Um sistema comercial de armazenamento de energia para uma fábrica isolada da rede elétrica precisa fazer mais do que simplesmente armazenar energia. Ele deve suportar a produção diária. Além disso, deve proteger equipamentos essenciais, complementar a geração solar e manter o funcionamento da fábrica quando a energia da rede elétrica estiver indisponível ou instável. Para fábricas em áreas remotas, zonas de processamento agrícola, minas e grandes edifícios industriais, o projeto do sistema deve começar com o perfil de carga, e não com o dimensionamento das baterias.

O projeto de energia solar com armazenamento de 500 kW/2 MWh da Sunway para uma fábrica de processamento de café em Bagua, no Peru, deixa isso claro. A fábrica opera completamente fora da rede elétrica. A energia solar carrega o sistema de baterias durante o dia, e a energia armazenada supre a demanda da fábrica quando a produção de energia solar diminui. Para compradores que planejam um sistema de armazenamento de energia semelhante para fábricas, este projeto oferece uma referência prática para dimensionamento, seleção de componentes e planejamento do sistema. Ele também demonstra como a Sunway aborda projetos industriais fora da rede como sistemas de energia completos, em vez de painéis solares, baterias e inversores separados.

Por que fábricas autossuficientes precisam de sistemas de energia solar com armazenamento?

Uma fábrica sem acesso estável à rede elétrica não pode depender apenas de painéis solares. A geração de energia solar varia de acordo com a luz do sol, as nuvens, o horário de produção e as condições climáticas sazonais. Um sistema de energia solar com armazenamento ajuda a transformar essa produção variável em energia utilizável para a operação diária.

Para uma fábrica de processamento de café autossuficiente em energia, o sistema deve suportar equipamentos como motores, bombas, esteiras transportadoras, iluminação, sistemas de controle, equipamentos de escritório e dispositivos de segurança. Essas cargas podem não funcionar simultaneamente, mas ainda assim exigem energia estável. Um sistema de armazenamento de energia em baterias bem projetado armazena o excesso de energia fotovoltaica gerada e a libera de acordo com a demanda real.

Para os compradores, a principal questão não é "Qual o tamanho da bateria?". A pergunta mais pertinente é "Quais cargas precisam permanecer conectadas e por quanto tempo?".

Comece com o Perfil de Carga de Fábrica.

Cada instalação industrial possui seu próprio padrão de consumo de energia. Uma fábrica de processamento de café, um armazém frigorífico, uma oficina têxtil e um depósito podem todos necessitar de armazenamento de energia em baterias industriais, mas suas curvas de carga podem ser muito diferentes.

Identificar cargas críticas e não críticas

O primeiro passo é separar as cargas críticas das cargas gerais. As cargas críticas podem incluir sistemas de controle de produção, máquinas de processamento selecionadas, refrigeração, bombas, sistemas de segurança, equipamentos de comunicação e iluminação de emergência. As cargas não críticas podem, muitas vezes, ser deslocadas ou reduzidas durante períodos de baixa potência.

Essa separação mantém o sistema prático. Se cada dispositivo for tratado como essencial, o projeto pode exigir baterias de grande capacidade e um inversor com maior capacidade. Se a lista de cargas críticas estiver clara, o sistema pode fornecer energia estável com melhor controle de custos.

Combine kW e kWh

A potência em kW determina quanta energia o sistema pode fornecer de uma só vez. Já ​​a potência em kWh determina por quanto tempo ele pode suportar essa carga. Uma fábrica com motores ou equipamentos de produção pode precisar de uma potência de saída do inversor alta, mesmo que a duração da autonomia necessária seja moderada. Uma instalação com operação noturna pode precisar de maior capacidade de bateria, mesmo que a demanda de pico não seja muito alta.

Uma fórmula simples para os estágios iniciais é:

Capacidade da bateria necessária = potência da carga crítica × horas de autonomia ÷ porcentagem utilizável da bateria

Esta fórmula é apenas um ponto de partida. Projetos reais também precisam considerar a reserva de bateria, as horas de carregamento solar, a eficiência do inversor, a temperatura ambiente, a corrente de partida do equipamento e o crescimento futuro da produção.

