En los sistemas de almacenamiento de energía, las baterías de alta tensión (AT) se definen como aquellas con una tensión nominal de 90V-1000V. Un mayor voltaje conlleva una mayor capacidad de almacenamiento de energía y de suministro eléctrico para escenarios de alta demanda, pero también mayores riesgos de seguridad.
Garantizar la seguridad de las baterías de AT es una tarea sistemática y de varios niveles. Más allá de las medidas básicas como la caja de control de AT, el BMS y el equipo de seguridad, los armarios integrados de almacenamiento de energía personalizados desempeñan un papel clave. A continuación se ofrece un desglose detallado de las principales medidas de seguridad.
Estructura adecuada del grupo de baterías y caja de control de alta tensión dedicada
Las baterías de alta tensión funcionan en grupos de baterías (normalmente de 5 a 11 módulos en serie) para satisfacer las demandas de carga de alta potencia (por ejemplo, suministros de energía comercial e industrial, almacenamiento solar a gran escala). Cada clúster está equipado con una caja de control de alta tensión específica, que actúa como "centro de mando" para la seguridad a nivel de clúster:
(1) Regula las corrientes de carga/descarga y las tensiones en tiempo real para evitar fluctuaciones anormales.
(2) Integra relés de protección contra sobrecorriente, sobretensión y cortocircuito, que cortan automáticamente el circuito si se producen riesgos (por ejemplo, subidas repentinas de corriente).
(3) Supervisar cada clúster, evitando la propagación de fallos de un clúster a todo el sistema.
Armarios integrados de almacenamiento de energía personalizados
UE ofrece armarios a medida para diferentes capacidades:
Pequeño/mediano armarios de exterior (50 kWh-225 kWh para uso comercial/industrial) con aire acondicionado inteligente para disipar el calor.
Sistemas en contenedor de 20 pies/40 pies (para grandes proyectos de servicios públicos/microrredes) que integran la gestión térmica, la protección contra incendios y la seguridad estructural.
Estos armarios constituyen la "última línea de defensa" para la seguridad in situ, con características principales incluyendo:
(1) Aire acondicionado y ventilación
Las baterías de alta tensión generan mucho calor durante la carga y descarga; una temperatura excesiva o desigual puede acelerar el envejecimiento de las células y desencadenar una fuga térmica. Por eso, el control inteligente de la temperatura es crucial para la seguridad de los sistemas de almacenamiento de energía.
El sistema de aire acondicionado se encarga de enfriar y deshumidificar el ambiente interno. El sistema de ventilación se encarga de expulsar el aire caliente del armario y sustituirlo por aire exterior o circulación interna para evitar temperaturas internas excesivas.
(2) Sistema de extinción rápida de incendios
El sistema de extinción de incendios se compone principalmente de un dispositivo de extinción de incendios HFC-227ea, un dispositivo de alivio de presión, un controlador de extinción de incendios por gas, un detector de humo, etc., que tienen las funciones de anticipación automática, supervisión automática y extinción automática de incendios.
El dispositivo responde con rapidez y puede llevar a cabo una extinción de incendios selectiva en 5 s, enfriando rápidamente la batería y bloqueando la reacción en cadena de la combustión, logrando medidas de extinción de incendios físicas y químicas duales.
(3) Estructura sólida del armario
Clasificación IP65/IP54 a prueba de agua y polvo: El cuerpo del armario está fabricado en acero galvanizado de 2 mm de grosor (con revestimiento anticorrosión) y cuenta con juntas de goma en las costuras de las puertas, lo que protege las baterías internas de la lluvia, el polvo y la humedad.
Antichoque y antivuelco: Los marcos de acero reforzado y los anclajes de la base permiten que el armario resista colisiones accidentales (por ejemplo, impactos en obras) y fuertes vientos (hasta 12 niveles).
Diseño antideflagrante: Los paneles superiores o laterales del armario están equipados con válvulas de alivio de explosiones: si la presión interna aumenta bruscamente debido a la liberación de gas por fuga térmica, las válvulas se abren para liberar la presión, evitando la rotura del armario.
(4) Botón de emergencia
En el exterior del armario se ha instalado un botón ESD de color rojo; al pulsarlo, se cortan todas las entradas/salidas de alimentación al clúster en 0,5 segundos, lo que permite al personal in situ detener rápidamente las operaciones en caso de emergencia.
Parte de protección del núcleo - BMS
El BMS es el "cerebro" de todo el sistema de almacenamiento de energía de alta tensión. Con un triple almacenamiento de energía estructura del SGE (unidad de celda de batería - clúster - sistema de batería), podemos adoptar para garantizar mejor la seguridad del sistema de almacenamiento de energía.
- BMU (Unidad de gestión de la batería): Recoge la tensión/temperatura de una sola célula, calcula el estado de la batería y controla el equilibrado/gestión térmica.
- BCMS (Sistema de gestión del grupo de baterías): Recoge la tensión/corriente del clúster, realiza pruebas de aislamiento y controla los relés/ventiladores.
- BAMS (Sistema de gestión del sistema de baterías): Muestra datos, monitoriza en tiempo real, identifica anomalías y permite la alarma/diagnóstico remoto.
Equipamiento de seguridad integral
Para mejorar la seguridad, el sistema de almacenamiento de energía de alta tensión también está equipado con dispositivos de seguridad que funcionan conjuntamente con el paquete de baterías:
- Protección eléctrica básica: cajas combinadoras de baterías (con fusibles de alto voltaje) y disyuntores para aislar los módulos defectuosos y bloquear las corrientes anómalas, evitando los disparos por fuga térmica.
- Módulos CC/CC: Regula la corriente continua a un rango estable, garantizando un suministro de energía constante a los componentes internos (por ejemplo, BMS, cajas de control) y evitando daños inducidos por sobrecargas.
- Sistema de conversión de energía (PCS): Estabiliza la entrada/salida de energía entre las baterías y la red, eliminando los picos de tensión que podrían dañar las estructuras de las células.
- Interruptor de transferencia automática (ATS): Conmuta las fuentes de alimentación en 0,1 segundos durante cortes de red o anomalías, evitando la corriente de retorno o la sobredescarga prolongada de las baterías.
Conclusión
Con el aumento de la demanda de almacenamiento de energía en aplicaciones comerciales, industriales y de servicios públicos, las empresas y los operadores de proyectos ya no se centran únicamente en una alta producción de energía, sino que cada vez dan más prioridad a la seguridad, la fiabilidad y la sostenibilidad de los sistemas energéticos en su conjunto.
Garantizar la seguridad de las baterías de alto voltaje (AT), por lo tanto, nunca es una medida aislada; es un compromiso integral entretejido en cada etapa del diseño, la configuración y el funcionamiento diario de un sistema.
Para UE, este compromiso se traduce en la adaptación de soluciones a los requisitos únicos de diversos escenarios. Al integrar la seguridad en todas las fases del ciclo de vida de su proyecto, le permitimos aprovechar todo el potencial energético de las baterías de alta tensión al tiempo que mitigamos los riesgos de forma proactiva.
En UE, nuestro objetivo es ofrecer algo más que sistemas de baterías de AT seguros: proporcionamos la estabilidad y la confianza necesarias para que sus operaciones energéticas sigan funcionando sin problemas, incluso en condiciones exigentes, ayudándole a equilibrar rendimiento y protección, ahora y a largo plazo.