Tecnologia BESS integrata: prestazioni e affidabilità dell'accumulo di batterie

Un sistema di accumulo di energia a batteria (BESS) si basa su diverse tecnologie per controllare la carica, gestire l'elettricità e garantire la sicurezza della batteria. Queste tecnologie provengono spesso da fornitori diversi. I loro software e controlli devono scambiare informazioni correttamente affinché la batteria possa rispondere rapidamente e funzionare in modo efficiente.

LONGi sviluppa internamente cinque tecnologie chiave per il suo portafoglio LONGi ONE destinato a progetti commerciali e industriali (C&I) e utility-scale. Ciò consente ai suoi ingegneri di progettare e testare i sistemi insieme, con un controllo diretto su come comunicano. L'approccio è volto a supportare un funzionamento affidabile e un uso efficiente dell'energia. Offre inoltre ai clienti un unico punto di contatto per il supporto tecnico.

Architettura BESS integrata: cinque tecnologie di accumulo chiave sviluppate internamente

I produttori di sistemi di accumulo di batterie adottano approcci diversi allo sviluppo del sistema. Alcuni acquistano i componenti principali e li integrano in un prodotto completo. Altri sviluppano le proprie tecnologie di controllo o utilizzano una soluzione intermedia.

LONGi ha fatto dello sviluppo interno una parte centrale del suo business nell'accumulo di energia. La sua architettura integrata 5S è composta da cinque tecnologie:

• Sistema di gestione della batteria (BMS): Monitora le condizioni della batteria e gestisce un funzionamento sicuro.

• Intelligent Cell Contact System (iCCS): Monitora le singole celle della batteria e rileva i primi segnali di potenziali problemi.

• Sistema di gestione dell'energia (EMS): Controlla quando la batteria si carica o si scarica.

• Sistema di gestione termica (TMS): Mantiene la batteria all'interno del suo intervallo di temperatura richiesto.

• Sistema di conversione della potenza (PCS): Converte l'elettricità tra la batteria e il sistema elettrico connesso.

Queste tecnologie devono lavorare insieme durante ogni ciclo di carica e scarica. Il BMS fornisce informazioni sullo stato della batteria, che l'EMS utilizza per gestire l'energia disponibile. Il PCS controlla quindi il flusso di elettricità in base ai requisiti operativi del sistema.

Sviluppare queste tecnologie internamente offre a LONGi il controllo diretto su come comunicano.

Risposta più rapida e controllo più accurato della batteria

I vantaggi sono evidenti nella precisione con cui la batteria gestisce la sua energia immagazzinata e nella rapidità con cui risponde alle variazioni della domanda di elettricità. Il sistema di gestione dell'energia (EMS) di LONGi ha un tempo di risposta specificato di 70 millisecondi o inferiore. Questo supporta una risposta rapida alle variazioni della domanda di elettricità, un requisito importante per il peak shaving. LONGi specifica inoltre un'efficienza di conversione di almeno il 98% per il suo sistema di conversione della potenza (PCS). Questo aiuta a limitare le perdite di elettricità durante la conversione di potenza.

Il sistema di gestione della batteria (BMS) stima lo stato di carica della batteria con un errore non superiore al 2,5%. Questo fornisce all'EMS informazioni accurate sulla quantità di energia disponibile. Può utilizzare queste informazioni per gestire la carica e la scarica.

Il controllo della temperatura influisce anche sulle prestazioni della batteria. Il sistema di gestione termica (TMS) di LONGi è progettato per mantenere temperature operative stabili e ridurre il riscaldamento non uniforme tra le celle. Un controllo efficace della temperatura aiuta a proteggere le prestazioni della batteria e a limitarne il degrado nel tempo.

