Sistema de gestão de energia: O núcleo inteligente das centrais eléctricas de armazenamento de energia

I. Desenvolvimento e desafios das centrais eléctricas de armazenamento de energia  

Nos últimos anos, com o rápido desenvolvimento das novas energias, as centrais eléctricas de armazenamento de energia registaram um rápido crescimento. A escala do armazenamento de energia nova continua a expandir-se de forma constante, apoiando efetivamente a absorção de energia nova e a garantia de fornecimento de energia. Até ao final de setembro de 2024, a capacidade instalada de armazenamento de energia nova no país atingiu 58,52 milhões de kW / 128 milhões de kWh, um aumento de cerca de 86% em comparação com o final de 2023. De janeiro a agosto de 2024, a quantidade acumulada de carga e descarga do novo armazenamento de energia em todo o país foi de aproximadamente 26 mil milhões de kWh, com uma utilização equivalente de aproximadamente 620 horas.  

No entanto, a par deste desenvolvimento, as centrais eléctricas de armazenamento de energia enfrentam também muitos desafios. Em primeiro lugar, a baixa eficiência operacional é uma questão proeminente. Devido à qualidade variável da construção dos projectos e à falta de uma monitorização eficaz, algumas estações podem enfrentar riscos como a baixa duração e fiabilidade das baterias, sistemas de gestão da temperatura inadequados e elevadas taxas de avaria. Por exemplo, a eficiência de carregamento das baterias de iões de lítio é baixa: quando 1 kWh é carregado, apenas cerca de 0,8 kWh é descarregado. As perdas durante os processos de carga e descarga provêm principalmente da eficiência de conversão do sistema e das perdas de consumo de energia da estação. Para melhorar a eficiência de conversão do sistema, podem ser utilizados métodos como a otimização das temperaturas de funcionamento, a consistência das baterias e a gestão das baterias, como a utilização de sistemas de baterias arrefecidas por líquido para aumentar a consistência. Para reduzir as perdas de consumo de energia da estação, podem ser implementados transformadores de alta eficiência, medidas de isolamento para cabinas pré-fabricadas e projectos optimizados de condutas de ar.  

Em segundo lugar, os elevados riscos de segurança constituem um desafio significativo. Em comparação com as centrais fotovoltaicas, as centrais de armazenamento de energia são mais susceptíveis a acidentes de segurança, como sobreaquecimento, incêndios e até explosões. Por exemplo, ocorreram explosões de baterias de armazenamento no Arizona, nos EUA, e numa estação de armazenamento de baterias de iões de lítio em Pequim, na China, causando vítimas e perdas de propriedade.  

Por último, as dificuldades de manutenção pós-venda também impedem o desenvolvimento de centrais eléctricas de armazenagem de energia. Uma vez que a armazenagem de energia industrial e comercial está amplamente distribuída, os fabricantes de produtos raramente têm equipas de pós-venda a nível nacional. Consequentemente, após as avarias, é frequente haver atrasos na resposta e na transferência de responsabilidades, e muitos funcionários de serviço não têm conhecimentos profissionais sobre armazenamento de energia, criando estrangulamentos na manutenção pós-venda.  

II. Importância dos sistemas de gestão da energia  

1. Melhorar a eficiência operacional  

Os sistemas de gestão de energia podem monitorizar parâmetros-chave como a tensão, a corrente e a temperatura da bateria em tempo real. Ao analisar estes dados, o sistema pode otimizar as estratégias de carga e descarga. Por exemplo, a seleção da taxa de carga/descarga adequada pode evitar a sobrecarga e a descarga excessiva, melhorando a vida útil e a fiabilidade da bateria. Após a implementação de um sistema científico de gestão de energia, o ciclo de vida da bateria pode ser melhorado em mais de 20%. Através da otimização do sistema de gestão da temperatura, o sistema assegura que a bateria funciona dentro de um intervalo de temperatura ideal, reduzindo as taxas de falha.  

2. Garantir um funcionamento seguro  

Os sistemas de gestão de energia monitorizam continuamente o sistema de baterias. Se forem detectadas condições anormais, como alta tensão ou temperatura, o sistema pode emitir avisos e tomar medidas corretivas. Por exemplo, se for detectado um aumento anormal da temperatura, o sistema pode ativar o mecanismo de arrefecimento para evitar a fuga térmica. Três níveis de proteção – monitorização da bateria, da energia e do ambiente – garantem o funcionamento seguro do sistema de armazenamento.  

3. Conseguir uma gestão global da energia  

O sistema de gestão de energia integra funções como a gestão de carbono, a gestão de energia e as centrais eléctricas virtuais, permitindo a interligação de diferentes sistemas de energia. Pode gerir vários tipos de equipamento energético, como a energia solar e as turbinas eólicas, permitindo uma gestão unificada. As estratégias de distribuição de energia podem ser ajustadas com base nas necessidades reais, como dar prioridade à descarga de armazenamento de energia durante os picos de procura para reduzir a dependência da rede. A gestão de carbono em cadeia completa ajuda a otimizar o consumo de energia, contribuindo para o desenvolvimento sustentável.  

4. Monitorização inteligente da energia  

Com base em tecnologia avançada e controlo inteligente, os sistemas de gestão de energia monitorizam e diagnosticam a utilização de energia. Ao analisar o consumo de energia, o sistema identifica as ineficiências e propõe melhorias. Várias ferramentas de análise, incluindo estrutura, tendências e comparações, fornecem uma análise abrangente da utilização de energia, ajudando os utilizadores a otimizar as suas estratégias de gestão de energia.