Como o projeto fora da rede foi configurado

O projeto no Peru foi construído como um sistema completo de energia solar com armazenamento, isolado da rede elétrica, para uso em produção industrial. Ele combina geração fotovoltaica, armazenamento em baterias de lítio, conversão de energia, controle MPPT, monitoramento e proteção em contêineres. Para a Sunway, esse tipo de projeto não se resume apenas ao fornecimento de equipamentos. O sistema deve ser configurado de acordo com o perfil de carga do cliente, as condições do local, o recurso solar, o cronograma de operação e as necessidades de manutenção a longo prazo.

Lado fotovoltaico solar

O projeto inclui 612 kW de capacidade fotovoltaica. Ele foi projetado para gerar mais de 800 MWh por ano. Os painéis são dispostos com 12 módulos por string. O sistema fotovoltaico utiliza 12 caixas de junção. Cada uma possui 8 entradas e 1 saída de 1000 V.

 Os módulos são instalados no solo sobre pedestais de concreto com um ângulo de inclinação de 5 graus. Esse sistema de instalação no solo é geralmente adequado para instalações industriais, que dispõem de terreno disponível e permitem maior facilidade de acesso para manutenção. Além disso, apresentam menos restrições quanto à estrutura do telhado.

Em projetos isolados da rede elétrica, o layout dos painéis fotovoltaicos não é apenas um detalhe de instalação. Ele afeta diretamente a velocidade de recarga das baterias e a quantidade de energia que a fábrica pode utilizar durante a produção diária.

Lado de armazenamento e conversão de energia

O sistema de armazenamento de energia utiliza 10 conjuntos de baterias de lítio. Cada conjunto tem 768 V e 280 Ah, com uma capacidade total de armazenamento de 2150 kWh. O sistema de baterias está integrado em um contêiner externo de 40 pés com proteção contra incêndio, monitoramento e ar condicionado. Um painel de distribuição central conecta todos os conjuntos de baterias.

A parte de conversão de energia utiliza um inversor bidirecional de 500 kW com transformador de isolamento. O sistema também inclui 12 módulos DC/DC MPPT. Quatro módulos conectam 8 strings de painéis solares cada, enquanto oito módulos conectam 7 strings cada.

Essa estrutura permite que a geração de energia solar, o carregamento de baterias e o fornecimento de energia à carga funcionem como um único sistema de energia autônomo e coordenado.

Isso também reflete uma das principais vantagens de uma solução de armazenamento integrada da Sunway: os componentes fotovoltaicos, as baterias, os inversores, o sistema de proteção e o sistema de monitoramento são projetados para funcionar em conjunto. Para fábricas isoladas da rede elétrica, essa integração pode reduzir a incompatibilidade de componentes, simplificar a coordenação do projeto e facilitar a operação posterior pela equipe no local.

Onde se encaixa um sistema de armazenamento de energia (ESS) de 500 kW e 1075 kWh?

Nem todas as fábricas precisam de um sistema completo de 2 MWh na fase inicial. Alguns projetos podem começar com um bloco de baterias menor e expandir posteriormente à medida que a produção aumenta. Para esse tipo de demanda de escala média nos setores comercial e industrial, o Sistema de armazenamento de energia Sunway 500kW 1075kWh é uma opção relevante do sistema.

O sistema oferece 1075 kWh de capacidade nominal de armazenamento de energia e 500 kW de potência CA nominal. Utiliza baterias de fosfato de ferro-lítio, arquitetura PCS modular, EMS, BMS, distribuição de energia, gerenciamento térmico, proteção contra incêndio e um gabinete externo integrado. Possui tensão nominal de 768 V, faixa de tensão de 672 V a 864 V, 10 caminhos MPPT, corrente máxima fotovoltaica de 160 A e classificação IP54.