L'Intelligent Cell Contact System (iCCS) di LONGi monitora le singole celle della batteria. Misura la tensione delle celle con un'accuratezza di ±3 mV e la temperatura con un'accuratezza di ±1°C. Controlla inoltre i primi segnali di problemi, tra cui la fuoriuscita di elettrolita e l'apertura della valvola di sicurezza. Questo fornisce al sistema di gestione della batteria informazioni più dettagliate sulle condizioni delle celle e supporta il rilevamento precoce dei guasti.

Meno fornitori semplificano la manutenzione e l'assistenza BESS

I sistemi di accumulo di batterie necessitano di manutenzione e aggiornamenti software per tutta la loro vita operativa. Possono anche verificarsi problemi tecnici e identificarne la causa non è sempre facile.

Uno studio del 2024 condotto da EPRI, Pacific Northwest National Laboratory e TWAICE ha esaminato 81 incidenti segnalati relativi all'accumulo di batterie. I ricercatori hanno identificato la causa principale in 26 casi. Problemi legati all'integrazione del sistema, all'assemblaggio e alla costruzione hanno rappresentato 10 incidenti, la categoria individuale più numerosa tra i casi con una causa identificata.

I risultati evidenziano l'importanza di una corretta integrazione del sistema. Mostrano anche perché i problemi tecnici non possono sempre essere ricondotti alle celle della batteria stesse.

Quando le tecnologie di controllo provengono da fornitori diversi, la diagnosi di un problema può richiedere a diverse aziende di indagare sui rispettivi componenti. Ogni fornitore ha una conoscenza dettagliata della propria tecnologia, ma la causa può risiedere nel modo in cui i diversi sistemi interagiscono.

Con le sue principali tecnologie di controllo sviluppate internamente, LONGi può indagare su queste interazioni direttamente. I suoi ingegneri hanno accesso alle tecnologie coinvolte e possono esaminare come operano all'interno del sistema di accumulo completo. Ciò può semplificare la risoluzione dei problemi e ridurre la necessità di coordinarsi con sviluppatori di tecnologia esterni.

LONGi ONE fornisce inoltre un unico punto di contatto per il supporto tecnico. La sua piattaforma integrata di accumulo C&I è dotata di una garanzia unificata. Per EPC e operatori di sistemi di accumulo, questo può rendere il supporto tecnico più facile da gestire e fornire responsabilità più chiare. La copertura della garanzia specifica e gli obblighi di servizio dipendono dal contratto.

Lo sviluppo integrato BESS è importante anche dopo la messa in servizio

L'importanza dell'integrazione del sistema continua dopo che una batteria entra in funzione. Le modifiche software possono influire sul modo in cui le diverse parti del sistema lavorano insieme, in particolare quando tali tecnologie provengono da fornitori separati.

EPRI descrive un caso del genere nella sua Guida all'implementazione dello stoccaggio di energia (Energy Storage Implementation Guide) del 2024. Un aggiornamento del firmware richiesto da un fornitore di batterie ha causato problemi con un inverter di un altro produttore. Una comunicazione e un coordinamento insufficienti tra le aziende hanno contribuito al problema. EPRI raccomanda di testare le modifiche software e di verificarne gli effetti sulle altre parti del sistema prima dell'implementazione.

L'esempio mostra perché la manutenzione del software deve considerare il BESS completo. Una modifica a un componente può influire su un altro, anche se entrambi funzionano correttamente da soli.

Con le principali tecnologie di controllo sviluppate internamente, LONGi può coordinare queste modifiche all'interno dei propri team di ingegneria e testarne gli effetti sull'intero sistema integrato. Per i clienti, ciò significa che è necessario coinvolgere meno sviluppatori di tecnologia esterni quando gli aggiornamenti interessano più componenti.

Lo stesso approccio si applica per tutta la vita operativa del sistema. LONGi rimane responsabile delle tecnologie principali e della loro integrazione, offrendo agli operatori di sistemi di accumulo un unico produttore con cui collaborare al variare dei loro requisiti tecnici.

Maggiori informazioni su LONGi ONE.

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