¿Cómo funciona el sistema de almacenamiento de energía con refrigeración líquida de GSL Energy y su estabilidad durante el frío invierno de Ucrania?

La implementación de sistemas de almacenamiento de energía en regiones con inviernos fríos plantea desafíos que a menudo van más allá de la simple finalización de la instalación. La principal dificultad radica en lograr un funcionamiento estable a largo plazo en entornos con temperaturas bajo cero. Las bajas temperaturas pueden afectar la actividad de las celdas y la capacidad de carga/descarga, además de presentar posibles desafíos de ingeniería como la condensación, la acumulación de humedad y las diferencias de tensión térmica, lo que aumenta las exigencias de las estrategias de gestión y control térmico del sistema de almacenamiento.

Este caso práctico muestra el sistema de almacenamiento de energía con refrigeración líquida de GSL ENERGY (160 kW/418 kWh) implementado en las instalaciones de un cliente en Ucrania. El inversor está instalado en interiores y los armarios de baterías en exteriores. En las condiciones invernales locales, con bajas temperaturas sostenidas y nieve/hielo, el sistema ha mantenido un funcionamiento estable. Los datos de calentamiento interno y monitorización operativa de la batería han mostrado un rendimiento favorable.

I. Descripción general del proyecto

El emplazamiento del proyecto experimentará bajas temperaturas durante todo el invierno, lo que requerirá que el equipo de almacenamiento de energía funcione a largo plazo en condiciones exteriores severas. Durante la fase de planificación, el cliente indicó explícitamente los siguientes requisitos:

Las baterías de almacenamiento de energía deben soportar el funcionamiento en exteriores a largo plazo.

El sistema debe poseer capacidades de carga/descarga estables en condiciones de baja temperatura.

El control de la temperatura y el estado operativo deben ser monitoreables y rastreables para facilitar la gestión futura de operación y mantenimiento.

En función de las condiciones del sitio y las necesidades de operación y mantenimiento, el proyecto adoptó una solución con el inversor PCS instalado en el interior y el sistema de almacenamiento de energía de la batería desplegado de forma independiente en el exterior. Esto garantizó la estabilidad del sistema y mejoró la flexibilidad de la implementación del proyecto y el mantenimiento futuro.

II. Configuración del sistema

Especificación del sistema : Batería de 160 kW/418 kWh

Tipo de batería : Fosfato de hierro y litio (LiFePO4), sistema de almacenamiento de energía con refrigeración líquida

Método de gestión térmica : refrigeración líquida activa

Método de instalación :

Inversor PCS : Instalación en interiores

Armarios de baterías : Instalación exterior

Modo de aplicación : Integración de energía renovable/Energía de respaldo/Regulación de carga

III. Por qué la refrigeración líquida y el control de temperatura son más importantes que la simple disipación de calor en condiciones de baja temperatura.

En proyectos de almacenamiento de energía, la gestión térmica no se limita a la disipación del calor durante las temperaturas máximas del verano. En regiones de latitudes altas o con bajas temperaturas invernales, la gestión térmica se asemeja más a un sistema de control de temperatura durante todo el año. Sus objetivos principales incluyen:

Aislamiento y calefacción durante las fases de baja temperatura.

Mantener las celdas dentro de un rango de temperatura más óptimo para reducir la fluctuación del rendimiento.

Control de uniformidad de temperatura dentro del compartimento de la batería.

Minimizar las discrepancias de capacidad y los riesgos de alarma del sistema provocados por sobreenfriamiento localizado.

Garantizar la previsibilidad de las estrategias de control de temperatura, garantizando la ejecución estable de la lógica de calentamiento y desactivación para evitar ciclos frecuentes.

El valor de ingeniería de la gestión térmica del enfriamiento líquido radica en el uso de circuitos líquidos y estrategias de control para lograr temperaturas internas más uniformes y controlables dentro del compartimiento de la batería, brindando condiciones límite claras y estables para el funcionamiento a baja temperatura.

