Analyse de la structure et de la technologie du système d’armoire de stockage d’énergie

 

Une armoire de stockage d'énergie (ESC) est un dispositif complet utilisé pour stocker l'énergie électrique et réguler l'état de fonctionnement des systèmes électriques. Il se compose généralement de modules de batterie, d'un convertisseur de puissance (PCS), d'un système de gestion de batterie (BMS), d'une puce de contrôle, d'un système de refroidissement et d'un boîtier de protection. Les armoires de stockage d'énergie stockent l'énergie pendant les périodes de faible charge du réseau et la libèrent pendant les charges de pointe, facilitant ainsi l'écrêtement de la charge de pointe, la régulation de la fréquence et de la tension et l'alimentation de secours.

 

Dans les nouveaux systèmes énergétiques modernes, les armoires de stockage d’énergie par batterie constituent un équipement de soutien essentiel pour les centrales photovoltaïques, les parcs éoliens et les micro-réseaux industriels. Ils atténuent efficacement les fluctuations du flux des sources d'énergie intermittentes (telles que l'énergie photovoltaïque et éolienne) connectées au réseau, maintenant la stabilité du réseau et améliorant le facteur de puissance global.

 

 

 

 

La conception d'une armoire de stockage d'énergie dépend du scénario d'application et du type de système de batterie, mais comprend généralement les composants clés suivants :

 

Module de batterie
En tant qu'unité de stockage d'énergie centrale, le module de batterie détermine la capacité et la durée de vie du système. Les types courants incluent les batteries au lithium fer phosphate, les batteries au lithium ternaire et les batteries au plomb-acide. La conception modulaire facilite l'expansion et la maintenance, faisant de l'armoire du groupe de batteries une solution standardisée pour les systèmes énergétiques à grande échelle.

 

Système de gestion de batterie (BMS)
Le BMS surveille la température, la tension, le courant et l'état de santé de la batterie, offrant une protection contre les surcharges, les-décharges excessives et les surintensités pour garantir un fonctionnement stable de la batterie.

 

Convertisseur de puissance (PCS) et système de contrôle
Le PCS est responsable de la conversion de l’énergie DC/AC ; le système de contrôle (EMS) surveille le flux d'énergie et met en œuvre des stratégies de distribution d'énergie, servant de « cerveau » à l'ensemble de l'armoire du système de stockage d'énergie.

 

Circuit de refroidissement
Pour les unités de stockage d'énergie à haute-puissance, le contrôle de la température est essentiel. Les armoires de stockage d'énergie refroidies par liquide-utilisent un liquide de refroidissement en circulation pour contrôler avec précision la température de la batterie, ce qui les rend plus efficaces et plus sûres que les solutions traditionnelles-refroidies par air.

 

Structure de protection et de protection de sécurité
L'enceinte d'une armoire de stockage d'énergie possède généralement un indice de protection élevé (IP54 ou supérieur) et intègre une isolation électrique, une isolation incendie et thermique ainsi qu'une protection contre les chocs. Pour les applications extérieures, un système de stockage d'énergie d'armoire extérieure peut être déployé directement dans des environnements complexes et prendre en charge un fonctionnement 24h/24 et 7j/7.

 

Système de connexion (armoire CCS / armoire système de connexion cellulaire)
Le système de connexion est responsable des connexions électriques et de communication entre les modules, garantissant une transmission fiable du signal et de l'énergie. Ceci est particulièrement critique dans les scénarios de haute-tension et de-courant élevé.

 

Armoires de stockage d'énergie discrète
Chaque composant est installé indépendamment, ce qui le rend facile à entretenir et adapté aux systèmes de distribution d'énergie industriels et à grande échelle.

 

Armoires de stockage d'énergie combinées
Différentes unités de capacité peuvent être combinées de manière flexible pour former une armoire intégrée de stockage d'énergie modulaire afin de répondre à différentes exigences de tension.

 

-Armoires de stockage d'énergie montées sur base
Grâce à une conception de batterie et d'onduleur intégrée, ils peuvent être déployés directement dans des environnements extérieurs. Il s’agit d’un système de stockage d’énergie typique d’une armoire extérieure.

