ESS de contêiner de alto desempenho para soluções confiáveis ​​de armazenamento de energia

Parâmetros técnicos principais do AMPPAL Container ESS

AMPPALprojeta sua linha Container ESS em torno da modularidade e escalabilidade. Cada unidade é montada na fábrica e testada antes do envio, o que significa que o sistema chega ao local pronto para conexão. Os principais parâmetros abaixo definem o envelope operacional e ajudam os desenvolvedores de projetos a combinar o modelo certo com seus requisitos de potência e energia.

• Faixa de potência nominal:500 kW a 2.000 kW por contêiner, expansível em paralelo para instalações de vários megawatts.
• Capacidade nominal de energia:1.000 kWh a 4.000 kWh por contêiner, com tensão no lado CC de até 1.500 V mediante solicitação.
• Química da bateria:Células de fosfato de ferro e lítio (LFP), selecionadas para ciclo de vida longo, estabilidade térmica e baixa degradação.
• Eficiência de ida e volta:Normalmente 92% a 94% no ponto de acoplamento comum, dependendo da temperatura ambiente e do perfil de carga/descarga.
• Ciclo de vida:≥ 6.000 ciclos a 0,5°C de carga/descarga, 80% de profundidade de descarga e 25°C de temperatura ambiente, com retenção de capacidade em fim de vida útil acima de 70%.
• Faixa de temperatura operacional:Temperatura ambiente de -20°C a +55°C, com pacote opcional para clima frio para operação a -35°C.
• Proteção de entrada:Padrão IP54 para gabinete, opcional IP65 para ambientes costeiros ou desérticos.
• Protocolos de comunicação:Modbus TCP, CAN 2.0B, IEC 61850 e DNP3 opcional para integração SCADA.
• Certificações:UL 9540, UL 9540A, IEC 62619, UN38.3, CE e documentação opcional de conformidade com NFPA 855.

Comparação detalhada de modelos

Todos os modelos AMPPAL Container ESS usam a mesma arquitetura de sistema de gerenciamento de bateria (BMS), que monitora a tensão, a temperatura e o estado de carga da célula no nível do módulo. Isso permite balanceamento preciso e detecção precoce de falhas. O sistema de conversão de energia (PCS) é integrado em um compartimento separado dentro do contêiner, reduzindo as perdas nos cabos e simplificando a conexão CA à rede ou carga.

Módulos de bateria e configuração de rack

Cada Container ESS contém vários racks de baterias conectados em paralelo para atingir a capacidade de energia desejada. A AMPPAL utiliza um módulo de bateria padronizado com energia nominal de 5,12 kWh e tensão nominal de 51,2 V. Os módulos são conectados em série dentro de um rack para atingir a tensão do sistema. Os principais parâmetros em nível de módulo incluem:

• Energia do Módulo:5,12 kWh
• Tensão nominal do módulo:51,2 V CC
• Faixa de tensão operacional do módulo:44,8–57,6 V CC
• Peso do módulo:47kg
• Tipo de célula:LFP prismático, 3,2 V/100 Ah
• Ciclo de Vida do Módulo:≥ 6.000 ciclos a 0,5°C, 80% DoD, 25°C
• Comunicação do módulo:CAN, isolado RS485
• Proteção do módulo:Sobrecarga, descarga excessiva, sobrecorrente, curto-circuito, sobre/subtemperatura

Um contêiner típico de 20 pés abriga de 10 a 12 racks de baterias, dependendo do modelo. O contêiner de 40 pés pode acomodar até 20 racks. Cada rack inclui uma unidade independente de gerenciamento de bateria (BMU) que se reporta ao BMS central. Essa arquitetura de monitoramento em camadas aumenta a confiabilidade e permite a troca a quente de módulos individuais sem desligar todo o sistema.

Sistema de conversão de energia e integração de rede

O PCS dentro de um AMPPAL Container ESS converte a energia da bateria CC em energia CA para injeção na rede ou consumo de carga. O PCS padrão possui uma saída trifásica de 400 V CA, 480 V CA ou 690 V CA, dependendo dos códigos de rede regionais. O PCS suporta os modos de seguimento e formação de grade, tornando o sistema adequado para aplicações de microrrede e capacidade de black start.

