Introduzione: sfide per la sicurezza nel contesto della crescita esplosiva del settore dello stoccaggio dell’energia
Le batterie di accumulo dell'energia, come 'stabilizzatori' e 'serbatoi' per la costruzione di nuovi sistemi energetici, stanno vivendo opportunità di sviluppo senza precedenti.
Secondo i dati diffusi dall’Amministrazione Nazionale dell’Energia, alla fine del 2023, la capacità installata cumulativa dei nuovi progetti di stoccaggio dell’energia
in Cina aveva superato i 30 gigawattora, con un tasso di crescita annuo superiore al 150%. Tuttavia, con l’aumento della capacità installata, il funzionamento sicuro
delle centrali elettriche di accumulo di energia è diventato una questione primaria per il sano sviluppo del settore. Tra questi, l’
efficienza della gestione termica della batteria determina direttamente la sicurezza e la durata del sistema. Poiché il raffreddamento a liquido è diventato il metodo di gestione termica tradizionale
per lo stoccaggio di energia su larga scala, il monitoraggio affidabile del livello del liquido di raffreddamento è diventato la prima e cruciale linea di difesa per la sicurezza.
Gestione termica della batteria di accumulo dell'energia: perché il monitoraggio del livello del liquido di raffreddamento è una 'ancora di salvezza'?
Le centrali elettriche di accumulo di energia su larga scala sono generalmente costituite da decine di migliaia di celle di batterie, che generano una grande quantità di calore durante la carica
e la scarica. I sistemi di raffreddamento a liquido rimuovono efficacemente questo calore attraverso la circolazione del refrigerante, garantendo che le batterie funzionino entro l'
intervallo di temperatura ottimale. Tuttavia, una quantità insufficiente di refrigerante nel sistema a causa di perdite, evaporazione o altri motivi porterà a conseguenze catastrofiche:
1. Surriscaldamento localizzato: efficienza di raffreddamento ridotta, temperatura non uniforme del modulo batteria e invecchiamento accelerato.
2. Rischio di fuga termica: il surriscaldamento può innescare una reazione a catena di reazioni esotermiche all'interno della batteria, che alla fine può provocare incendi o esplosioni.
3. Spegnimento del sistema: per motivi di sicurezza, il BMS (Battery Management System) forzerà uno spegnimento quando rileva anomalie di gestione termica, con conseguenti perdite economiche.
Pertanto, il monitoraggio continuo, affidabile e ad alta precisione dei livelli del liquido di raffreddamento non è più una caratteristica piacevole da avere, ma un requisito di sicurezza obbligatorio
per i sistemi di accumulo di energia, in particolare per le centrali elettriche di alto livello che soddisfano le 'Norme di sicurezza per le centrali elettriche di accumulo di energia elettrochimica' nazionali.
Sensori di livello capacitivi senza contatto: la scelta ideale per il monitoraggio del livello di accumulo di energia. Di fronte alle caratteristiche del funzionamento continuo e
degli ambienti complessi (grandi differenze di temperatura, potenziali vibrazioni) nelle centrali elettriche di accumulo di energia, i sensori di livello capacitivi senza contatto forniscono una soluzione perfetta.
Principali vantaggi tecnologici:
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Assolutamente sigillato, nessun rischio di perdite: il sensore è installato esternamente sul serbatoio di stoccaggio o sulla tubazione, senza danneggiare la struttura di tenuta originale
del sistema, eliminando sostanzialmente i punti di perdita di refrigerante introdotti dall'installazione del sensore.
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Insensibile ai mezzi e agli ambienti difficili: il refrigerante è generalmente un liquido con proprietà chimiche specifiche, come una soluzione acquosa di glicole etilenico.
Il rilevamento senza contatto rende il sensore completamente insensibile alla corrosione del liquido refrigerante, alle incrostazioni o ai cambiamenti di conduttività, garantendo una durata estremamente lunga.
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Elevata affidabilità ed esente da manutenzione: senza parti meccaniche in movimento e con una struttura robusta, può resistere a cicli di temperatura, cambiamenti di umidità
e piccole vibrazioni all'interno del contenitore di accumulo dell'energia, richiedendo praticamente nessuna manutenzione.
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Integrazione BMS perfetta: l'interruttore o i segnali analogici emessi dal sensore possono essere collegati direttamente al BMS del sistema di accumulo dell'energia, consentendo
la visualizzazione in tempo reale dei livelli dei liquidi, degli allarmi di basso livello e persino attivando la riduzione o l'arresto del carico del sistema, formando un circuito chiuso di sicurezza completo.
Scenari applicativi tipici
1.
Monitoraggio del livello del serbatoio di espansione del liquido refrigerante: installato all'esterno del serbatoio di espansione, monitora la quantità totale di liquido refrigerante nel sistema in tempo reale,
fornendo un allarme di livello basso per indicare la necessità di rifornimento.
2.
Rilevamento dell'accumulo di liquido nella tubazione: installato all'estremità inferiore della tubazione, utilizzato per rilevare se la circolazione del liquido di raffreddamento è normale e se
è presente un blocco dell'aria o un livello del liquido eccessivamente basso.
3.
Monitoraggio del serbatoio del liquido refrigerante di riserva: utilizzato per monitorare il livello del liquido nel serbatoio del liquido refrigerante di riserva per garantire una quantità di liquido refrigerante sufficiente in situazioni di emergenza.
Guida alla selezione: scelta dei sensori giusti per i sistemi di accumulo dell'energia
Quando si selezionano sensori di livello capacitivi per progetti di accumulo di energia, è necessario considerare quanto segue:
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Ampia tolleranza alla temperatura: l'intervallo di temperatura operativa deve coprire le temperature estremamente alte e basse della posizione del progetto.
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Grado di protezione: si consiglia di scegliere un grado di protezione IP67 o superiore per far fronte all'ambiente potenzialmente umido e polveroso all'interno del contenitore.
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Resistenza alle interferenze: le centrali elettriche di accumulo di energia contengono numerosi dispositivi elettronici di potenza e hanno ambienti elettromagnetici complessi; il sensore deve avere eccellenti prestazioni EMC.
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Certificazioni complete: dai la priorità ai prodotti con CE, RoHS e altre certificazioni per garantire qualità e conformità.
Conclusione: investimenti sicuri e a lungo termine in asset di stoccaggio dell’energia
In questa fase critica del passaggio del settore dello stoccaggio dell’energia verso uno sviluppo standardizzato e su larga scala, la sicurezza è l’obiettivo finale e anche
il vantaggio più grande. La scelta di un sensore capacitivo del livello del liquido senza contatto per monitorare il sistema di raffreddamento rappresenta un investimento per la sicurezza altamente conveniente.
Come un fedele guardiano operativo 24 ore su 24, 7 giorni su 7, protegge silenziosamente la sicurezza termica della batteria di accumulo dell'energia, fornendo una solida garanzia tecnica per il
funzionamento stabile della centrale elettrica, la sicurezza delle risorse e il ritorno sull'investimento.