Seu valor não reside apenas na capacidade nominal. O design integrado do gabinete reúne armazenamento de bateria, PCS (Controle de Potência e Segurança), gerenciamento de energia, controle de temperatura e proteção de segurança em um único sistema. A tecnologia de bateria de fosfato de ferro-lítio oferece ciclos estáveis ​​para uso comercial e industrial. O controle EMS (Sistema de Gerenciamento de Energia) e BMS (Sistema de Gerenciamento de Bateria) auxilia no gerenciamento do comportamento de carga e descarga, status da bateria, alarmes e proteção do sistema. A proteção contra incêndio e o gerenciamento térmico também são importantes para instalações industriais externas, onde o sistema pode operar por longos períodos sob condições ambientais variáveis.

Este tipo de sistema é adequado para fábricas de médio porte, unidades de processamento agrícola, grandes armazéns, parques industriais e instalações comerciais que necessitam de autoconsumo de energia solar, suporte energético fora da rede ou gestão de picos de demanda. Para instalações maiores, após análise da demanda, podem ser consideradas múltiplas unidades ou sistemas conteinerizados de maior porte.

Fatores de design que os compradores devem verificar

Um sistema de armazenamento de energia de 500 kW não é um produto plug-in padrão. Ele precisa ser compatível com o projeto elétrico da fábrica, o cronograma de operação e o ambiente de instalação.

Recurso solar e capacidade fotovoltaica

O sistema fotovoltaico deve ser dimensionado para atender ao consumo diário de energia e às necessidades de carregamento da bateria. Se a capacidade fotovoltaica for muito pequena, a bateria pode não recarregar com rapidez suficiente após uma descarga intensa. Se a capacidade fotovoltaica for alta, mas a capacidade da bateria for baixa, o excesso de energia solar pode ser desperdiçado.

Para fábricas autossuficientes em energia, as variações sazonais da luz solar também devem ser analisadas. Um sistema que funciona bem em meses secos pode precisar de uma reserva extra durante períodos nublados ou chuvosos.

Estratégia de reserva e operação de baterias

Sistemas isolados da rede elétrica devem manter uma reserva de bateria planejada. Descarregar totalmente a bateria com muita frequência pode reduzir a estabilidade do sistema e encurtar sua vida útil. Uma boa estratégia define quando a bateria carrega, quando descarrega, quais cargas são priorizadas e quando cargas não críticas devem ser adiadas.

O controle EMS e BMS é importante neste contexto. Eles ajudam a gerenciar o status da bateria, o comportamento de carga e descarga, os alarmes e a proteção do sistema.

Condições do local e acesso para manutenção

Sistemas industriais externos precisam de espaço para contêineres ou gabinetes, passagem de cabos, aterramento, ventilação, segurança contra incêndio e acesso para manutenção. Fábricas remotas também devem considerar peças de reposição, acesso para monitoramento, treinamento de operadores e capacidade de manutenção local.

Sunway Funciona com painéis solares, inversores solares, baterias de armazenamento de energia, sistemas conectados à rede, sistemas isolados, sistemas híbridos, sistemas de montagem e soluções de armazenamento de energia fotovoltaica. Essa gama de produtos ajuda a integrar de forma mais eficiente os componentes fotovoltaicos, de armazenamento, do inversor e o projeto em si.

Para projetos industriais no exterior, o fornecimento e o suporte técnico também são importantes. Os compradores precisam de mais do que apenas o envio de equipamentos. Eles precisam de suporte para configuração do sistema, documentação técnica, orientação para comissionamento, configuração de monitoramento e atendimento pós-venda. A experiência da Sunway com projetos isolados da rede elétrica e projetos híbridos de energia solar com armazenamento ajuda os compradores a reduzir a incerteza que frequentemente surge entre o projeto, a entrega, a instalação e a operação a longo prazo.

Erros comuns em projetos de armazenamento de energia em fábricas fora da rede elétrica

O primeiro erro é escolher apenas pela capacidade da bateria. Um sistema de 1075 kWh e um sistema de 2 MWh podem ser adequados em diferentes condições. A escolha certa depende do tamanho da carga, das horas de autonomia, da geração solar e do cronograma de produção.

