Container ESS ad alte prestazioni per soluzioni affidabili di stoccaggio dell'energia

Parametri tecnici principali del contenitore AMPPAL ESS

AMPPALprogetta la sua gamma di contenitori ESS attorno alla modularità e alla scalabilità. Ogni unità viene assemblata e testata in fabbrica prima della spedizione, il che significa che il sistema arriva in loco pronto per il collegamento. I parametri chiave riportati di seguito definiscono l'involucro operativo e aiutano gli sviluppatori di progetti ad abbinare il modello giusto ai loro requisiti di potenza ed energia.

• Gamma di potenza nominale:Da 500 kW a 2.000 kW per container, espandibili in parallelo per installazioni multi-megawatt.
• Capacità energetica nominale:Da 1.000 kWh a 4.000 kWh per container, con tensione lato DC fino a 1.500 V su richiesta.
• Chimica della batteria:Celle al litio ferro fosfato (LFP), selezionate per una lunga durata, stabilità termica e bassa degradazione.
• Efficienza di andata e ritorno:Tipicamente dal 92% al 94% nel punto di accoppiamento comune, a seconda della temperatura ambiente e del profilo di carica/scarica.
• Ciclo di vita:≥ 6.000 cicli a 0,5°C di carica/scarica, 80% di profondità di scarica e 25°C di temperatura ambiente, con ritenzione della capacità a fine vita superiore al 70%.
• Intervallo di temperatura operativa:Da -20°C a +55°C ambiente, con pacchetto opzionale per climi freddi per il funzionamento a -35°C.
• Protezione dall'ingresso:Standard IP54 per custodia, IP65 opzionale per ambienti costieri o desertici.
• Protocolli di comunicazione:Modbus TCP, CAN 2.0B, IEC 61850 e DNP3 opzionale per l'integrazione SCADA.
• Certificazioni:Documentazione di conformità UL 9540, UL 9540A, IEC 62619, UN38.3, CE e NFPA 855 opzionale.

Confronto dettagliato dei modelli

Tutti i modelli AMPPAL Container ESS utilizzano la stessa architettura del sistema di gestione della batteria (BMS), che monitora la tensione, la temperatura e lo stato di carica delle celle a livello di modulo. Ciò consente un bilanciamento preciso e un rilevamento tempestivo dei guasti. Il sistema di conversione dell'energia (PCS) è integrato in un compartimento separato all'interno del contenitore, riducendo le perdite nei cavi e semplificando la connessione CA alla rete o al carico.

Moduli batteria e configurazione rack

Ogni Container ESS contiene più rack di batterie collegati in parallelo per raggiungere la capacità energetica target. AMPPAL utilizza un modulo batteria standardizzato con energia nominale di 5,12 kWh e tensione nominale di 51,2 V. I moduli sono collegati in serie all'interno di un rack per raggiungere la tensione del sistema. I parametri chiave a livello di modulo includono:

• Energia del modulo:5,12 kWh
• Tensione nominale del modulo:51,2 V CC
• Intervallo di tensione operativa del modulo:44,8–57,6 V CC
• Peso del modulo:47 chilogrammi
• Tipo di cella:LFP prismatico, 3,2 V / 100 Ah
• Durata del ciclo del modulo:≥ 6.000 cicli a 0,5°C, 80% DoD, 25°C
• Comunicazione del modulo:CAN, RS485 isolato
• Protezione del modulo:Sovraccarico, sovrascarica, sovracorrente, cortocircuito, sovra/sottotemperatura

Un tipico container da 20 piedi ospita da 10 a 12 rack di batterie, a seconda del modello. Il container da 40 piedi può ospitare fino a 20 rack. Ogni rack include un'unità di gestione della batteria (BMU) indipendente che fa capo al BMS centrale. Questa architettura di monitoraggio a più livelli aumenta l'affidabilità e consente l'hot-swap dei singoli moduli senza spegnere l'intero sistema.

Sistema di conversione della potenza e integrazione con la rete

Il PCS all'interno di un contenitore ESS AMPPAL converte l'alimentazione della batteria CC in alimentazione CA per l'immissione in rete o il consumo del carico. Il PCS standard ha un'uscita trifase a 400 V CA, 480 V CA o 690 V CA, a seconda dei codici di rete regionali. Il PCS supporta sia la modalità grid-following che grid-forming, rendendo il sistema adatto per applicazioni microgrid e funzionalità black start.

