Guía de sistemas de almacenamento de enerxía comercial

Que son os sistemas de almacenamento de baterías comerciais?

Batería de 100 kWheBatería de 200 kWhOs sistemas de almacenamento de baterías comerciais son solucións avanzadas de almacenamento de enerxía deseñadas para almacenar e liberar electricidade de varias fontes. Funcionan como bancos de enerxía a gran escala, utilizando baterías aloxadas en recipientes para xestionar o fluxo de enerxía de forma eficaz. Estes sistemas veñen en varios tamaños e configuracións para satisfacer as necesidades específicas de diferentes aplicacións e clientes.

O deseño modular desistemas de almacenamento de baterías comerciaispermite escalabilidade, con capacidades de almacenamento que normalmente oscilan entre 50 kWh e 1 MWh. Esta flexibilidade fai que sexan axeitados para unha ampla gama de empresas, incluíndo pequenas e medianas empresas, escolas, hospitais, gasolineiras, tendas de venda polo miúdo e instalacións industriais. Estes sistemas axudan a xestionar as demandas enerxéticas, proporcionan enerxía auxiliar durante as interrupcións e admiten a integración de fontes de enerxía renovables como a solar e a eólica.

A flexibilidade dos deseños modulares garante que estes sistemas se poidan personalizar para adaptarse a requisitos enerxéticos específicos, proporcionando unha solución rendible para mellorar a eficiencia enerxética e a fiabilidade en varios sectores.

Compoñentes dos sistemas comerciais de almacenamento de enerxía e as súas aplicacións

Sistemas comerciais de almacenamento de enerxíaconsta de varios compoñentes clave, cada un deles desempeñando un papel específico para satisfacer as diversas necesidades da aplicación. Aquí tes unha descrición detallada destes compoñentes e as súas aplicacións específicas en escenarios do mundo real:

1. Sistema de batería:
   • Compoñente básico: O sistema de batería comprende células individuais de batería que almacenan enerxía eléctrica. As baterías de iones de litio úsanse habitualmente debido á súa alta densidade de enerxía e á súa longa vida útil.
   • Aplicacións: No pico de afeitado e o cambio de carga, o sistema de batería cárgase durante períodos de baixa demanda de electricidade e descarga a enerxía almacenada durante o pico de demanda, reducindo de forma efectiva os custos de enerxía.
2. Sistema de xestión de baterías (BMS):
   • Función: O BMS supervisa o estado e os parámetros de rendemento da batería, como a tensión, a temperatura e o estado de carga, garantindo un funcionamento seguro e eficiente.
   • Aplicacións: Nas aplicacións de enerxía de respaldo e de microrrede, o BMS garante que o sistema de batería poida proporcionar enerxía de emerxencia estable durante as interrupcións da rede, garantindo a continuidade do negocio.
3. Sistema de conversión de potencia ou inversor (PCS):
   • Función: O PCS converte a enerxía de CC almacenada no sistema de baterías en enerxía de CA requirida pola rede ou as cargas, mantendo a tensión de saída estable e a calidade da enerxía.
   • Aplicacións: Nos sistemas conectados á rede, o PCS permite un fluxo de enerxía bidireccional, que admite o equilibrio de carga e o control da frecuencia da rede para mellorar a fiabilidade e a estabilidade da rede.
4. Sistema de xestión da enerxía (EMS):
   • Función: O EMS optimiza e xestiona o fluxo de enerxía dentro do sistema de almacenamento, coordinándose coa rede, as cargas e outras fontes de enerxía. Realiza tarefas como o afeitado máximo, o cambio de carga e a arbitraxe de enerxía.
   • Aplicacións: Na integración de enerxías renovables, o EMS mellora a previsibilidade e a estabilidade da enerxía solar e eólica optimizando a utilización e o almacenamento da enerxía.
5. Inversor bidireccional:
   • Función: Os inversores bidireccionais permiten o intercambio de enerxía entre o sistema de batería e a rede segundo sexa necesario, admitindo unha xestión flexible da enerxía e un funcionamento autónomo durante os fallos da rede.
   • Aplicacións: En microrredes e fontes de enerxía de áreas remotas, os inversores bidireccionais garanten a autonomía do sistema e colaboran coa rede principal para mellorar a fiabilidade e a sustentabilidade da subministración de enerxía.
6. Transformador:
   • Función: Os transformadores axustan o nivel de tensión de saída do sistema de batería para que coincida cos requisitos da rede ou das cargas, garantindo unha transmisión de enerxía eficiente e a estabilidade do sistema.
   • Aplicacións: En aplicacións de enerxía industrial e comercial a gran escala, os transformadores optimizan a eficiencia da transmisión de enerxía e a estabilidade operativa do sistema proporcionando a correspondencia de tensión adecuada.
7. Dispositivos de protección:
   • Función: Os dispositivos de protección monitorizan e responden a sobretensións, curtocircuítos e outras anomalías da rede dentro do sistema, garantindo un funcionamento seguro e minimizando os danos dos equipos.
   • Aplicacións: Na integración na rede e en ambientes con cambios rápidos de carga, os dispositivos de protección salvagardan o sistema de baterías e a rede, reducindo os custos de mantemento e os riscos operativos.
8. Sistemas de refrixeración:
   • Función: Os sistemas de refrixeración manteñen temperaturas óptimas de funcionamento para baterías e inversores, evitando o sobreenriquecemento e a degradación do rendemento, garantindo a estabilidade do sistema a longo prazo.
   • Aplicacións: En ambientes de alta temperatura e cargas de descarga de alta potencia, os sistemas de refrixeración proporcionan a capacidade necesaria de disipación de calor, prolongando a vida útil dos equipos e optimizando a eficiencia enerxética.
9. Sistemas de control avanzados:
   • Función: Os sistemas de control avanzados intégranse con EMS e BMS para supervisar e optimizar o funcionamento e o rendemento de todo o sistema de almacenamento de enerxía.
   • Aplicacións: En aplicacións comerciais e industriais a gran escala, os sistemas de control avanzados melloran a capacidade de resposta do sistema e a eficiencia operativa mediante a análise de datos en tempo real e o apoio á decisión.