• Tensão de saída CA:400 V/480 V/690 V, ±10% ajustável
• Frequência de saída:50 Hz ou 60 Hz, detecção automática
• Distorção Harmônica Total (THD):<3% na potência nominal
• Faixa do fator de potência:0,99 levando a 0,99 atrasado
• Funções de suporte de grade:Passagem de baixa tensão (LVRT), passagem de alta tensão (HVRT), controle de potência reativa, queda de frequência
• Proteção Anti-ilhamento:Métodos ativos e passivos em conformidade com IEEE 1547 e UL 1741
• Eficiência:98,5% máximo em carga nominal

A opção de transformador integrado aumenta a saída do PCS para média tensão (por exemplo, 13,8 kV, 34,5 kV) para conexão direta à rede. Isto elimina a necessidade de uma estação de transformação separada e simplifica o projeto do local. O PCS e o sistema de bateria são coordenados por um sistema de gerenciamento de energia (EMS) que otimiza os cronogramas de carga/descarga com base nas tarifas de tempo de uso, cobranças de demanda ou previsões de geração renovável.

Sistemas de Segurança e Gestão Térmica

A segurança é a maior prioridade em qualquer implantação do Container ESS. AMPPAL integra múltiplas camadas de proteção que começam no nível da célula e se estendem até o invólucro do contêiner. A química LFP fornece estabilidade térmica intrínseca, com um limite de fuga térmica acima de 270°C em comparação com 150–200°C para alguns produtos químicos à base de níquel. Além disso, o sistema inclui:

• Sistema de gerenciamento de bateria (BMS):Arquitetura de três níveis com monitoramento de células, módulos e racks. O BMS impõe limites de tensão, corrente e temperatura e isola strings defeituosas em milissegundos.
• Gerenciamento Térmico:O resfriamento líquido é padrão em modelos maiores, mantendo a variação da temperatura da célula dentro de ±3°C. O ar forçado HVAC é usado em unidades menores. O sistema de resfriamento se ajusta automaticamente com base na carga em tempo real e na temperatura ambiente.
• Detecção e supressão de incêndio:Detectores de fumaça e calor multizona acionam a supressão de incêndio por aerossol. Os sistemas opcionais de névoa de água fornecem capacidade adicional de resfriamento e extinção. O contêiner é dividido em compartimentos contra incêndio para evitar a propagação.
• Ventilação de explosão:Painéis de alívio de pressão são instalados no teto e nas portas do contêiner, dimensionados de acordo com as diretrizes da NFPA 68 para liberar gás com segurança em caso de evento térmico.
• Parada de Emergência:Vários botões de parada de emergência na parte externa do contêiner desconectam instantaneamente a bateria do PCS e da grade.
• Proteção contra falta à terra:O monitoramento contínuo do isolamento detecta falhas à terra CC e CA e aciona alarmes em limites configuráveis.

A AMPPAL realiza testes de propagação de incêndio UL 9540A em suas unidades Container ESS para validar que uma fuga térmica de célula única não se espalha para módulos ou racks adjacentes. Os relatórios de teste estão disponíveis para proprietários de projetos e autoridades com jurisdição (AHJs) para agilizar o licenciamento.

Aplicações Típicas

A plataforma AMPPAL Container ESS atende a uma ampla variedade de casos de uso. O mesmo hardware pode ser reconfigurado através de software para diferentes fontes de receita, tornando-o um ativo versátil para desenvolvedores de projetos e concessionárias.

• Mudança de energia em escala de serviços públicos:Carregar durante períodos de preços baixos da eletricidade ou excesso de geração renovável, descarregar durante picos de procura. Isto reduz a redução de usinas solares e eólicas e melhora a economia do projeto.
• Regulação de frequência:Tempos de resposta rápidos de menos de 100 ms permitem que o sistema participe de mercados de serviços auxiliares, fornecendo regulação de frequência e reservas giratórias.
• Corte de pico comercial e industrial:Reduza as cobranças de demanda descarregando a energia armazenada durante os períodos de pico de consumo da instalação. O EMS pode aprender padrões de carga e otimizar o despacho de acordo.
• Suporte para microrrede e fora da rede:Combine com geradores a diesel ou fontes renováveis ​​para formar uma rede insular estável. O PCS pode operar no modo de formação de rede para estabelecer referência de tensão e frequência.
• Suavização Renovável:Amortece as flutuações de curto prazo na produção solar ou eólica, melhorando a qualidade da energia e permitindo maior penetração renovável em redes fracas.
• Energia de reserva:Forneça energia ininterrupta para cargas críticas durante interrupções na rede, com transferência contínua para o modo ilha.

