agli utenti un'esperienza di utilizzo dell'energia sicura, rispettosa dell'ambiente ed efficiente. È diventato un componente indispensabile dei futuri sistemi energetici intelligenti.

Nella pratica del settore dello stoccaggio dell’energia, i tecnici spesso si concentrano sull’analisi dei dati di carico e sul calcolo dello stoccaggio dell’energia, e spesso trascurano la profonda comprensione del core del sistema di accumulo dell’energia. I principali prodotti di accumulo di energia nell'attuale mercato interno possono essere suddivisi in due categorie: una è l'armadio integrato di accumulo di energia da 261 kWh adatto per progetti a bassa-tensione (0,4 kV) e l'altro è il contenitore di accumulo di energia da 5 MWh per progetti ad alta-tensione (10 kV e superiori).

Un sistema di accumulo dell'energia è una soluzione complessa per l'accumulo e la regolazione dell'energia, costituita da componenti chiave come celle della batteria, inverter di accumulo dell'energia (PCS), sistemi di gestione della batteria (BMS), sistemi di gestione dell'energia (EMS), sistemi di controllo della temperatura e sistemi di protezione antincendio. Tutti i componenti lavorano insieme per garantire il funzionamento efficiente, sicuro e stabile del sistema di accumulo dell'energia. Questo articolo inizierà con i componenti principali e analizzerà uno per uno il principio di funzionamento e il valore funzionale del sistema di accumulo dell'energia del Solar Battery Storage Cabinet.

Sistema di gestione di celle e batterie (BMS):Il funzionamento collaborativo delle cellule si basa sulla gestione gerarchica. Il sistema di batterie è suddiviso in tre livelli: PACK, cluster di batterie e stack di batterie. BMS adotta un'architettura di gestione a tre-livelli per ottenere un monitoraggio preciso delle celle e un funzionamento efficiente del sistema. Strutturalmente, le celle della batteria sono collegate in serie attraverso una matrice per formare PACK e più PACK sono collegati in serie per formare cluster di batterie. Ciascun gruppo di batterie è collegato in parallelo per formare uno stack di batterie per la raccolta dell'energia. Nel Battery Energy Storage Cabinet, il funzionamento collaborativo di centinaia o migliaia di celle della batteria si basa su un meccanismo scientifico di gestione gerarchica. Il sistema di batterie è solitamente suddiviso in tre livelli: pacco batterie (PACK), gruppo batterie e stack di batterie. Di conseguenza, anche il sistema di gestione della batteria (BMS) adotta un'architettura di gestione a tre-livelli, vale a dire livello PACK (Livello 1), livello cluster (Livello 2) e livello cabina (Livello 3). Questa modalità di gestione gerarchica può ottenere un monitoraggio e un controllo precisi di ciascuna cella della batteria, garantendo il funzionamento efficiente dell'intero sistema batteria.

Scatola ad alta tensione e convertitore di accumulo di energia (PCS):La tensione e l'intervallo di fluttuazione dei diversi tipi di celle della batteria sono diversi. Secondo il principio del circuito, il gruppo batterie è collegato in serie per sovrapporre la tensione e il gruppo batterie è collegato in parallelo per mantenere la stabilità della tensione. La tensione di uscita finale del sistema è uguale alla tensione del gruppo batterie. La scatola ad alta-tensione è responsabile della distribuzione e del monitoraggio dello stato dell'energia elettrica ad alta-tensione, garantendo la fornitura stabile di tensione al PCS per l'armadio di accumulo di energia raffreddato a liquido. Attualmente, la tensione di ingresso mainstream sul lato CC del PCS è 1000 V e 1500 V. Esistono differenze nella tensione nominale e nell'intervallo di fluttuazione della tensione dei diversi tipi di celle, ad esempio, la tensione nominale della batteria al litio ferro fosfato è 3,2 V, con un intervallo di fluttuazione di 2,8-3,6 V; la tensione nominale della batteria al litio ternaria è 3,7 V, con un intervallo di fluttuazione di 3,0-4,2 V. Secondo i principi di base del circuito, la tensione nel circuito in serie si sovrappone, mentre la tensione nel circuito in parallelo rimane costante.