Estes compoñentes e as súas aplicacións demostran os roles críticos e os usos prácticos dos sistemas comerciais de almacenamento de enerxía na xestión da enerxía moderna. Ao aproveitar estas tecnoloxías e estratexias de forma eficaz, as empresas poden conseguir aforros enerxéticos, reducir as emisións de carbono e mellorar a fiabilidade e a sustentabilidade da súa fonte de enerxía.

Tipos de sistemas comerciais de almacenamento de enerxía

1. Almacenamento mecánico: Utiliza movementos físicos ou forzas para almacenar enerxía. Os exemplos inclúen a enerxía hidroeléctrica de almacenamento por bombeo (PSH), o almacenamento de enerxía de aire comprimido (CAES) e o almacenamento de enerxía do volante (FES).
2. Almacenamento electromagnético: Utiliza campos eléctricos ou magnéticos para almacenar enerxía. Os exemplos inclúen capacitores, supercondensadores e almacenamento de enerxía magnética superconductora (SMES).
3. Almacenamento térmico: Almacena enerxía en forma de calor ou frío. Os exemplos inclúen sal fundido, aire líquido, almacenamento de enerxía crioxénica (CES) e sistemas de xeo/auga.
4. Almacenamento de produtos químicos: converte e almacena enerxía mediante procesos químicos, como o almacenamento de hidróxeno.
5. Almacenamento electroquímico: Implica baterías que almacenan e liberan enerxía mediante reaccións electroquímicas. As baterías de ión-litio son o tipo máis común empregado en ambientes comerciais debido á súa alta eficiencia e densidade enerxética.

Cada tipo de sistema de almacenamento ten as súas vantaxes e limitacións únicas, polo que son axeitados para diferentes aplicacións e requisitos operativos.