Instalação e Comissionamento

Uma das principais vantagens de um Container ESS é o trabalho mínimo necessário no local. A unidade chega pré-instalada, pré-comissionada e totalmente testada. A preparação do local normalmente envolve uma base de concreto nivelada ou base de cascalho compactado, conduítes de AC e comunicações e uma cerca perimetral. Após a instalação do contêiner, a conexão ao transformador da rede e ao controlador BESS é concluída por um eletricista licenciado seguindo desenhos aprovados pela AMPPAL.

• Entrega:As peças fundidas de canto padrão ISO permitem o transporte por caminhão-plataforma, trem ou navio. O recipiente pode ser levantado por cima ou por baixo usando barras espalhadoras.
• Requisitos de Fundação:Capacidade mínima de suporte do solo de 150 kPa. Para áreas com elevada atividade sísmica, a AMPPAL oferece um kit de ancoragem certificado.
• Tempo de conexão:A conexão típica de CA e comunicação leva de 2 a 3 dias úteis após a colocação do contêiner.
• Comissionamento:AMPPAL fornece suporte de comissionamento remoto. O técnico no local segue uma lista de verificação passo a passo na IHM do controlador, que inclui verificações de isolamento, verificação de polaridade e teste inicial de carga/descarga.
• Garantia:Garantia padrão de produto de 5 anos e garantia de desempenho de 10 anos, com contratos de serviço estendidos opcionais.

O sistema foi projetado para instalação externa sem necessidade de abrigo adicional. O gabinete IP54 protege contra poeira, chuva e neve. Para ambientes costeiros com alta salinidade, a AMPPAL recomenda a opção IP65 com revestimento resistente à corrosão em todas as partes metálicas expostas.

Por que escolher AMPPAL para seu projeto Container ESS

AMPPAL tem mais de uma década de experiência no fornecimento de soluções de armazenamento de energia na América do Norte, Europa e Ásia-Pacífico. A equipe de engenharia da empresa trabalha em estreita colaboração com empreiteiros e desenvolvedores de EPC para adaptar o Container ESS aos códigos de rede locais e às condições do local. Vários fatores diferenciam a AMPPAL:

• Teste de aceitação de fábrica:Cada contêiner passa por um teste de ciclo de carga total de 72 horas antes do envio. Os clientes recebem um relatório de teste detalhado incluindo verificação de capacidade, eficiência e comunicação.
• Projeto Modular:Racks de baterias e módulos PCS podem ser substituídos individualmente sem soldagem ou equipamento pesado dentro do contêiner. Isso reduz o tempo de inatividade e os custos de manutenção.
• Conformidade Global:A AMPPAL mantém certificações atuais para os principais mercados, incluindo UL, CE, IEC e UN38.3. O pacote de documentação oferece suporte rápido para licenciamento e aprovação de interconexão de serviços públicos.
• Suporte local:A AMPPAL possui centros de serviços regionais e centros de peças de reposição nos Estados Unidos, Alemanha e Austrália. O diagnóstico remoto é padrão, com monitoramento 24 horas por dia, 7 dias por semana, disponível através da plataforma AMPPAL Cloud.
• Escalabilidade:Várias unidades Container ESS podem ser conectadas em paralelo no lado CA para criar sistemas de 10 MW/20 MWh ou maiores. O EMS coordena todas as unidades como uma única usina virtual.

Perguntas frequentes sobre contêiner ESS

O que é um Container ESS e como funciona?

Um Container ESS é um sistema completo de armazenamento de energia alojado em um contêiner de transporte padrão. Inclui racks de bateria, um sistema de gerenciamento de bateria, um sistema de conversão de energia, gerenciamento térmico, supressão de incêndio e eletrônica de controle. Durante o carregamento, o PCS converte a eletricidade CA da rede ou de uma fonte renovável em eletricidade CC que é armazenada nas baterias. Durante a descarga, o PCS converte a eletricidade CC armazenada de volta em eletricidade CA para uso pelas cargas ou exportação para a rede. O EMS controla quando carregar e descarregar com base nas configurações do usuário, nos preços da rede ou nas previsões de geração renovável.

Quanto tempo dura um Container ESS AMPPAL?