• Tensione di uscita CA:400 V / 480 V / 690 V, regolabile ±10%.
• Frequenza di uscita:50 Hz o 60 Hz, rilevamento automatico
• Distorsione armonica totale (THD):< 3% alla potenza nominale
• Intervallo del fattore di potenza:0,99 porta a 0,99 in ritardo
• Funzioni di supporto della griglia:Ride-through a bassa tensione (LVRT), ride-through ad alta tensione (HVRT), controllo della potenza reattiva, abbassamento di frequenza
• Protezione anti-islanding:Metodi attivi e passivi conformi a IEEE 1547 e UL 1741
• Efficienza:98,5% massimo al carico nominale

L'opzione del trasformatore integrato aumenta l'uscita del PCS alla media tensione (ad esempio 13,8 kV, 34,5 kV) per la connessione diretta alla rete. Ciò elimina la necessità di una stazione di trasformazione separata e semplifica la progettazione del sito. Il PCS e il sistema batteria sono coordinati da un sistema di gestione dell'energia (EMS) che ottimizza i programmi di carica/scarica in base alle tariffe in base al tempo di utilizzo, agli addebiti della domanda o alle previsioni di generazione rinnovabile.

Sistemi di Sicurezza e Gestione Termica

La sicurezza è la massima priorità in qualsiasi implementazione di Container ESS. AMPPAL integra più livelli di protezione che iniziano a livello della cella e si estendono fino all'involucro del contenitore. La chimica LFP fornisce stabilità termica intrinseca, con una soglia di fuga termica superiore a 270°C rispetto ai 150–200°C di alcune chimiche a base di nichel. Oltre a ciò, il sistema include:

• Sistema di gestione della batteria (BMS):Architettura a tre livelli con monitoraggio di cella, modulo e rack. Il BMS impone limiti di tensione, corrente e temperatura e isola le stringhe difettose in pochi millisecondi.
• Gestione termica:Il raffreddamento a liquido è standard sui modelli più grandi, mantenendo la temperatura della cella entro ±3°C. L'aria forzata HVAC viene utilizzata su unità più piccole. Il sistema di raffreddamento si regola automaticamente in base al carico in tempo reale e alla temperatura ambiente.
• Rilevazione e soppressione incendi:I rilevatori di fumo e calore multizona attivano la soppressione degli incendi tramite aerosol. I sistemi opzionali di nebulizzazione dell'acqua forniscono ulteriore capacità di raffreddamento ed estinzione. Il contenitore è diviso in compartimenti antincendio per impedirne la propagazione.
• Sfogo dell'esplosione:Sul tetto e sulle porte del container sono installati pannelli di scarico della pressione, dimensionati secondo le linee guida NFPA 68 per rilasciare in sicurezza il gas in caso di evento termico.
• Arresto di emergenza:Diversi pulsanti di arresto di emergenza sulla parte esterna del contenitore scollegano istantaneamente la batteria dal PCS e dalla rete.
• Protezione dai guasti a terra:Il monitoraggio continuo dell'isolamento rileva guasti a terra CC e CA e attiva allarmi a soglie configurabili.

AMPPAL esegue test di propagazione del fuoco UL 9540A sulle sue unità Container ESS per verificare che un'instabilità termica di una singola cella non si diffonda ai moduli o ai rack adiacenti. I rapporti sui test sono a disposizione dei proprietari dei progetti e delle autorità competenti (AHJ) per semplificare le autorizzazioni.

Applicazioni tipiche

La piattaforma AMPPAL Container ESS serve un'ampia gamma di casi d'uso. Lo stesso hardware può essere riconfigurato tramite software per diversi flussi di entrate, rendendolo una risorsa versatile per sviluppatori di progetti e servizi di pubblica utilità.

• Spostamento energetico su scala industriale:Carica durante i periodi di prezzi dell'elettricità bassi o di produzione rinnovabile in eccesso, scarica durante i picchi di domanda. Ciò riduce la riduzione degli impianti solari ed eolici e migliora l’economia del progetto.
• Regolazione della frequenza:Tempi di risposta rapidi inferiori a 100 ms consentono al sistema di partecipare ai mercati dei servizi ausiliari, fornendo regolazione della frequenza e riserve di rotazione.
• Peak shaving commerciale e industriale:Riduci i costi della domanda scaricando l’energia immagazzinata durante le finestre di picco di consumo della struttura. L'EMS può apprendere i modelli di carico e ottimizzare l'invio di conseguenza.
• Supporto Microgrid e Off-Grid:Combinalo con generatori diesel o fonti rinnovabili per formare una rete ad isola stabile. Il PCS può funzionare in modalità di formazione della rete per stabilire il riferimento di tensione e frequenza.
• Levigatura rinnovabile:Ammortizzare le fluttuazioni a breve termine della produzione solare o eolica, migliorando la qualità dell’energia e consentendo una maggiore penetrazione delle energie rinnovabili nelle reti deboli.
• Alimentazione di riserva:Fornisci alimentazione ininterrotta ai carichi critici durante le interruzioni della rete, con trasferimento senza interruzioni alla modalità isola.