Aplicacións dos sistemas comerciais de almacenamento de enerxía

Os sistemas comerciais de almacenamento de enerxía teñen diversas aplicacións que proporcionan beneficios económicos e contribúen a obxectivos ambientais e enerxéticos máis amplos. Estas aplicacións permiten aforrar custos e mellorar a eficiencia operativa. Aquí tes unha visión xeral detallada:

1. Peak Shaving:

   Reduce os cargos de demanda descargando a enerxía almacenada durante períodos de alta demanda de enerxía. Os sistemas de almacenamento de enerxía comerciais liberan a enerxía almacenada durante os períodos de máxima demanda de electricidade, reducindo así os cargos de demanda para as empresas. Isto é especialmente beneficioso para instalacións con altas ratios pico a media ou aquelas suxeitas a cargos de alta demanda, como escolas, hospitais, gasolineiras, tendas e industrias.

2. Cambio de carga:

   Almacena enerxía durante os períodos de baixos prezos da electricidade e descárgaa cando os prezos son elevados, o que aforra custos para os clientes que usan o tempo de uso. Estes sistemas almacenan o exceso de enerxía durante os períodos de baixos prezos da electricidade e descárgana durante os períodos pico de prezos. Isto beneficia aos clientes nas tarifas de prezos en tempo real ou en tempo de uso. Por exemplo, un hotel de Hawai utilizou un sistema de baterías de iones de litio de 500 kW/3 MWh para cambiar a súa carga de electricidade do día á noite, aforrando 275.000 dólares anuais.

3. Integración renovable:

   Mellora o uso das fontes de enerxía renovables almacenando o exceso de xeración e liberándoo cando sexa necesario. Os sistemas comerciais de almacenamento de enerxía almacenan o excedente de enerxía solar ou eólica e lánzana durante os picos de demanda de enerxía ou cando a xeración de enerxía renovable é baixa. Isto reduce a dependencia dos combustibles fósiles e reduce as emisións de gases de efecto invernadoiro. Ademais, estabiliza a rede, mellorando a súa fiabilidade e seguridade.

4. Poder de reserva:

   Proporciona enerxía de emerxencia durante as interrupcións da rede, garantindo a continuidade do negocio e a resistencia operativa. Estes sistemas proporcionan enerxía de respaldo durante fallos ou emerxencias na rede, o que garante que as instalacións críticas como hospitais, centros de datos e instalacións industriais sigan operativas. Esta capacidade é fundamental para as instalacións que non poden permitirse as interrupcións de enerxía.

5. Microrede:

   Funciona como un sistema de enerxía independente ou en conxunto coa rede principal, mellorando a fiabilidade e reducindo as emisións. Os sistemas comerciais de almacenamento de enerxía son integrantes das microredes, funcionando de xeito independente ou conectado á rede principal. As microredes melloran a fiabilidade da rede local, reducen as emisións e aumentan a independencia e flexibilidade enerxética da comunidade.

Estas aplicacións non só producen beneficios económicos directos, senón que tamén contribúen a obxectivos ambientais e enerxéticos máis amplos, como reducir as emisións de carbono e mellorar a estabilidade da rede. Os sistemas comerciais de almacenamento de enerxía, ao mellorar a eficiencia enerxética e reducir os riscos operativos, crean vantaxes competitivas e oportunidades para o desenvolvemento sostible tanto nas empresas comerciais como nas comunidades.

Capacidade dos sistemas comerciais de almacenamento de enerxía

Os sistemas comerciais de almacenamento de enerxía normalmente varían de 50 kWh a 1 MWh, atendendo a diversas necesidades comerciais e municipais. A elección da capacidade depende da aplicación específica e das métricas de rendemento requiridas.

A avaliación precisa das necesidades enerxéticas e unha planificación coidadosa son esenciais para determinar a capacidade de almacenamento óptima para unha determinada aplicación, garantindo tanto a rendibilidade dos custos como a eficiencia operativa.

