Wie stabil arbeitet das Flüssigkeitskühlungs-Energiespeichersystem von GSL Energy im kalten ukrainischen Winter?

Der Einsatz von Energiespeichersystemen in Regionen mit kalten Wintern birgt Herausforderungen, die oft über die reine Installation hinausgehen. Die größte Schwierigkeit besteht darin, einen langfristig stabilen Betrieb bei Minustemperaturen zu gewährleisten. Niedrige Temperaturen können die Zellaktivität und die Lade-/Entladefähigkeit beeinträchtigen und potenziell technische Probleme wie Kondensation, Feuchtigkeitsansammlung und thermische Spannungsunterschiede verursachen. Dies stellt höhere Anforderungen an das Wärmemanagement und die Regelungsstrategien des Speichersystems.

Diese Fallstudie präsentiert das flüssigkeitsgekühlte Energiespeichersystem (160 kW / 418 kWh) von GSL ENERGY, das bei einem Kunden in der Ukraine im Einsatz ist. Der Wechselrichter ist in einem Gebäude installiert, die Batterieschränke befinden sich im Freien. Unter den winterlichen Bedingungen mit anhaltend niedrigen Temperaturen und Schnee-/Eisbedeckung hat das System einen stabilen Betrieb gewährleistet. Die interne Erwärmung der Batterie und die Betriebsdaten zeigen eine zufriedenstellende Performance.

I. Projektübersicht

Am Projektstandort herrschen den ganzen Winter über niedrige Temperaturen, weshalb die Energiespeicheranlage langfristig unter extremen Außenbedingungen funktionieren muss. In der Planungsphase hat der Kunde folgende Anforderungen explizit formuliert:

Die Energiespeicherbatterien müssen einen langfristigen Betrieb im Freien ermöglichen.

Das System muss auch bei niedrigen Temperaturen über stabile Lade-/Entladeeigenschaften verfügen.

Temperaturregelung und Betriebszustand müssen überwachbar und nachvollziehbar sein, um die zukünftige Betriebs- und Wartungsverwaltung zu erleichtern.

Aufgrund der Gegebenheiten vor Ort und der Anforderungen an Betrieb und Wartung wurde für das Projekt letztendlich eine Lösung gewählt, bei der der PCS-Wechselrichter im Innenbereich und das Batteriespeichersystem separat im Außenbereich installiert werden. Dies gewährleistete die Systemstabilität und erhöhte gleichzeitig die Flexibilität bei der Projektdurchführung und der zukünftigen Wartung.

II. Systemkonfiguration

Systemspezifikation : 160 kW / 418 kWh Batterie

Batterietyp : Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4), flüssigkeitsgekühltes Energiespeichersystem

Wärmemanagementmethode : Aktive Flüssigkeitskühlung

Installationsmethode :

PCS-Wechselrichter : Installation in Innenräumen

Batterieschränke : Außeninstallation

Anwendungsmodus : Integration erneuerbarer Energien/Notstromversorgung/Lastregelung

III. Warum „Flüssigkeitskühlung + Temperaturregelung“ bei niedrigen Temperaturen wichtiger ist als bloße „Wärmeableitung“.

Bei Energiespeicherprojekten dient das Wärmemanagement nicht nur der Wärmeabfuhr während der sommerlichen Hitzephasen. In Regionen mit hohen Breitengraden oder kalten Wintern ähnelt es eher einem ganzjährigen Temperaturregelungssystem. Zu seinen Kernzielen gehören:

Isolierung und Heizung während der Niedrigtemperaturphasen.

Die Zellen werden in einem optimaleren Temperaturbereich gehalten, um Leistungsschwankungen zu reduzieren.

Kontrolle der Temperaturhomogenität im Batteriefach.

Minimierung von Kapazitätsabweichungen und Systemalarmrisiken durch lokale Überkühlung.

Die Vorhersagbarkeit der Temperaturregelungsstrategien wird sichergestellt, wodurch eine stabile Ausführung der Heiz- und Abschaltlogik gewährleistet und häufiges Ein- und Ausschalten vermieden wird.

Der technische Nutzen der Flüssigkeitskühlung für das Wärmemanagement liegt in der Verwendung von Flüssigkeitskreisläufen und Regelungsstrategien, um gleichmäßigere und besser kontrollierbare Innentemperaturen im Batteriefach zu erreichen und so klare, stabile Randbedingungen für den Betrieb bei niedrigen Temperaturen zu schaffen.

