Sungrow PowerKeeper

Valorificarea surplusului de energie fotovoltaică, reducerea vârfurilor de consum și menținerea anumitor sarcini în timpul unei întreruperi a rețelei reprezintă unele dintre principalele provocări energetice pentru companii.

Sungrow PowerKeeper este o soluție modulară de stocare a energiei pentru aplicații comerciale și industriale. Aceasta combină bateriile ST050-250CF, invertorul hibrid trifazat Sungrow SH125CX și un sistem de comunicație și management energetic prin intermediul unui Logger și al platformei iSolarCloud.

Platforma permite configurarea unor sisteme cu capacități cuprinse între 49,9 kWh și 249,6 kWh și extinderea capacității până la aproximativ 1 MWh, adaptându-se proiectelor cu cerințe diferite de putere, autonomie și consum.

Ce este Sungrow PowerKeeper?

PowerKeeper este un sistem BESS modular conceput pentru stocarea energiei electrice și utilizarea acesteia ulterior, atunci când este mai avantajos pentru instalație.

Sistemul poate ajuta o companie să:

• Stocheze surplusul de energie generat de o instalație fotovoltaică.
• Crească autoconsumul.
• Reducă anumite vârfuri de consum.
• Deplaseze consumul către intervale orare mai avantajoase.
• Asigure alimentarea de rezervă pentru sarcini selectate în prealabil.
• Extindă progresiv capacitatea de stocare.

Această soluție este alcătuită în principal din bateriile modulare ST050-250CF, invertorul hibrid SH125CX, un Logger compatibil și platforma de monitorizare iSolarCloud.

Arhitectură DC-coupled cu invertorul hibrid SH125CX

PowerKeeper utilizează o arhitectură cuplată în curent continuu sau DC-coupled.

În această configurație, atât modulele fotovoltaice, cât și bateriile sunt conectate la invertorul hibrid Sungrow SH125CX. Echipamentul gestionează producția solară, încărcarea și descărcarea bateriilor, alimentarea consumatorilor și schimbul de energie cu rețeaua.

Această arhitectură permite integrarea sistemului fotovoltaic și a stocării energiei într-o singură soluție. Poate fi utilizată în instalații noi și, în urma unei analize tehnice corespunzătoare, în anumite proiecte de extindere sau modernizare.

Fezabilitatea fiecărei instalații trebuie analizată ținând cont de schema electrică existentă, puterea fotovoltaică, profilul de consum și strategia de funcționare prevăzută.

Configurațiile Sungrow PowerKeeper

PowerKeeper se bazează pe pachete de baterii de 12,48 kWh și oferă configurații standard cuprinse între 49,9 și 249,6 kWh.

Configurație	Capacitate
ST050CF	49,9 kWh
ST062CF	62,4 kWh
ST075CF	74,9 kWh
ST100CF	99,8 kWh
ST150CF	149,8 kWh
ST200CF	199,7 kWh
ST250CF	249,6 kWh

Pachetele de baterii funcționează cu o rată nominală de încărcare și descărcare de 0,5P. Acest lucru permite configurarea unor sisteme cu o durată aproximativă de două ore atunci când funcționează la puterea nominală.

Durata efectivă va depinde de puterea solicitată, nivelul de încărcare, temperatură, consumurile auxiliare, degradarea bateriilor și limitele configurate în sistem.

Scalabilitate până la aproximativ 1 MWh

Configurația ST250CF atinge o capacitate de 249,6 kWh prin intermediul a patru stack-uri de câte 62,4 kWh, fiecare fiind alcătuit din cinci pachete de baterii.

Pentru proiectele care necesită o capacitate energetică mai mare, Sungrow oferă opțional cutii de combinare care permit conectarea în paralel a mai multor clustere. În acest mod, PowerKeeper poate ajunge la aproximativ 1.000 kWh, echivalentul a 1 MWh.

Platforma este concepută pentru soluții cu durate aproximative cuprinse între 2 și 8 ore. Totuși, capacitatea, puterea și autonomia finale trebuie validate individual pentru fiecare proiect.