A vida útil de um AMPPAL Container ESS é determinada principalmente pelas células da bateria e suas condições operacionais. As células LFP são classificadas para pelo menos 6.000 ciclos a uma taxa de 0,5°C, profundidade de descarga de 80% e temperatura ambiente de 25°C. Com um ciclo completo por dia, isso se traduz em mais de 16 anos de serviço antes que a capacidade caia para 70% da classificação original. A vida útil real pode ser maior se o sistema operar em profundidade parcial de descarga ou em temperaturas médias mais baixas. O PCS e outros componentes eletrônicos têm uma vida útil projetada de 20 anos com manutenção preventiva recomendada a cada 12 meses.

Quais são os principais riscos de segurança do Container ESS e como a AMPPAL os aborda?

Os principais riscos de segurança para qualquer Container ESS são choque elétrico, incêndio e propagação de fuga térmica. A AMPPAL mitiga estes riscos através de uma abordagem multicamadas. A segurança elétrica é garantida pela detecção de falta à terra, proteção contra arco elétrico e barramentos isolados. O risco de incêndio é reduzido pelo uso de produtos químicos LFP, que são menos propensos à fuga térmica do que os produtos químicos NMC ou NCA. O contêiner inclui detectores de fumaça e calor, supressão de incêndio por aerossol e névoa de água opcional. Painéis de alívio de pressão evitam o acúmulo de gases explosivos. O teste UL 9540A verifica se uma falha de célula única não se espalha para módulos vizinhos, e o BMS monitora continuamente a temperatura e a tensão em cada célula para detectar anomalias antes que elas aumentem.

Várias unidades Container ESS podem ser conectadas entre si?

Sim. As unidades AMPPAL Container ESS são projetadas para operação paralela no lado CA. Até 20 contêineres podem ser conectados a um barramento CA comum, criando um sistema de até 40 MW/80 MWh. O EMS atua como um controlador mestre, coordenando a saída de potência de cada contêiner para atender ao ponto de ajuste total. A comunicação entre contêineres utiliza Ethernet de fibra óptica, que é imune a interferências eletromagnéticas. Para projetos maiores, a AMPPAL pode fornecer uma sala de controle central com servidores redundantes e software SCADA.

Qual o prazo de entrega de um ESS Container AMPPAL?

O prazo de entrega padrão para um único Container ESS é de 10 a 14 semanas desde a confirmação do pedido até o envio para a fábrica, dependendo do modelo e dos recursos opcionais. Pedidos maiores de várias unidades podem exigir de 16 a 20 semanas. O tempo de envio é adicional e depende do porto de destino e da logística interna. A AMPPAL fornece um cronograma detalhado do projeto na fase de cotação, incluindo marcos de fabricação e datas de testes de aceitação na fábrica. Para projetos urgentes, a AMPPAL mantém um estoque limitado de unidades ESS de contêineres padrão de 20 pés em armazéns regionais.

Que manutenção um Container ESS exige?

A manutenção de rotina para um AMPPAL Container ESS inclui inspeções visuais trimestrais, substituição semestral do filtro para o HVAC ou sistema de refrigeração líquida e verificações anuais de torque nas conexões elétricas. O BMS realiza automaticamente o balanceamento das células e relata quaisquer tendências anormais de tensão ou temperatura. Os ventiladores e filtros de ar do PCS devem ser limpos a cada 6 a 12 meses, dependendo dos níveis de poeira. Os cartuchos do sistema de supressão de incêndio são inspecionados anualmente e substituídos a cada 10 anos ou após ativação. A AMPPAL oferece um plano de serviços de manutenção preventiva onde técnicos treinados executam todas as tarefas e fornecem um relatório de inspeção assinado para fins de seguro e conformidade.

O Container ESS é compatível com usinas solares e eólicas?

Sim. O AMPPAL Container ESS é totalmente compatível com usinas solares fotovoltaicas e eólicas. O sistema pode carregar diretamente do lado CC de um painel solar por meio de um conversor CC-CC opcional ou pode carregar do lado CA usando o sistema de conversão de energia. Em configurações acopladas a CA, o EMS pode priorizar o carregamento durante períodos de excesso de geração renovável e a descarga quando a produção renovável é baixa. As funções de suporte da rede, como queda de frequência e regulação de tensão, ajudam a estabilizar redes fracas com elevada penetração renovável. A AMPPAL forneceu unidades Container ESS para projetos solares mais armazenamento de 5 MW a 100 MW.