Vantaxes dos sistemas comerciais de almacenamento de enerxía

1. Resiliencia
   Os sistemas comerciais de almacenamento de enerxía ofrecen enerxía de reserva crítica durante as interrupcións, o que garante que as operacións poidan continuar sen interrupcións. Isto é especialmente vital para instalacións como hospitais, centros de datos e plantas de fabricación onde as interrupcións eléctricas poden provocar perdas financeiras importantes ou pór en perigo a seguridade. Ao proporcionar unha fonte de enerxía fiable durante os fallos da rede, estes sistemas axudan a manter a continuidade do negocio e protexen os equipos sensibles das flutuacións de enerxía.
2. Aforro de custos
   Un dos principais beneficios financeiros dos sistemas comerciais de almacenamento de enerxía é a capacidade de cambiar o uso de enerxía dos períodos punta aos períodos de baixa actividade. Os custos da electricidade adoitan ser máis elevados durante as horas punta de demanda, polo que almacenar enerxía durante as horas punta cando as tarifas son máis baixas e usala durante as horas punta pode supoñer un aforro substancial de custos. Ademais, as empresas poden participar en programas de resposta á demanda, que ofrecen incentivos financeiros para reducir o consumo de enerxía durante períodos de alta demanda. Estas estratexias non só reducen as facturas enerxéticas senón que tamén optimizan os patróns de consumo de enerxía.
3. Integración renovable
   A integración dos sistemas comerciais de almacenamento de enerxía con fontes de enerxía renovables como a solar e a eólica mellora a súa eficacia e fiabilidade. Estes sistemas de almacenamento poden capturar o exceso de enerxía xerada durante períodos de alta produción renovable e almacenala para usala cando a xeración é baixa. Isto non só maximiza o uso de enerxías renovables senón que tamén reduce a dependencia dos combustibles fósiles, o que leva a unha menor emisión de gases de efecto invernadoiro. Ao estabilizar a natureza intermitente das enerxías renovables, os sistemas de almacenamento facilitan unha transición enerxética máis suave e sostible.
4. Beneficios da rede
   Os sistemas comerciais de almacenamento de enerxía contribúen á estabilidade da rede equilibrando as flutuacións da oferta e da demanda. Ofrecen servizos auxiliares como a regulación de frecuencia e o soporte de tensión, que son cruciais para manter a integridade operativa da rede. Ademais, estes sistemas melloran a seguridade da rede proporcionando capas adicionais de resistencia contra ataques cibernéticos e desastres naturais. A implantación de sistemas de almacenamento de enerxía tamén apoia o crecemento económico creando postos de traballo na fabricación, instalación e mantemento, ao tempo que promove a sustentabilidade ambiental mediante a redución de emisións e consumo de recursos.
5. Beneficios estratéxicos

   Eficiencia Enerxética: Ao optimizar o uso de enerxía e reducir os residuos, os sistemas de almacenamento axudan ás empresas a acadar unha maior eficiencia enerxética, o que pode levar a reducir os custos operativos e a redución da pegada de carbono.

   Redución do Risco Operacional: Ter unha fonte de enerxía de reserva fiable reduce o risco de interrupcións operativas debido a cortes de enerxía, minimizando así as perdas financeiras potenciais e mellorando a estabilidade global da empresa.

Vida útil dos sistemas comerciais de almacenamento de enerxía

A vida útil dos sistemas comerciais de almacenamento de enerxía varía segundo a tecnoloxía e o uso. Os rangos xerais inclúen:

• Baterías de iones de litio: 8 a 15 anos
• Baterías de fluxo redox: 5 a 15 anos
• Sistemas de almacenamento de hidróxeno: 8 a 15 anos

A implementación de ferramentas avanzadas de monitorización e diagnóstico pode axudar a prever e previr problemas potenciais, ampliando aínda máis a vida operativa dos sistemas de almacenamento de enerxía.

Como deseñar un sistema de almacenamento de enerxía comercial segundo as demandas das aplicacións

Deseñar un sistema de almacenamento de enerxía comercial é un proceso complexo que implica varios pasos clave e opcións tecnolóxicas para garantir que o sistema cumpra eficazmente os requisitos de aplicación e os criterios de rendemento.

1. Identificación de escenarios de aplicación:

   Definición dos Servizos Primarios: O primeiro paso consiste en especificar os principais servizos que proporcionará o sistema, como o afeitado máximo, o cambio de carga e a enerxía de reserva. As diferentes aplicacións poden requirir solucións de almacenamento de enerxía adaptadas.