Installazione e messa in servizio

Uno dei principali vantaggi di un Container ESS è il minimo lavoro in loco richiesto. L'unità arriva precablata, pre-commissionata e completamente testata. La preparazione del sito in genere prevede una piattaforma piana in cemento o una base in ghiaia compattata, condotti CA e di comunicazione e una recinzione perimetrale. Dopo aver posizionato il contenitore, il collegamento al trasformatore di rete e al controller BESS viene completato da un elettricista autorizzato seguendo i disegni approvati da AMPPAL.

• Consegna:I getti angolari ISO standard consentono il trasporto su camion a pianale, ferrovia o nave. Il contenitore può essere sollevato dall'alto o dal basso utilizzando barre di sollevamento.
• Requisiti della fondazione:Capacità portante minima del suolo di 150 kPa. Per le zone ad elevata attività sismica, AMPPAL offre un kit di ancoraggio certificato.
• Tempo di connessione:La tipica connessione AC e comunicazione richiede da 2 a 3 giorni lavorativi dopo il posizionamento del container.
• Messa in servizio:AMPPAL fornisce supporto per la messa in servizio remota. Il tecnico in loco segue una lista di controllo passo passo nell'HMI del controller, che include controlli di isolamento, verifica della polarità e test iniziale di carica/scarica.
• Garanzia:Garanzia standard sul prodotto di 5 anni e garanzia sulle prestazioni di 10 anni, con contratti di assistenza estesi opzionali.

Il sistema è progettato per installazione esterna senza necessità di riparo aggiuntivo. La custodia IP54 protegge da polvere, pioggia e neve. Per gli ambienti costieri con elevata salinità, AMPPAL consiglia l'opzione IP65 con rivestimento resistente alla corrosione su tutte le parti metalliche esposte.

Perché scegliere AMPPAL per il tuo progetto Container ESS

AMPPAL ha più di un decennio di esperienza nella fornitura di soluzioni di stoccaggio dell'energia in Nord America, Europa e Asia-Pacifico. Il team di ingegneri dell’azienda lavora a stretto contatto con gli appaltatori e gli sviluppatori EPC per adattare il Container ESS ai codici di rete locali e alle condizioni del sito. Diversi fattori distinguono AMPPAL:

• Test di accettazione in fabbrica:Ogni contenitore viene sottoposto a un test del ciclo a pieno carico di 72 ore prima della spedizione. I clienti ricevono un rapporto di test dettagliato che include la verifica di capacità, efficienza e comunicazione.
• Design modulare:I rack batteria e i moduli PCS possono essere sostituiti singolarmente senza saldature o manovre pesanti all'interno del container. Ciò riduce i tempi di inattività e i costi di manutenzione.
• Conformità globale:AMPPAL mantiene le certificazioni attuali per i principali mercati, tra cui UL, CE, IEC e UN38.3. Il pacchetto di documentazione supporta l'autorizzazione rapida e l'approvazione dell'interconnessione dei servizi.
• Supporto locale:AMPPAL dispone di centri di assistenza regionali e hub di ricambi negli Stati Uniti, in Germania e in Australia. La diagnostica remota è standard, con monitoraggio 24 ore su 24, 7 giorni su 7, disponibile tramite la piattaforma AMPPAL Cloud.
• Scalabilità:È possibile collegare più unità ESS Container in parallelo sul lato CA per creare sistemi da 10 MW/20 MWh o superiori. L'EMS coordina tutte le unità come un'unica centrale elettrica virtuale.

Domande frequenti sul contenitore ESS

Cos'è un Container ESS e come funziona?

Un Container ESS è un sistema completo di accumulo di energia alloggiato in un container di spedizione standard. Comprende rack per batterie, un sistema di gestione delle batterie, un sistema di conversione dell'alimentazione, gestione termica, soppressione incendi ed elettronica di controllo. Durante la ricarica, il PCS converte l'elettricità CA proveniente dalla rete o da una fonte rinnovabile in elettricità CC immagazzinata nelle batterie. Durante la scarica, il PCS converte l'elettricità CC immagazzinata nuovamente in elettricità CA per l'utilizzo da parte dei carichi o l'esportazione nella rete. L’EMS controlla quando caricare e scaricare in base alle impostazioni dell’utente, ai prezzi di rete o alle previsioni di generazione rinnovabile.

Quanto dura un ESS per contenitori AMPPAL?