Sistema di controllo della temperatura (applicazione principale dell'unità di raffreddamento a liquido):La principale tecnologia di controllo della temperatura dell'armadio di accumulo energetico Pylontech è il raffreddamento a liquido con piastra fredda, il raffreddamento ad aria viene gradualmente eliminato, il raffreddamento a cambiamento di fase non è ampiamente utilizzato e il raffreddamento a liquido per immersione non è temporaneamente mainstream. L'unità di raffreddamento a liquido trasporta il liquido refrigerante attraverso una tubazione dedicata, controllando accuratamente la differenza di temperatura delle celle della batteria entro 2 gradi, garantendo che l'apparecchiatura funzioni alla temperatura ottimale e migliorando le prestazioni e l'affidabilità del sistema.

Sistema di protezione antincendio e sistema di gestione dell'energia (EMS):I sistemi antincendio sono spesso installati lateralmente o sulla parte superiore dell'armadio di accumulo energetico da esterno, con volumi più ridotti; L'EMS non è integrato nell'armadio di accumulo dell'energia e viene solitamente installato nella sala di monitoraggio o nella sala apparecchiature per ottenere il monitoraggio e la gestione completi del processo del sistema di accumulo dell'energia.

Nel complesso, la struttura principale e la logica di funzionamento del sistema di accumulo dell'energia per armadi da esterno possono essere riassunti nei seguenti quattro punti: in primo luogo, le celle della batteria sono disposte in una matrice 4 × 13 per formare un modulo batteria (PACK) e cinque PACK di questa specifica sono collegati in serie per formare un cluster di batterie; In secondo luogo, il sistema di gestione della batteria (BMS) adotta una modalità di implementazione a due- livelli, con il BMS di primo livello strettamente integrato con ciascun PACK e il BMS di secondo livello installato in modo indipendente nell'area inferiore del sistema; In terzo luogo, il sistema batteria composto da celle della batteria raccoglie energia attraverso una scatola ad alta-tensione e, dopo aver completato la conversione CA-CC tramite un convertitore di accumulo di energia (PCS), l'energia elettrica viene trasmessa allo scenario di utilizzo finale; In quarto luogo, l'unità di raffreddamento a liquido controlla con precisione la temperatura di ciascun PACK attraverso tubazioni di raffreddamento a liquido dedicate, garantendo che la batteria funzioni entro un intervallo di temperatura adeguato e migliorando continuamente le prestazioni operative e l'affidabilità del sistema.

Sulla base di un'analisi approfondita della struttura centrale e dei principi tecnici degli armadi integrati per l'accumulo di energia, combinati con l'attuale stato di sviluppo del settore, è possibile fare le seguenti due previsioni per le loro tendenze di sviluppo future: in primo luogo, il continuo aumento della capacità delle singole celle sta guidando l'aggiornamento della capacità degli armadi di accumulo dell'energia eolica solare. Nel 2024, la capacità principale della cella singola sul mercato sarà di 280 Ah e verrà aggiornata a 314 Ah entro il 2025. Attualmente, nel settore stanno emergendo prodotti con celle di grande capacità con 500 Ah e oltre, inclusi prodotti a livello di 600 Ah, 700 Ah e persino 1000 Ah. Si prevede che entro il 2026 la capacità individuale degli armadi integrati per lo stoccaggio dell’energia aumenterà ulteriormente e specifiche come 488 kWh e 522 kWh diventeranno gradualmente mainstream nel mercato.

In secondo luogo, l'iterazione della tecnologia di raffreddamento a liquido sta accelerando e si prevede che il raffreddamento a liquido a immersione diventerà la tendenza principale a lungo termine. Con il continuo aumento della capacità della singola cella, la richiesta di dissipazione del calore di un armadio integrato per l'accumulo di energia con raffreddamento a liquido per il settore eolico sta diventando sempre più importante e l'importanza della tecnologia di raffreddamento a liquido a immersione continua ad essere evidenziata. Tuttavia, a causa degli elevati costi tecnici a breve termine, esistono ancora alcune limitazioni alla sua promozione e applicazione su larga-scala. Si prevede che dopo il 2027, con la maturazione della tecnologia e la diminuzione dei costi, la tecnologia di raffreddamento a liquido ad immersione diventerà gradualmente la tendenza di sviluppo principale nel campo del controllo della temperatura dei sistemi di accumulo dell’energia.

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