A instalação de centrais eléctricas de armazenamento de energia está a acelerar-se; as resistências de dissipação de energia de alta potência tornaram-se uma

A instalação de centrais de armazenamento de energia está a acelerar; resistores de dissipação de energia de alta potência tornaram-se um componente de suporte essencial.

Com a expansão rápida da escala global da geração de energia de novas fontes, o armazenamento de energia – servindo como um componente crítico para mitigar flutuações na rede e aumentar a capacidade de integração de energia renovável – tem visto a sua capacidade instalada crescer a uma taxa elevada e sustentada nos últimos anos. Dentro do equipamento central dos sistemas de armazenamento de energia – nomeadamente o Conversor de Armazenamento de Energia (PCS) e o Sistema de Gestão de Bateria (BMS) – os resistores de dissipação de energia de alta potência desempenham um papel vital no consumo de excesso de energia elétrica e na proteção de segurança do sistema; tornaram-se assim um produto de suporte indispensável na cadeia de valor da indústria de armazenamento de energia.

I. Por que os sistemas de armazenamento de energia requerem resistores de dissipação de energia?

Durante a operação de uma central de armazenamento de energia, múltiplas condições operacionais requerem a dissipação de excesso de energia elétrica através de resistores de dissipação de energia:

• Regulação de frequência e tensão do lado da rede: Quando a frequência ou tensão da rede flutua, o PCS deve absorver ou libertar rapidamente energia elétrica; qualquer excesso de energia retroalimentada deve ser dissipado através de um resistor de amortecimento para manter a tensão estável do barramento DC.
• Teste de carga e descarga da bateria: Testes de carga e descarga de pacotes de baterias e testes de envelhecimento antes da comissionamento de uma central de armazenamento de energia, bem como a verificação de capacidade durante a manutenção de rotina, requerem o uso de resistores de carga de alta potência para simular condições operacionais de descarga reais.
• Proteção de segurança do sistema: Quando o pacote de baterias sofre sobretensão, sobreaquecimento ou uma falha, a energia regenerativa gerada durante o processo de paragem de emergência do PCS deve ser descarregada rapidamente para evitar danos ao equipamento causados por sobretensão.
• Condição de operação fora da rede: Quando uma central de armazenamento de energia opera em modo fora da rede ou micro-rede, as flutuações de energia induzidas por mudanças súbitas de carga também requerem balanceamento através de um resistor de dissipação de energia.

II. Requisitos especiais para resistores de dissipação de energia em aplicações de armazenamento de energia

Em comparação com os sistemas convencionais de travagem de frequência variável industrial, as centrais de armazenamento de energia impõem requisitos técnicos mais rigorosos ao resistor de dissipação de energia:

• Alta potência, alta tensão nominal.A potência nominal das unidades individuais de PCS de armazenamento de energia varia tipicamente de 250 kW a 2,5 MW; a tensão do barramento DC pode atingir 1000 V a 1500 V. Consequentemente, os resistores de dissipação de energia devem possuir alta capacidade de suportar tensão e alta capacidade de corrente; a potência nominal de um único banco de resistores varia frequentemente de dezenas de kW a centenas de kW.
• Capacidade de operação contínua de longa duração.Condições operacionais como testes de bateria ou regulação de frequência da rede podem exigir que os resistores operem continuamente por várias horas ou até mais; consequentemente, o projeto de gestão térmica e os requisitos de fiabilidade a longo prazo para estes resistores são significativamente mais elevados do que em cenários de travagem intermitente.
• Alta classificação de proteção externa.As centrais de armazenamento de energia são tipicamente implantadas ao ar livre; os seus componentes resistivos devem suportar condições ambientais adversas – incluindo amplas faixas de temperatura, alta humidade, poeira e spray de sal – e geralmente requerem uma classificação de proteção IP23 ou superior; em áreas costeiras, proteção adicional contra corrosão por spray de sal também é necessária.
• Balanceamento de corrente paralelo multi-módulo.Em aplicações de alta potência, vários módulos de resistor são tipicamente conectados em paralelo; isto requer alta consistência nos valores dos resistores e forte capacidade de partilha de corrente para evitar que qualquer resistor individual sobreaqueça e queime.
• Controlo inteligente de temperatura e monitorização de condições.A central de armazenamento de energia é projetada para altos níveis de operação não supervisionada; portanto, o resistor de dissipação de energia deve ser integrado com funções como monitorização de temperatura, proteção contra sobreaquecimento e alarme de falha para permitir a monitorização remota do estado.

III. Crescimento rápido da procura do mercado e contínuo avanço tecnológico dos produtos

Beneficiando do rápido crescimento da capacidade instalada de armazenamento de energia, a procura do mercado por resistores de dissipação de energia de alta potência tem experimentado um crescimento explosivo. A escala global de novas instalações de armazenamento de energia tem mantido um crescimento rápido por vários anos consecutivos, com taxas de crescimento particularmente notáveis nos principais mercados como China, Estados Unidos e Europa. Embora o valor dos resistores de dissipação de energia por MW de capacidade de armazenamento de energia seja relativamente pequeno, o valor total é substancial; além disso, à medida que os sistemas de armazenamento de energia evoluem para durações mais longas e potências nominais mais elevadas, a potência nominal e o valor dos resistores implantados por central de armazenamento de energia continuam a aumentar. Em termos de tecnologia de produto, soluções especializadas de resistores de dissipação de energia adaptadas para aplicações de armazenamento de energia estão a amadurecer a um ritmo acelerado: caixas de resistores de refrigeração forçada a ar ou a água estão gradualmente a substituir soluções de refrigeração natural para atender aos requisitos de operação prolongada e de alta potência; o design modular tornou-se a abordagem principal, suportando combinação flexível e substituição e manutenção rápidas de múltiplos módulos; a taxa de adoção de unidades de resistor inteligentes que integram sensores de temperatura, interruptores controlados por temperatura e feedback de status está a aumentar constantemente; e designs de alta tensão suportada e baixa indutância estão a ser desenvolvidos para acomodar barramentos DC de alta tensão e aplicações de corte de alta frequência.

IV. Oportunidades Corporativas e Perspetivas

Como uma empresa especializada na pesquisa, desenvolvimento e fabricação de resistores de travagem de alta potência, Shenzhen Jianhongjitai Technology Co., Ltd. acredita que o setor de armazenamento de energia representa um mercado de oceano azul com potencial de crescimento significativo. Fabricantes que possuem expertise em design de caixas de resistores de alta potência, integração de sistemas de gestão térmica e capacidades de serviço personalizado garantirão uma posição competitiva no mercado de suporte de armazenamento de energia. Adicionalmente, os clientes de armazenamento de energia colocam altas exigências na fiabilidade do produto, conformidade com certificações (por exemplo, normas CE ou IEC relacionadas) e capacidades de entrega; portanto, empresas que obtêm proativamente as certificações necessárias e constroem capacidade de produção terão uma vantagem de primeiro a mover-se. A Jianhongjitai Technology pode fornecer caixas de resistores de dissipação de energia de alta potência, soluções de gestão térmica a ar/água e serviços de design personalizado adaptados a aplicações específicas como sistemas PCS de armazenamento de energia e sistemas de teste de bateria, ajudando os clientes de armazenamento de energia a melhorar a segurança e estabilidade dos seus sistemas.