La durata utile di un contenitore ESS AMPPAL è determinata principalmente dalle celle della batteria e dalle loro condizioni operative. Le celle LFP sono classificate per almeno 6.000 cicli a una velocità di 0,5°C, profondità di scarica dell'80% e temperatura ambiente di 25°C. Con un ciclo completo al giorno, ciò si traduce in più di 16 anni di servizio prima che la capacità scenda al 70% della valutazione originale. La durata effettiva potrebbe essere più lunga se il sistema funziona a profondità di scarico parziale o a temperature medie inferiori. Il PCS e gli altri componenti elettronici hanno una durata prevista di 20 anni con manutenzione preventiva consigliata ogni 12 mesi.

Quali sono i principali rischi per la sicurezza del Container ESS e come li affronta AMPPAL?

I principali rischi per la sicurezza di qualsiasi ESS per container sono scosse elettriche, incendi e propagazione di instabilità termica. AMPPAL mitiga questi rischi attraverso un approccio multilivello. La sicurezza elettrica è garantita dal rilevamento dei guasti a terra, dalla protezione dagli archi elettrici e dalle sbarre isolate. Il rischio di incendio viene ridotto utilizzando la chimica LFP, che è meno soggetta alla fuga termica rispetto alle chimiche NMC o NCA. Il contenitore include rilevatori di fumo e calore, sistema antincendio ad aerosol e acqua nebulizzata opzionale. I pannelli di scarico della pressione prevengono l'accumulo di gas esplosivo. I test UL 9540A verificano che un guasto di una singola cella non si diffonda ai moduli vicini e il BMS monitora continuamente la temperatura e la tensione su ogni cella per individuare le anomalie prima che si intensifichino.

È possibile collegare insieme più unità Container ESS?

SÌ. Le unità AMPPAL Container ESS sono progettate per il funzionamento in parallelo sul lato CA. È possibile collegare fino a 20 container a un bus AC comune, creando un sistema fino a 40 MW / 80 MWh. L'EMS funge da controller principale, coordinando la potenza in uscita di ciascun contenitore per soddisfare il setpoint totale. La comunicazione tra i contenitori utilizza Ethernet in fibra ottica, immune alle interferenze elettromagnetiche. Per progetti più grandi, AMPPAL può fornire una sala di controllo centrale con server ridondanti e software SCADA.

Qual è il tempo di consegna per un contenitore ESS AMPPAL?

Il tempo di consegna standard per un singolo container ESS va da 10 a 14 settimane dalla conferma dell'ordine alla spedizione in fabbrica, a seconda del modello e delle caratteristiche opzionali. Gli ordini multiunità più grandi possono richiedere da 16 a 20 settimane. Il tempo di spedizione è aggiuntivo e dipende dal porto di destinazione e dalla logistica interna. AMPPAL fornisce un programma dettagliato del progetto in fase di preventivo, comprese le tappe fondamentali della produzione e le date dei test di accettazione in fabbrica. Per progetti urgenti, AMPPAL mantiene un inventario limitato di unità ESS per container standard da 20 piedi nei magazzini regionali.

Che manutenzione richiede un Container ESS?

La manutenzione ordinaria di un ESS per container AMPPAL comprende ispezioni visive trimestrali, sostituzione semestrale del filtro per il sistema HVAC o di raffreddamento a liquido e controlli annuali della coppia sui collegamenti elettrici. Il BMS esegue automaticamente il bilanciamento delle celle e segnala eventuali andamenti anomali di tensione o temperatura. Le ventole e i filtri dell'aria PCS devono essere puliti ogni 6-12 mesi a seconda dei livelli di polvere. Le cartucce del sistema antincendio vengono ispezionate annualmente e sostituite ogni 10 anni o dopo l'attivazione. AMPPAL offre un piano di servizi di manutenzione preventiva in cui tecnici qualificati eseguono tutte le attività e forniscono un rapporto di ispezione firmato a fini assicurativi e di conformità.

Il Container ESS è compatibile con gli impianti solari ed eolici?

SÌ. L'AMPPAL Container ESS è completamente compatibile con gli impianti solari fotovoltaici ed eolici. Il sistema può caricarsi direttamente dal lato CC di un impianto solare tramite un convertitore CC-CC opzionale oppure può caricarsi dal lato CA utilizzando il sistema di conversione di potenza. Nelle configurazioni accoppiate in CA, l'EMS può dare priorità alla ricarica durante i periodi di produzione rinnovabile in eccesso e allo scarico quando la produzione rinnovabile è bassa. Le funzioni di supporto della rete, come l’abbassamento della frequenza e la regolazione della tensione, aiutano a stabilizzare le reti deboli con un’elevata penetrazione delle energie rinnovabili. AMPPAL ha fornito unità ESS Container per progetti di accumulo solare da 5 MW a 100 MW.