 

L'armoire de stockage d'énergie intégrée (IESC) intègre la batterie, le PCS, le BMS, le système de refroidissement et le système de contrôle de communication dans une seule armoire, ce qui la rend facile à installer et occupe un faible encombrement. Cette solution est largement utilisée dans les applications industrielles et commerciales, les alimentations électriques de secours et les systèmes de micro-réseaux.

 

L'armoire de stockage d'énergie photovoltaïque (PESC) s'intègre aux panneaux photovoltaïques et aux systèmes d'onduleurs et peut être déployée de manière centralisée dans de grandes centrales électriques ou distribuée dans des systèmes de stockage d'énergie domestiques ou commerciaux. Il s’agit d’un exemple typique d’armoire de stockage de batteries solaires.

 

L'armoire de stockage d'énergie refroidie par liquide (LCESC) utilise une technologie de contrôle de la température de refroidissement par liquide et convient aux applications de batteries à haute densité de puissance-. Comparé aux systèmes refroidis par air-, il offre une efficacité de gestion thermique plus élevée et une durée de vie plus longue, ce qui le rend largement utilisé dans les centrales électriques à énergie nouvelle et les projets de stockage d'énergie intégrés.

 

 

 

Anomalies de la batterie : elles incluent le vieillissement, la surcharge, la-décharge excessive et les courts-circuits internes. Le système de gestion de la batterie (BMS) doit surveiller l'état des cellules de la batterie en temps réel.

 

Défauts électriques : les surintensités, les sous-tensions ou les dommages à l'isolation peuvent être résolus grâce à une protection d'isolement et à une conception redondante.

 

Impacts environnementaux : l'humidité, la température et les gaz corrosifs peuvent réduire la durée de vie du système. Par conséquent, les systèmes de stockage d’énergie des armoires extérieures doivent avoir de solides capacités de protection et de contrôle de la température.

 

Vibrations ou relâchement structurels : ils peuvent se produire pendant le transport ou une opération à long terme. Vérifiez régulièrement la stabilité des supports et du câblage.

 

 

La conception et la fabrication des armoires de stockage d'énergie doivent être conformes aux normes nationales et industrielles suivantes :

 

GB/T 40090-2021 « Règlements d'exploitation et de maintenance des centrales électriques de stockage d'énergie »

GB/T 36558-2022 « Exigences techniques générales pour les systèmes de stockage d'énergie électrochimique dans les systèmes électriques »

GB/T 36549-2022 « Indicateurs opérationnels et évaluation des centrales électriques de stockage d'énergie électrochimique »

GB/T 42288-2022 « Règlements de sécurité pour les centrales électriques de stockage d'énergie électrochimique »

GB/T 36276-2018 « Batteries au lithium-ion pour le stockage d'énergie électrique »

 

Ces normes fournissent une base systématique pour la conception, les tests et le fonctionnement sûrs des armoires CCS et des armoires du système de connexion cellulaire.

 

 

Avec la croissance continue de la capacité installée d'énergie photovoltaïque et éolienne, les armoires de stockage d'énergie jouent un rôle de plus en plus important dans les nouveaux systèmes connectés au réseau énergétique. Des centrales électriques de stockage d'énergie à grande échelle aux systèmes de stockage d'énergie solaire résidentiels, les armoires de stockage d'énergie intégrées (ESC) sont devenues des équipements essentiels pour une utilisation efficace de l'énergie.

 

À l’avenir, l’intelligence, la modularisation et le refroidissement liquide seront trois tendances majeures dans le développement des armoires de stockage d’énergie. Les armoires de stockage d'énergie intégrées (ESC) utilisent des interfaces standardisées et des systèmes de gestion automatisés pour permettre un déploiement et une expansion rapides des systèmes de stockage d'énergie. Les solutions combinant des armoires de stockage de batteries solaires avec des armoires de stockage d'énergie photovoltaïque conduisent l'évolution de l'énergie verte vers plus d'efficacité et de sécurité.

 

 

Les armoires de stockage d'énergie ne constituent pas seulement l'unité centrale des systèmes de stockage d'énergie, mais également un équipement clé favorisant le développement intelligent et modulaire de la nouvelle industrie énergétique. Des armoires de batteries aux armoires de stockage d'énergie à refroidissement liquide, des systèmes industriels et commerciaux aux applications photovoltaïques distribuées, l'évolution de la technologie de stockage d'énergie fournit un support solide pour les futurs systèmes énergétiques.