IV. Leistung bei niedrigen Temperaturen und Überwachungsdaten

Basierend auf Systemüberwachungsdaten und vom Kunden bereitgestellten Umgebungstemperaturaufzeichnungen:

Die Außentemperatur schwankte im niedrigen Winterbereich.

Die Innentemperatur des Energiespeichersystems blieb stets innerhalb des sicheren Betriebsbereichs.

Die Batterietemperaturregelung und die Heizstrategien werden automatisch gemäß der festgelegten Logik ausgeführt.

Sobald die Umgebungstemperatur unter den eingestellten Schwellenwert sank, aktivierte das System automatisch das Batterieheizmodul. Über das Flüssigkeitskühlsystem wurden die Batteriezellen gleichmäßig erwärmt, sodass die Lade- und Entladevorgänge durch die niedrige Umgebungstemperatur nicht beeinträchtigt wurden.

Die Überwachungskurven zeigen deutlich eine stabile Trennung zwischen der internen Batterietemperatur und der externen Umgebungstemperatur. Der Systembetrieb verlief kontinuierlich, ohne dass ungewöhnliche Schwankungen oder ungeplante Schutzmaßnahmen beobachtet wurden.

V. Betriebsleistung der Flüssigkeitskühlung im Wärmemanagement bei winterlichen Niedrigtemperaturumgebungen

Im Vergleich zu herkömmlichen Luftkühlsystemen bietet die Flüssigkeitskühlung eine überlegene Temperaturgenauigkeit und -konstanz in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen:

Reduziert effektiv Temperaturunterschiede zwischen den Zellen.

Vermeidet Leistungseinbußen durch lokal niedrige Temperaturen.

Verbessert die nutzbare Kapazität und die Betriebsstabilität des gesamten Akkupacks bei niedrigen Temperaturen.

Während des Betriebs dieses Projekts arbeitete das Flüssigkeitskühlsystem auch unter Schnee- und Eisbedingungen kontinuierlich. Es traten keine häufigen Systemschutzauslösungen oder Leistungsbegrenzungen aufgrund niedriger Temperaturen auf.

VI. Einfluss der Installationsmethode auf die Systemstabilität

Das in diesem Projekt verwendete Layout „Indoor-PCS + Outdoor-Batteriesystem“ bewies im realen Betrieb eine hervorragende technische Anpassungsfähigkeit:

Der Wechselrichter für den Innenbereich arbeitet in einer kontrollierten Umgebung und erleichtert so das Netzanschlussmanagement und die Wartung.

Die strukturelle Auslegung, die Schutzart und das Temperaturregelungssystem des Batteriesystems erfüllen die Anforderungen für den langfristigen Betrieb im Freien.

Die Gesamtlogik des Systembetriebs ist klar und unterstützt Fernüberwachung und Datenrückverfolgbarkeit.

VII. Zusammenfassung des Projektbetriebs

Bis zum aktuellen Betriebszyklus bleibt der Gesamtstatus des Systems stabil:

In der winterlichen Kälteumgebung traten keine abnormalen Alarme auf.

Die Temperaturregelung und die Heizstrategien reagierten prompt und mit klarer Logik.

Das System erfüllte die Kundenerwartungen hinsichtlich Zuverlässigkeit und kontinuierlichem Betrieb.

Dieses Projekt bestätigt die technische Reife desGSL ENERGY Flüssigkeitsgekühltes Energiespeichersystem für winterliche Kältezonen und Außeneinsatzszenarien. Es dient außerdem als replizierbare Implementierungsreferenz für Energiespeicherprojekte in Osteuropa und anderen Kaltklimaregionen.

VIII. GSL ENERGY Projekterfahrung

GSL ENERGY bietet seit langem Systemlösungen für Energiespeicherprojekte unter verschiedenen klimatischen Bedingungen an, darunter hohe Temperaturen, niedrige Temperaturen, hohe Luftfeuchtigkeit und komplexe Außenumgebungen.

Durch eine standardisierte Systemplattform und flexible Konfigurationsmöglichkeiten kann GSL ENERGY stabile und nachhaltige Energiespeichersysteme für Projekte im Wohn-, Gewerbe- und Industriebereich (C&I) sowie für Großprojekte bereitstellen, die auf den tatsächlichen Betriebsanforderungen basieren.