O segundo erro é ignorar a corrente de partida do equipamento. Motores, bombas, compressores e máquinas de processamento podem gerar picos de energia de curta duração. O projeto do inversor e do sistema de controle de potência (PCS) deve levar isso em consideração.

O terceiro erro é tratar sistemas isolados da rede e sistemas conectados à rede da mesma forma. Um local conectado à rede pode usar a rede como um buffer. Uma fábrica isolada da rede precisa de entrada de energia solar suficiente, reserva de bateria e confiabilidade do inversor para operar de forma independente.

O quarto erro é negligenciar a expansão a longo prazo. As fábricas podem adicionar novas linhas de produção, equipamentos de refrigeração, iluminação ou máquinas de embalagem. Um bom projeto deve prever espaço para o planejamento da capacidade futura.

Lista de verificação final antes de solicitar um projeto de sistema.

Antes de solicitar um projeto, prepare informações sobre a localização da fábrica, principal indústria, consumo diário de eletricidade, pico de carga, lista de equipamentos, lista de cargas críticas, horas de operação necessárias, área disponível para instalação solar, condições de insolação locais, acesso à rede elétrica, requisitos de tensão e fase, espaço disponível para instalação e plano de expansão.

Para projetos semelhantes a esta fábrica de processamento de café autossuficiente no Peru, o sistema deve ser planejado como um sistema completo de energia solar com armazenamento, e não como painéis solares e baterias separados. A capacidade fotovoltaica, a capacidade da bateria, a potência do inversor, o projeto MPPT, a proteção, o monitoramento e o serviço pós-venda precisam funcionar em conjunto.

A Sunway oferece soluções de armazenamento de energia solar Para projetos de energia comerciais, industriais, isolados da rede e híbridos. Para fábricas, instalações de processamento agrícola, armazéns e grandes edifícios comerciais, o ponto de partida mais útil são os dados reais de carga. Envie-nos os detalhes do seu projeto. E podemos ajudar a analisar uma configuração adequada de sistema de armazenamento de energia (ESS) de 500 kW ou uma configuração maior de energia solar com armazenamento para o seu local.

Uma análise completa também pode abranger a capacidade da bateria, a compatibilidade com os painéis fotovoltaicos, a proteção do sistema, o planejamento da instalação, o suporte ao comissionamento e o suporte à operação, de modo que o sistema final seja mais fácil de implantar e manter após a entrega.

Perguntas frequentes

P: Um sistema de armazenamento de energia de 500 kW é suficiente para uma fábrica isolada da rede elétrica?

R: Depende da carga máxima da fábrica, dos equipamentos críticos, das horas de operação e da autonomia necessária da bateria. Um sistema de 500 kW pode atender a muitos projetos industriais de médio porte, mas a configuração final deve ser baseada em dados reais de carga e nas condições de geração de energia solar.

P: Qual a diferença entre um sistema de armazenamento de energia (ESS) de 1075 kWh e um sistema solar com armazenamento de 2 MWh?

A: Um sistema de armazenamento de energia (ESS) de 1075 kWh oferece uma capacidade de armazenamento nominal menor e pode ser adequado para projetos comerciais e industriais de médio porte ou para implantação faseada. Um sistema de 2 MWh pode suportar maior tempo de operação ou cargas maiores fora da rede. A opção correta depende da demanda de produção, das horas de autonomia e da capacidade de carregamento fotovoltaico.

P: Por que as fábricas autossuficientes em energia precisam de baterias em vez de apenas painéis solares?

A: Os painéis solares só geram energia quando há luz solar disponível. As baterias armazenam a energia solar diurna e a liberam quando a demanda de produção excede a geração fotovoltaica, durante períodos nublados ou após o pôr do sol. Para fábricas isoladas da rede elétrica, o armazenamento transforma a geração solar variável em um fornecimento de energia mais estável.