Components bàsics i principis de funcionament d'una central elèctrica d'emmagatzematge d'energia

El paquet de bateries és el cor de tot el sistema d'emmagatzematge d'energia, realitzant les funcions bàsiques d'emmagatzemar i alliberar energia elèctrica. Normalment consisteix en centenars o milers de cèl·lules connectades en sèrie i en paral·lel, formant progressivament mòduls de bateries, grups de bateries i fins i tot piles de bateries, creant finalment un sistema d'alimentació que compleix els requisits específics de tensió i capacitat. Actualment, les bateries de fosfat de ferro de liti, amb la seva alta seguretat i llarga vida útil, són l'opció principal per a l'emmagatzematge d'energia industrial i comercial. Tant si s'utilitza per a l'afaitat màxim i per omplir la vall o per a la gestió de la demanda, el rendiment químic i la consistència d'aquest dispositiu d'emmagatzematge d'energia basat en bateria-determinen directament l'eficiència de generació d'energia i la vida útil de tot el sistema.

Si la bateria és el cor, el sistema de conversió d'energia (PCS) és la vàlvula vascular del sistema. És un dispositiu clau que connecta el paquet de bateries a la xarxa de CA, permetent el funcionament bidireccional d'inversió i rectificació. Durant la càrrega, el PCS converteix la potència CA de la xarxa en potència CC per emmagatzemar-la a la bateria; durant la descàrrega, inverteix la potència de CC de la bateria en una potència de CA d'alta-qualitat per subministrar la càrrega. Per a les empreses que busquen un desplegament flexible, la solució Modular Energy Storage for C&I sovint integra el PCS (Power Conversion System) amb les bateries en un únic armari, reduint significativament l'espai i millorant dràsticament l'eficiència de conversió d'energia i la velocitat de resposta.

Per garantir el funcionament segur de grans matrius de bateries, és essencial un sistema de gestió de bateries (BMS) molt sofisticat. El BMS actua com a "assistent personal" de les bateries, supervisant paràmetres clau com ara la tensió, el corrent i la temperatura de cada cel·la en temps real i realitza estimacions d'alta-precisió SOC (estat de càrrega) i SOH (estat de salut). Quan el sistema experimenta condicions anormals, com ara sobrecàrrega, sobre-descàrrega, sobreintensitat o sobretemperatura, el BMS activa mecanismes de protecció en mil·lisegons, tallant el circuit per evitar la fugida tèrmica. Aquesta protecció de seguretat proactiva integral és la pedra angular de l'aplicació-a gran escala de l'emmagatzematge d'energia comercial modern.

El Sistema de Gestió de l'Energia (EMS) és el cervell intel·ligent de tot el sistema, encarregat de realitzar una Gestió Intel·ligent d'Energia per a l'emmagatzematge comercial. L'EMS recull dades del PCS, el BMS i els comptadors d'electricitat mitjançant una xarxa de comunicacions d'alta-velocitat, combinant aquestes dades amb les polítiques locals de preus de l'electricitat de la vall{2}}pic, les corbes de càrrega empresarial i les condicions de generació d'energia fotovoltaica per formular de manera intel·ligent estratègies òptimes de càrrega i descàrrega. Per exemple, la càrrega automàtica durant els-períodes d'electricitat punta i la descàrrega durant els períodes punta per subministrar energia a la fàbrica maximitzen l'estalvi de costos. A més, EMS admet la supervisió del núvol i el manteniment remot, cosa que permet als gestors supervisar l'estat operatiu de la central elèctrica d'emmagatzematge d'energia industrial (EMS) en qualsevol moment i en qualsevol lloc.

En aplicacions industrials i comercials a gran-escala, els transformadors d'aïllament són essencials per a la conversió d'alta-a-tensió baixa i per garantir la seguretat elèctrica. No només augmenten la sortida de CA de baixa tensió del PCS fins a un nivell que coincideix amb la xarxa elèctrica de la planta, sinó que també aïllen de manera efectiva els equips d'alta tensió del costat de CC de la bateria, evitant els danys per sobretensió al delicat sistema de bateries per sobretensions laterals de la xarxa-. Combinats amb armaris combinadors complets, aparells de commutació i altres equips de distribució d'energia, els sistemes d'emmagatzematge industrial-connectats a la xarxa es poden connectar de manera estable i conforme a la microxarxa de l'empresa o a la xarxa elèctrica pública, aconseguint un rendiment d'energia eficient.