Invertorul hibrid Sungrow SH125CX

SH125CX este un invertor hibrid trifazat de 125 kW, dezvoltat pentru aplicații comerciale și industriale.

Echipamentul permite gestionarea simultană a producției fotovoltaice, a sistemului de stocare, a conexiunii la rețea și a unei ieșiri de rezervă.

Printre principalele sale caracteristici se numără:

• Putere nominală AC: 125 kW.
• Putere fotovoltaică maximă: 250 kWp.
• Număr de MPPT-uri: 10.
• Putere maximă de încărcare și descărcare: 125 kW.
• Eficiență maximă declarată: 98,6 %.
• Grad de protecție: IP66.
• Clasă de rezistență la coroziune: C5.

Acceptarea unei puteri fotovoltaice de până la 250 kWp permite proiectarea unor instalații cu un raport DC/AC ridicat, cu respectarea limitelor electrice și de proiectare stabilite de producător.

Alimentarea de rezervă a sarcinilor esențiale

SH125CX permite comutarea automată între funcționarea conectată la rețea și modul de rezervă, cu un timp de comutare declarat mai mic de 10 milisecunde și o putere nominală de rezervă de 125 kW.

Această funcție poate fi utilizată pentru menținerea alimentării unor sarcini selectate în prealabil, precum:

• Camere frigorifice și sisteme de refrigerare.
• Servere și echipamente informatice.
• Sisteme de securitate și comunicații.
• Iluminat esențial.
• Echipamente auxiliare.
• Anumite procese de producție.

Existența unei ieșiri de rezervă nu înseamnă că o unitate industrială poate continua să funcționeze integral în timpul unei întreruperi de energie electrică.

Proiectarea trebuie să țină cont de puterea simultană a sarcinilor, curenții de pornire ai motoarelor și compresoarelor, energia disponibilă în baterii și autonomia necesară.

Baterii LFP și siguranța sistemului

PowerKeeper utilizează baterii pe bază de litiu-fier-fosfat sau LFP, o tehnologie folosită pe scară largă în sistemele staționare de stocare datorită stabilității sale termice și adecvării pentru aplicații cu cicluri frecvente.

Sistemul include diferite măsuri de siguranță și monitorizare, printre care:

• Protecție împotriva propagării termice la nivelul pachetului de baterii.
• Senzor de fum.
• Sistem de stingere cu aerosol.
• Supapă de reducere a presiunii.
• Monitorizarea tensiunii și a curentului.
• Monitorizarea temperaturii.

Aceste măsuri trebuie completate prin respectarea reglementărilor aplicabile, a distanțelor de siguranță, a cerințelor de ventilație și a măsurilor de protecție împotriva incendiilor stabilite pentru fiecare instalație.

Protecție împotriva factorilor de mediu și instalare în exterior

Stack-urile PowerKeeper beneficiază de protecție IP66 și de un grad de protecție anticorozivă C5-M, caracteristici care facilitează instalarea în medii comerciale și industriale expuse unor condiții de mediu solicitante.

Sistemul utilizează răcire forțată cu aer și este conceput pentru instalare la sol.

Locația finală de instalare trebuie să asigure:

• Ventilație suficientă.
• Acces pentru operațiunile de mentenanță.
• Capacitate portantă adecvată.
• Protecție împotriva impacturilor.
• Drenaj corespunzător.
• Respectarea distanțelor de siguranță.
• Protecție împotriva riscului de inundații.
• Respectarea cerințelor de protecție împotriva incendiilor.

Stack-ul de 49,9 kWh este livrat preasamblat pentru a facilita transportul și instalarea. Fiecare pachet de baterii are o capacitate nominală de 12,48 kWh și o greutate maximă de 90 kg.

Extinderea sistemului și echilibrarea activă

PowerKeeper include echilibrare activă la nivel de modul.

Această funcție poate facilita extinderile viitoare și anumite operațiuni de înlocuire, contribuind la compensarea diferențelor energetice dintre module.

