Arquitetura explicada do sistema de armazenamento de energia em baterias (BESS) tudo-em-um de 240 kWh / 100 kW

Com o crescente uso de energia solar em telhados por usuários comerciais e industriais, e a busca por maior independência energética, os sistemas PV-ESS + Grid tornaram-se uma solução comprovada para otimização energética, confiabilidade e fornecimento de energia de reserva. Este artigo explica a arquitetura de um sistema de armazenamento de energia PV-ESS + Grid de 240 kWh, com foco em como cada subsistema trabalha em conjunto para proporcionar uma operação segura, eficiente e confiável em aplicações reais.

Índice

Painel de exibição interna do gabinete BESS de 100 kW e 240 kWh

Visão geral do sistema

Redução de picos de demanda e redução de contas

O Sistema fotovoltaico de 240 kWh com armazenamento de energia e conectado à rede elétrica Adota um design de gabinete integrado, combinando:

  • Geração de energia fotovoltaica (FV)

  • Armazenamento de energia em baterias (ESS)

  • Conexão à rede

  • Energia de reserva para cargas críticas

Em vez de tratar esses elementos como dispositivos independentes, o sistema é projetado como um plataforma de energia coordenada, gerenciado por uma arquitetura de controle inteligente.

Sistema de armazenamento de energia (ESS)

O sistema de armazenamento de energia é responsável por armazenar energia elétrica com segurança e disponibilizá-la quando necessário.

Componentes principais

  • Conjuntos de baterias de lítio (normalmente com química LiFePO₄)

  • Armário de baterias e racks internos

  • Sistema de gerenciamento de bateria (BMS)

  • Caixa de Alta Tensão (HV Box) com:

    • Empreiteiros principais

    • Circuito de pré-carga

    • Fusíveis e proteção CC

    • Detecção de tensão e corrente

O ESS concentra-se exclusivamente em Segurança, monitoramento e disponibilidade de baterias, sem participar no controlo da rede ou nas decisões de despacho de energia.

Sistema de Conversão de Energia (PCS)

O Sistema de conversão de energia É a interface de energia principal entre o sistema de baterias e a rede CA.

Configuração do PCS

  • Sistemas de armazenamento de energia bidirecional fornecidos pela IN-Power

  • Suporta operação tanto conectada à rede elétrica quanto fora da rede.

  • Fornece regulação de tensão e frequência durante o modo isolado.

O PCS executa comandos de fluxo de energia emitidos pelo EMS, convertendo energia entre CC e CA com alta eficiência e estabilidade.

Sistema de integração fotovoltaica (MPPT)

Para permitir o aproveitamento eficiente da energia solar, o sistema inclui um subsistema dedicado de integração fotovoltaica.

Funcionalidade MPPT

  • Os módulos MPPT (Maximum Power Point Tracking) gerenciam a entrada de energia fotovoltaica.

  • Suporta múltiplas strings fotovoltaicas

  • Otimizar continuamente os pontos de operação dos painéis fotovoltaicos em condições variáveis.

Ao integrar o MPPT, o sistema evolui de um BESS convencional para uma verdadeira solução PV-ESS, capaz de maximizar o uso de energia solar no local.

Sistema de interface de rede e carga

Este subsistema define como a energia é fornecida à rede elétrica e às cargas locais.

Distribuição CA

  • Distribuição primária de corrente alternada para conexão à rede elétrica

  • Distribuição secundária para circuitos de controle e auxiliares.

  • Dispositivos de medição e proteção em conformidade com os requisitos da rede elétrica

Chave de Transferência Estática (STS)

  • Instalado no lado CA do sistema.

  • Permite a transferência em nível de milissegundos entre o fornecimento da rede elétrica e o armazenamento de energia.

  • Garante o fornecimento ininterrupto de energia para cargas críticas.

O STS é normalmente aplicado apenas a cargas críticas selecionadas, e não a toda a instalação.

Sistema de Controle e Gerenciamento de Energia (EMS)

O Sistema de Gestão de Energia (EMS) Serve como centro de controle do sistema.

Responsabilidades do EMS

  • Coordenação da geração fotovoltaica, carregamento e descarregamento de baterias.

  • Otimizando o autoconsumo e as estratégias de corte de cabelo em horários de pico.

  • Gerenciando a operação de energia de reserva

  • Controlando os modos de operação PCS e STS

Uma interface HMI local e interfaces de comunicação permitem monitoramento em tempo real, registro de dados e diagnóstico remoto.

Sistema de gerenciamento térmico e segurança

Gestão Térmica

Ar condicionado com sistema de armazenamento de energia em baterias (BESS) de 240 kWh

O sistema utiliza um projeto de gerenciamento térmico refrigerado a ar, incluindo:

  • Ar-condicionado industrial de gabinete fornecido por Envicool

  • Canais de fluxo de ar otimizados

  • Sensores de temperatura interligados com BMS e EMS

Isso garante temperaturas de operação estáveis para as baterias e os componentes eletrônicos de potência, prolongando a vida útil do sistema.

Segurança e Proteção Contra Incêndios

Para aumentar a segurança operacional, o sistema integra múltiplas camadas de proteção:

  • Detectores de fumaça e temperatura
  • Sistema de supressão de incêndio por aerossol para proteção contra incêndio em nível de gabinete.
Sistema de supressão de incêndio por aerossol
  • Lógica de desligamento automático coordenada entre BMS, PCS e EMS.
BMS de BESS de 240 kWh

 

  • Válvula de alívio de explosão

  • Intertravamento de portas e botão de parada de emergência (E-Stop)

O sistema de supressão de incêndio por aerossol proporciona uma supressão rápida do fogo sem água ou tubulações externas, sendo ideal para armários de armazenamento de energia compactos, comerciais e industriais.

Cenários típicos de aplicação

  • Autoconsumo de energia fotovoltaica comercial e industrial

  • Redução de picos de demanda e otimização de custos de eletricidade

  • Energia de reserva para cargas críticas

  • Projetos de energia distribuída e microrredes

Conclusão

O Sistema fotovoltaico de 240 kWh com armazenamento de energia e conectado à rede elétrica Integra armazenamento de energia, conversão de energia, integração fotovoltaica, controle inteligente e projeto de segurança abrangente em uma solução unificada.

Ao combinar:

  • INVT PCS para conversão de energia confiável

  • Integração de sistemas fotovoltaicos com MPPT

  • Proteção de carga crítica baseada em STS

  • Gestão térmica avançada e supressão de incêndios por aerossol

o sistema fornece um Plataforma de armazenamento de energia segura, eficiente e escalável Para aplicações comerciais e industriais modernas.

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A arquitetura de sistema discutida neste artigo está implementada em nosso Gabinete BESS industrial e comercial tudo-em-um para uso externo, com capacidade de 100 kW / 240 kWh., projetado para aplicações de armazenamento de energia conectadas à rede e integradas a sistemas fotovoltaicos.

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