2. Definición de métricas de rendemento:

   Potencia e clasificación enerxética: Determine a capacidade máxima de manexo de enerxía e de almacenamento de enerxía requirida polo sistema.

   Eficiencia: Considere a eficiencia de conversión de enerxía do sistema para minimizar as perdas durante a transferencia de enerxía.

   Ciclo de Vida: Avalía a vida útil esperada dos ciclos de carga-descarga por día, semana ou ano, fundamental para a rendibilidade.

3. Selección de tecnoloxía:

   Tecnoloxías de almacenamento: En función das métricas de rendemento, elixe tecnoloxías de almacenamento adecuadas, como baterías de ión-litio, baterías de chumbo-ácido, baterías de fluxo ou almacenamento de enerxía de aire comprimido. Cada tecnoloxía ofrece vantaxes únicas e se adapta a diferentes necesidades operativas. Por exemplo, as baterías de ión-litio proporcionan unha alta densidade de enerxía e un longo ciclo de vida, polo que son idóneas para os requisitos de almacenamento de enerxía a longo prazo.

4. Deseño do sistema:

   Configuración e integración: Deseñar a disposición física e as conexións eléctricas do sistema para garantir unha interacción eficaz coa rede, outras fontes de enerxía e cargas.

   Control e Xestión: Incorpore sistemas como sistemas de xestión de baterías (BMS), sistemas de xestión de enerxía (EMS) e inversores para manter un rendemento óptimo do sistema. Estes sistemas equilibran a tensión, a temperatura, a corrente, o estado de carga e a saúde xeral do sistema.

5. Avaliación do sistema:

   Probas de rendemento: Realice probas exhaustivas para validar o rendemento do sistema en varias condicións de carga e rede.

   Garantía de fiabilidade: Avalía a fiabilidade e estabilidade a longo prazo do sistema, incluíndo a xestión da temperatura, as previsións de duración da batería e as capacidades de resposta ás emerxencias.

   Análise de beneficios económicos: Analizar os beneficios económicos xerais do sistema, incluíndo o aforro de enerxía, a redución dos custos da electricidade, a participación nos servizos da rede (por exemplo, a resposta á demanda) e a prolongación da vida útil da infraestrutura da rede.

O deseño de sistemas comerciais de almacenamento de enerxía require unha consideración integral dos factores tecnolóxicos, económicos e ambientais para garantir que o sistema ofreza o rendemento esperado e os rendementos durante a operación.

Cálculo de custos e beneficios

O custo nivelado de almacenamento (LCOS) é unha métrica común utilizada para avaliar o custo e o valor dos sistemas de almacenamento de enerxía. Representa os custos totais da vida útil dividido pola produción total de enerxía durante a vida útil. A comparación de LCOS con potenciais fluxos de ingresos ou aforro de custos axuda a determinar a viabilidade económica dun proxecto de almacenamento.

Integración con Fotovoltaica

Os sistemas de almacenamento de baterías comerciais pódense integrar con sistemas fotovoltaicos (PV) para crear solucións de almacenamento solar. Estes sistemas almacenan o exceso de enerxía solar para o seu uso posterior, mellorando o autoconsumo de enerxía, reducindo os cargos de demanda e proporcionando enerxía de reserva fiable. Tamén admiten servizos de rede como a regulación de frecuencias e a arbitraxe enerxética, o que os converte nunha opción rendible e respectuosa co medio ambiente para as empresas.

Conclusión

Os sistemas comerciais de almacenamento de enerxía son cada vez máis viables e atractivos a medida que avanza a tecnoloxía e se implementan políticas de apoio. Estes sistemas ofrecen beneficios significativos, incluíndo aforro de custos, mellora da resistencia e mellora da integración das fontes de enerxía renovables. Ao comprender os compoñentes, as aplicacións e as vantaxes, as empresas poden tomar decisións fundamentadas para aproveitar todo o potencial dos sistemas comerciais de almacenamento de enerxía.

Kamada Power OEM ODM Sistemas de almacenamento de enerxía comercial personalizados, Contacte con Kamada Powerpara Obter unha cotización