Orice extindere trebuie realizată conform procedurilor oficiale ale producătorului și după verificarea prealabilă a următoarelor aspecte:

• Compatibilitatea dintre diferitele versiuni.
• Starea de sănătate a modulelor.
• Nivelul de încărcare.
• Versiunea firmware instalată.
• Vechimea bateriilor.
• Condițiile de garanție.
• Limitările proiectului existent.

Prin urmare, modularitatea facilitează dezvoltarea ulterioară a sistemului, însă nu trebuie interpretată ca o posibilitate de extindere automată fără o validare tehnică prealabilă.

Monitorizare prin iSolarCloud

Logger-ul colectează informațiile provenite de la invertor, baterii și echipamentele de măsurare și le integrează în platforma iSolarCloud.

Prin intermediul platformei pot fi monitorizate informații precum:

• Producția fotovoltaică.
• Consumul instalației.
• Nivelul de încărcare al bateriilor.
• Puterea de încărcare și descărcare.
• Alarmele și incidentele.
• Funcționarea generală a sistemului.

În funcție de Logger, firmware, țară și configurația selectată, pot fi disponibile și funcții de actualizare de la distanță, diagnosticare, integrare cu contoare sau comunicare cu sisteme EMS externe.

Principalele aplicații ale Sungrow PowerKeeper

Creșterea autoconsumului fotovoltaic

Bateria stochează energia solară care nu este consumată imediat și o pune la dispoziție atunci când instalația fotovoltaică nu mai produce energie sau nu acoperă integral cererea.

Acest lucru permite creșterea gradului de valorificare a producției solare și reducerea energiei achiziționate din rețea.

Reducerea vârfurilor de consum

PowerKeeper poate descărca energie atunci când consumul atinge o limită configurată în prealabil.

Această strategie, cunoscută sub denumirea de peak shaving, poate reduce puterea maximă solicitată din rețea și poate limita anumite costuri asociate vârfurilor de consum.

Deplasarea consumului de energie

Companiile care desfășoară activități la finalul zilei sau pe timpul nopții pot stoca o parte din producția fotovoltaică din timpul zilei pentru a o utiliza ulterior.

Această aplicație poate fi deosebit de interesantă pentru instalațiile cu refrigerare, climatizare, iluminat nocturn sau procese de producție continue.

Alimentare de rezervă

În combinație cu SH125CX, PowerKeeper poate menține alimentarea anumitor sarcini în timpul unei întreruperi a rețelei.

Autonomia va depinde de capacitatea instalată, nivelul de încărcare al bateriilor și puterea echipamentelor conectate la ieșirea de rezervă.

Încărcarea vehiculelor electrice

Sistemul de stocare poate contribui la reducerea puterii solicitate din rețea atunci când mai multe vehicule se încarcă simultan și poate permite o utilizare mai eficientă a surplusului de energie fotovoltaică.

Compatibilitatea cu stațiile de încărcare și cu sistemul de management energetic trebuie analizată în mod specific pentru fiecare proiect.

Cum se dimensionează un sistem Sungrow PowerKeeper

Capacitatea bateriei nu trebuie selectată exclusiv în funcție de puterea fotovoltaică instalată.

Pentru dimensionarea corectă a sistemului trebuie analizate cel puțin următoarele aspecte:

1. Curba orară de consum.
2. Producția fotovoltaică reală sau estimată.
3. Volumul și intervalele orare în care apar surplusurile.
4. Puterea maximă solicitată.
5. Strategia de încărcare și descărcare.
6. Sarcinile care necesită alimentare de rezervă.
7. Autonomia necesară.
8. Condițiile de instalare.
9. Planificarea unor extinderi viitoare.

O baterie supradimensionată poate crește în mod inutil investiția inițială. O configurație prea mică sau cu o putere insuficientă poate să nu poată absorbi surplusul disponibil și nici să acopere vârfurile de consum estimate.

Din acest motiv, fiecare proiect trebuie analizat pe baza unor date reale sau a unor estimări suficient de reprezentative pentru condițiile de funcționare ale instalației.