Dans les systèmes de stockage d'énergie, les batteries haute tension (HT) sont définies comme celles dont la tension nominale est comprise entre 90 et 1000V. Une tension plus élevée permet de renforcer les capacités de stockage d'énergie et d'alimentation électrique pour les scénarios de forte demande, mais présente également des risques de sécurité plus élevés.
Assurer la sécurité des batteries HT est une tâche systématique et à plusieurs niveaux. Au-delà des mesures de base telles que le boîtier de contrôle HT, le BMS et l'équipement de sécurité, les armoires intégrées de stockage d'énergie personnalisées jouent un rôle clé. Vous trouverez ci-dessous une ventilation détaillée des principales mesures de sécurité.
Structure appropriée du groupe de batteries et boîtier de contrôle haute tension dédié
Les batteries HT fonctionnent en grappes de batteries (généralement de 5 à 11 modules en série) pour répondre aux demandes de charge de grande puissance (par exemple, alimentation électrique commerciale et industrielle, stockage solaire à l'échelle de l'entreprise). Chaque groupe est équipé d'un boîtier de contrôle HT dédié, qui fait office de "centre de commande" pour la sécurité au niveau du groupe :
(1) Régule les courants et tensions de charge/décharge en temps réel pour éviter les fluctuations anormales.
(2) Intègre des relais de protection contre les surintensités, les surtensions et les courts-circuits, coupant automatiquement le circuit en cas de risques (par exemple, surtensions soudaines).
(3) Surveillance de chaque grappe, prévention de la propagation d'une erreur d'une grappe à l'ensemble du système.
Armoires intégrées de stockage d'énergie personnalisées
UE propose des armoires sur mesure pour différentes capacités :
Petit/moyen armoires extérieures (50kWh-225kWh pour une utilisation commerciale/industrielle) avec climatisation intelligente pour la dissipation de la chaleur.
Systèmes conteneurisés de 20 pieds/40 pieds (pour les grands projets de services publics/micro-réseaux) intégrant la gestion thermique, la protection contre les incendies et la sécurité structurelle.
Ces armoires constituent la "dernière ligne de défense" pour la sécurité sur le site, avec caractéristiques principales y compris :
(1) Climatisation et ventilation
Les batteries HT génèrent beaucoup de chaleur pendant la charge/décharge ; une température excessive ou irrégulière peut accélérer le vieillissement des cellules et déclencher un emballement thermique. Un contrôle intelligent de la température est donc crucial pour la sécurité des systèmes de stockage d'énergie.
Le système de climatisation est chargé de refroidir et de déshumidifier l'environnement interne. Le système de ventilation est chargé d'évacuer l'air chaud de l'armoire et de le remplacer par de l'air extérieur ou par une circulation interne afin d'éviter des températures internes excessives.
(2) Système d'extinction rapide d'incendie
Le système d'extinction d'incendie se compose principalement d'un dispositif d'extinction d'incendie au HFC-227ea, d'un dispositif de décompression, d'un contrôleur d'extinction d'incendie au gaz, d'un détecteur de fumée, etc., qui ont des fonctions de préemption automatique, de surveillance automatique et d'extinction d'incendie automatique.
L'appareil réagit rapidement et peut effectuer une extinction ciblée en moins de 5 secondes, en refroidissant rapidement la batterie et en bloquant la réaction en chaîne de la combustion, ce qui permet de mettre en œuvre des mesures d'extinction physique et chimique.
(3) Structure solide de l'armoire
Résistance à l'eau et à la poussière IP65/IP54 : Le corps de l'armoire est en acier galvanisé de 2 mm d'épaisseur (avec revêtement anticorrosion) et comporte des joints en caoutchouc au niveau des portes, protégeant ainsi les batteries internes de la pluie, de la poussière et de l'humidité.