IV. Rendimiento de los datos de operación y monitoreo a baja temperatura

Basado en datos de monitoreo del sistema y registros de temperatura ambiental proporcionados por el cliente:

La temperatura ambiente exterior fluctuó dentro del rango bajo del invierno.

La temperatura interna del sistema de almacenamiento de energía se mantuvo constantemente dentro del rango operativo seguro.

El control de la temperatura de la batería y las estrategias de calentamiento se ejecutan automáticamente según la lógica establecida.

Cuando la temperatura ambiente descendió por debajo del umbral establecido, el sistema activó automáticamente el módulo de calentamiento de la batería. Mediante el sistema de gestión térmica de refrigeración líquida, las celdas de la batería se calentaron uniformemente, garantizando que los procesos de carga y descarga no se vieran afectados por la baja temperatura ambiental.

Las curvas de monitoreo muestran claramente un aislamiento estable entre la temperatura interna de la batería y la temperatura ambiente externa. El sistema funcionó de forma continua, sin fluctuaciones anormales ni acciones de protección imprevistas.

V. Rendimiento operativo de la gestión térmica de refrigeración líquida en entornos invernales de baja temperatura

En comparación con los sistemas de enfriamiento por aire tradicionales, la solución de enfriamiento líquido demuestra una precisión superior en el control de temperatura y una gestión de consistencia en entornos de baja temperatura:

Reduce eficazmente las diferencias de temperatura entre las células.

Evita la degradación del rendimiento causada por bajas temperaturas localizadas.

Mejora la capacidad utilizable y la estabilidad operativa de todo el paquete de baterías en condiciones de baja temperatura.

Durante la operación de este proyecto, el sistema de gestión térmica de refrigeración líquida funcionó continuamente en condiciones de nieve o hielo. No se produjeron activaciones frecuentes de la protección del sistema ni limitaciones de potencia debido a las bajas temperaturas.

VI. Impacto del método de instalación en la estabilidad del sistema

El diseño "Sistema PCS interior + Sistema de batería exterior" utilizado en este proyecto demostró una excelente adaptabilidad de ingeniería durante la operación real:

El inversor de interior funciona en un entorno controlado, lo que facilita la gestión y el mantenimiento de la conexión a la red.

El diseño estructural del sistema de batería, el grado de protección y el esquema de control de temperatura cumplen con los requisitos operativos en exteriores a largo plazo.

La lógica general de funcionamiento del sistema es clara y admite la monitorización remota y la trazabilidad de datos.

VII. Resumen de la operación del proyecto

Hasta el actual ciclo operativo, el estado general del sistema se mantiene estable:

No se produjeron alarmas anormales en el ambiente de baja temperatura del invierno.

Las estrategias de control de temperatura y calefacción respondieron rápidamente con una lógica clara.

El sistema cumplió con las expectativas del cliente en cuanto a confiabilidad y funcionamiento continuo.

Este proyecto valida la madurez ingenieril delGSL ENERGY Sistema de almacenamiento de energía con refrigeración líquida en climas fríos invernales y escenarios de implementación en exteriores. También proporciona una referencia de implementación replicable para proyectos de almacenamiento de energía en Europa del Este y otras regiones de clima frío.

VIII. Experiencia del Proyecto GSL ENERGY

GSL ENERGY ha brindado durante mucho tiempo soluciones de sistemas para proyectos de almacenamiento de energía en diversas condiciones climáticas, que abarcan altas temperaturas, bajas temperaturas, alta humedad y entornos exteriores complejos.

A través de una plataforma de sistema estandarizada y capacidades de configuración de ingeniería flexibles, GSL ENERGY puede brindar soporte de sistema de almacenamiento de energía estable y sustentable para proyectos residenciales, comerciales e industriales (C&I) y a escala de servicios públicos según los requisitos operativos reales.