Introdução: Desafios de segurança em meio ao crescimento explosivo da indústria de armazenamento de energia
As baterias de armazenamento de energia, como “estabilizadores” e “reservatórios” para a construção de novos sistemas de energia, estão a experimentar oportunidades de desenvolvimento sem precedentes.
De acordo com dados divulgados pela Administração Nacional de Energia, até ao final de 2023, a capacidade instalada acumulada de novos projetos de armazenamento de energia
na China ultrapassou os 30 gigawatts-hora, com uma taxa de crescimento anual superior a 150%. No entanto, com o aumento da capacidade instalada, a operação segura
das centrais eléctricas de armazenamento de energia tornou-se uma questão primordial para o desenvolvimento saudável da indústria. Entre estes, a
eficiência do gerenciamento térmico da bateria determina diretamente a segurança e a vida útil do sistema. Com o resfriamento líquido se tornando o principal
método de gerenciamento térmico para armazenamento de energia em grande escala, o monitoramento confiável do nível do líquido refrigerante tornou-se a primeira e crucial linha de defesa para a segurança.
Gerenciamento térmico da bateria de armazenamento de energia: Por que o monitoramento do nível do líquido refrigerante é uma “tábua de salvação”?
As usinas de armazenamento de energia em grande escala normalmente consistem em dezenas de milhares de células de bateria, gerando uma grande quantidade de calor durante a carga
e a descarga. Os sistemas de refrigeração líquida removem esse calor com eficiência por meio do líquido refrigerante circulante, garantindo que as baterias operem dentro da
faixa ideal de temperatura. No entanto, líquido refrigerante insuficiente no sistema devido a vazamentos, evaporação ou outros motivos levará a consequências catastróficas:
1. Superaquecimento localizado: eficiência de resfriamento reduzida, temperatura irregular do módulo da bateria e envelhecimento acelerado.
2. Risco de fuga térmica: O superaquecimento pode desencadear uma reação em cadeia de reações exotérmicas dentro da bateria, resultando em incêndio ou explosão.
3. Desligamento do sistema: Por motivos de segurança, o BMS (Battery Management System) forçará o desligamento ao detectar anomalias no gerenciamento térmico, resultando em perdas econômicas.
Portanto, o monitoramento contínuo, confiável e de alta precisão dos níveis de refrigerante não é mais um recurso interessante, mas um requisito de segurança obrigatório
para sistemas de armazenamento de energia, especialmente usinas de alto padrão que atendem aos 'Regulamentos de Segurança para Centrais de Armazenamento de Energia Eletroquímica' nacionais.'
Sensores de nível capacitivos sem contato: A escolha ideal para monitoramento de nível de armazenamento de energia. Enfrentando as características de operação contínua e
ambientes complexos (grandes diferenças de temperatura, vibrações potenciais) em usinas de armazenamento de energia, os sensores de nível capacitivos sem contato fornecem uma solução perfeita.
Principais vantagens tecnológicas:
•
Absolutamente Vedado, Sem Risco de Vazamento: O sensor é instalado externamente no tanque de armazenamento ou tubulação, sem danificar a estrutura de vedação original
do sistema, eliminando fundamentalmente os pontos de vazamento de refrigerante introduzidos pela instalação do sensor.
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Não afetado por meios e ambientes agressivos: O líquido refrigerante normalmente é um líquido com propriedades químicas específicas, como uma solução aquosa de etilenoglicol.
A detecção sem contato torna o sensor completamente imune à corrosão do líquido refrigerante, incrustações ou alterações na condutividade, resultando em uma vida útil extremamente longa.
•
Alta confiabilidade e livre de manutenção: sem peças mecânicas móveis e com estrutura robusta, pode suportar ciclos de temperatura, mudanças de umidade
e pequenas vibrações dentro do recipiente de armazenamento de energia, praticamente sem necessidade de manutenção.
•
Integração perfeita do BMS: O interruptor ou os sinais analógicos emitidos pelo sensor podem ser conectados diretamente ao BMS do sistema de armazenamento de energia, permitindo
a exibição em tempo real dos níveis de líquido, alarmes de nível baixo e até mesmo acionando a redução ou desligamento da carga do sistema, formando um circuito fechado de segurança completo.
Cenários típicos de aplicação
1.
Monitoramento do nível do tanque de expansão do líquido refrigerante: Instalado na parte externa do tanque de expansão, monitora a quantidade total de líquido refrigerante no sistema em tempo real,
fornecendo um alarme de nível baixo para indicar a necessidade de reabastecimento.
2.
Detecção de acúmulo de líquido na tubulação: Instalado na extremidade inferior da tubulação, usado para detectar se a circulação do líquido refrigerante está normal e se
há bloqueio de ar ou nível de líquido excessivamente baixo.
3.
Monitoramento do tanque de refrigerante sobressalente: Usado para monitorar o nível de líquido no tanque de refrigerante sobressalente para garantir líquido refrigerante suficiente em situações de emergência.
Guia de seleção: escolhendo os sensores certos para sistemas de armazenamento de energia
Ao selecionar sensores de nível capacitivos para projetos de armazenamento de energia, deve-se considerar o seguinte:
•
Ampla tolerância à temperatura: A faixa de temperatura operacional deve cobrir as temperaturas extremamente altas e baixas do local do projeto.
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Classificação de proteção: Recomenda-se escolher uma classificação de proteção IP67 ou superior para lidar com o ambiente potencialmente úmido e empoeirado dentro do contêiner.
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Resistência a interferências: As centrais de armazenamento de energia contêm numerosos dispositivos eletrônicos de potência e possuem ambientes eletromagnéticos complexos; o sensor deve ter excelente desempenho EMC.
•
Certificações completas: Priorize produtos com CE, RoHS e outras certificações para garantir qualidade e conformidade.
Conclusão: Investimento Seguro e de Longo Prazo em Ativos de Armazenamento de Energia
Nesta fase crítica do movimento da indústria de armazenamento de energia em direção ao desenvolvimento padronizado e em larga escala, a segurança é o resultado final e também
o maior benefício. A escolha de um sensor capacitivo de nível de líquido sem contato para monitorar o sistema de resfriamento é um investimento de segurança altamente econômico.
Como um guardião leal que opera 24 horas por dia, 7 dias por semana, protege silenciosamente a segurança térmica da bateria de armazenamento de energia, proporcionando uma garantia técnica sólida para o
funcionamento estável da central eléctrica, segurança dos activos e retorno do investimento.