Anti-impact et anti-basculement : Les cadres en acier renforcé et les ancrages de base permettent à l'armoire de résister aux collisions accidentelles (par exemple, les impacts de la construction sur le site) et aux vents violents (jusqu'à 12 niveaux).
Conception antidéflagrante : Les panneaux supérieurs ou latéraux de l'armoire sont équipés de soupapes de sûreté antidéflagrantes. Si la pression interne augmente fortement en raison d'un dégagement de gaz dû à un emballement thermique, les soupapes s'ouvrent pour relâcher la pression, évitant ainsi la rupture de l'armoire.
(4) Bouton d'urgence
Un bouton ESD rouge bien visible est installé à l'extérieur de l'armoire ; une pression sur ce bouton coupe toutes les entrées/sorties d'énergie de la grappe en 0,5 seconde, ce qui permet au personnel sur place d'interrompre rapidement les opérations en cas d'urgence.
Pièce de protection du noyau - BMS
Le BMS est le "cerveau" de l'ensemble du système de stockage d'énergie HT. Avec un structure de stockage d'énergie triple BMS (unité de cellule de batterie - grappe - système de batterie), nous pouvons l'adopter pour mieux garantir la sécurité du système de stockage d'énergie.
- BMU (Unité de gestion de la batterie) : Collecte la tension/température des cellules individuelles, calcule l'état de la batterie et contrôle l'équilibrage/la gestion thermique.
- BCMS (Battery Cluster Management System) : Collecte la tension et le courant de la grappe, effectue des tests d'isolation et contrôle les relais et les ventilateurs.
- BAMS (Battery System Management System) : Affiche les données, surveille en temps réel, identifie les anomalies et permet l'alarme/le diagnostic à distance.
Un équipement de sécurité complet
Pour améliorer la sécurité, le système de stockage d'énergie à haute tension est également équipé de dispositifs de sécurité qui fonctionnent conjointement avec le bloc-batterie :
- Protection électrique de base : boîtes de raccordement de batteries (avec fusibles haute tension) et disjoncteurs pour isoler les modules défectueux et bloquer les courants anormaux, afin d'éviter les déclenchements d'emballement thermique.
- Modules DC/DC : Régule le courant continu dans une plage stable, garantissant une alimentation constante des composants internes (par exemple, BMS, boîtiers de commande) et évitant les dommages dus à la surcharge.
- Système de conversion d'énergie (PCS) : Stabilise l'entrée/sortie d'énergie entre les batteries et le réseau, en éliminant les pics de tension qui pourraient endommager les structures des cellules.
- Commutateur de transfert automatique (ATS) : Il commute les sources d'alimentation en moins de 0,1 seconde en cas de panne ou d'anomalie du réseau, évitant ainsi le courant de retour ou la surcharge prolongée des batteries.
Conclusion
Avec la demande croissante de stockage d'énergie dans les applications commerciales, industrielles et à grande échelle, les entreprises et les opérateurs de projets ne se concentrent plus uniquement sur une production d'énergie élevée, mais accordent de plus en plus d'importance à la sécurité, à la fiabilité et à la durabilité de l'ensemble des systèmes énergétiques.
Garantir la sécurité des batteries haute tension (HT) n'est donc jamais une mesure unique ; c'est un engagement global qui s'inscrit dans chaque étape de la conception, de la configuration et de l'exploitation quotidienne d'un système.
Pour UE, cet engagement se traduit par l'adaptation des solutions aux exigences uniques de divers scénarios. En intégrant la sécurité à chaque phase du cycle de vie de votre projet, nous vous donnons les moyens de libérer tout le potentiel énergétique des batteries HT tout en atténuant les risques de manière proactive.
Chez UE, notre objectif est de fournir plus que des systèmes de batteries HT sûrs : nous apportons la stabilité et la confiance nécessaires au bon déroulement de vos opérations énergétiques, même dans des conditions difficiles, en vous aidant à équilibrer performance et protection, aujourd'hui et à long terme.