Soluções para a operação fiável de sistemas de acumuladores de bateria O armazenamento de energia está a tornar-se cada vez mais importante para a eletrificação sustentável do mundo. Com os nossos produtos e soluções pode alcançar a operação fiável destes sistemas.

Contentor com a impressão de uma bateria numa paisagem verde

Os acumuladores de bateria são particularmente importantes numa All Electric Society, em que cada vez mais equipamentos e sistemas são operados eletricamente. Ajudam a manter o fornecimento de energia estável e fiável, compensando as flutuações na rede de energia elétrica e utilizando energias renováveis, como a solar e a eólica, de forma mais eficiente. Os sistemas de acumuladores de bateria ajudam a reduzir as emissões de CO₂ e contribuem para promover um futuro energético sustentável.

Um sistema de acumulação de energia tem uma estrutura modular. Módulos importantes são: o sistema de gestão da bateria (BMS), o Power Conversion System (PCS), a climatização (AVAC) e o Power Management System (PMS). Adicionalmente, estão montados módulos adicionais para garantir a operação segura do sistema de acumulação de energia. Trata-se, p. ex., do sistema de deteção de incêndios, da fonte de alimentação auxiliar para a iluminação e do painel DC, que se encarrega de alimentar e carregar as baterias.

Estrutura esquemática de um acumulador de grandes dimensões de bateria


Os sistemas de acumuladores de grandes dimensões com capacidade de vários megawatts-hora desempenham um papel decisivo nos serviços de rede. Compensam as flutuações na rede de energia elétrica e aumentam a estabilidade da rede. Quando a procura é baixa, a energia excedente é armazenada e libertada novamente nos períodos com pico de carga. Apoiam também a integração de energias renováveis e melhoram a segurança de fornecimento. Os acumuladores de grandes dimensões podem ter uma estrutura modular ou em forma de contentores funcionais.

Mapa de imagem interativo: Estrutura de um sistema de acumuladores de bateria
PMS – Power Management System
O PMS é o centro de controlo do sistema de acumulação de energia. Controla os fluxos de energia e garante que tudo funcione sem problemas em conjunto. Além disso, o PMS comunica com outros sistemas, como o BMS e o PCS, para recolher dados importantes e tomar decisões em tempo real. Ao controlar a distribuição de energia entre as baterias, a rede e as várias cargas, o PMS garante a operação ideal do sistema. Em sistemas industriais de acumuladores de bateria, o PMS e o AVAC são combinados numa unidade central.
Exemplo de solução para a disponibilidade da instalação de um sistema PMS em sistemas de acumuladores de grandes dimensões
Painel AC
O painel AC liga a tensão alternada convertida no Power Conversion System (PCS) a uma rede de alimentação.
Exemplo de solução para a disponibilidade da instalação de um painel AC
PCS – Power Conversion System
O PCS controla o fluxo de eletricidade entre a bateria e a rede, e converte a corrente contínua armazenada da bateria em corrente alternada, e vice-versa, para utilização na rede. Em sistemas industriais de acumuladores de bateria, o painel DC, o PCS e o painel AC são combinados numa unidade central.
BMS – Sistema de gestão da bateria
Um BMS monitoriza o estado e o desempenho das baterias. A tensão, corrente e temperatura de cada célula da bateria são verificadas e as baterias são protegidas contra sobrecarga, sobreaquecimento e outros potenciais perigos. O BMS contribui para uma operação segura e eficiente e prolonga a vida útil da bateria. Ao mesmo tempo, são fornecidos dados decisivos para otimizar a gestão energética dentro do sistema.
Painel DC
O painel DC é utilizado para ligar uma fonte de corrente contínua (p. ex., instalação fotovoltaica) ao sistema de acumulação de energia.
Sistema de deteção e extinção de incêndios
O sistema de deteção e extinção de incêndios constitui o conceito de proteção no SAE, que consiste em proteção preventiva e defensiva contra incêndios.
Baterias
A tecnologia e o tamanho da bateria determinam a capacidade e a área de aplicação dos sistemas de acumulação de energia.
Sistemas auxiliares (aquecimento e climatização, AVAC e sistemas de deteção de incêndios)
Além das funções de controlo e gestão, a segurança é igualmente importante para os sistemas de acumulação de energia. As baterias sobreaquecidas causar a redução da capacidade, incêndios ou, em casos graves, até explosões. Para prevenir todos estes riscos, os sistemas AVAC são importantes para manter um ambiente seguro e ideal.
Resumo dos componentes de climatização

Estrutura esquemática de um sistema industrial de acumuladores de bateria


Ao contrário de acumuladores de grandes dimensões, as soluções industriais de acumuladores de bateria industriais cumprem os requisitos específicos adaptados à instalação industrial. Aqui, o foco é a otimização dos custos de energia através de uma transferência da carga ou da melhoria da eficiência energética nos processos de produção. Estes diferem na estrutura e na seleção de componentes, e são frequentemente mais pequenos do que os acumuladores de grandes dimensões.

Mapa de imagem interativo: Representação em 3D de um sistema industrial de acumuladores de bateria
PCS – Power Conversion System
O Power Conversion System tem um formato mais compacto em acumuladores industriais. A conversão de tensão AC para DC, bem como o fornecimento e a alimentação dos sistemas de bateria ocorrem geralmente num único quadro de comando.
Estrutura esquemática do PCS em acumuladores de bateria industriais
Baterias/sistema de gestão da bateria (BMS)
Dependendo da capacidade, o BMS liga e monitorizar vários racks de bateria.
PMS – Power Management System
O Power Management System desempenha várias funções neste tipo de acumuladores de energia. Para além de toda a distribuição de energia auxiliar, aqui também está localizada a alimentação da climatização, da iluminação, da videovigilância, etc.
Estrutura esquemática do PMS em acumuladores de bateria industriais

Soluções para Power Management Systems


PMS em sistemas de acumuladores de grandes dimensões

O PMS é uma unidade essencial num acumulador de energia. É aqui que se juntam todos os sinais dos subsistemas. É por isso que os requisitos são particularmente elevados em termos de disponibilidade. Todos os componentes no PMS são protegidos com uma proteção potente contra sobretensão. A alimentação do controlador e a comunicação possuem uma estrutura com buffer por bateria. Uma UPS garante a operação em caso de falha num subsistema a jusante ou na alimentação AC. A proteção de equipamentos evita falhas devido a sobrecarga ou curto-circuito. Os equipamentos de medição de energia são utilizados para monitorizar os dados de desempenho do PMS.

Mapa de imagem interativo: Topologia de um sistema PMS em sistemas de acumuladores de grandes dimensões
Proteção contra descargas atmosféricas e sobretensão
A proteção contra sobretensão do tipo 1 protege o Power Management System contra descargas atmosféricas e sobretensões de comutação que podem ocorrer a partir da alimentação AC. Neste caso, recomendamos a nossa proteção contra sobretensão com tecnologia do spark gap de carbono.
FLT-MB-T1-264/25-3+1-UT-R
Proteção contra descargas atmosféricas e sobretensão
Fonte de alimentação de 24 V DC
A disponibilidade do PMS é essencial para o sistema de acumuladores de bateria e a fonte de alimentação QUINT POWER é a solução certa para este efeito. A exclusiva SFB Technology e a monitorização funcional preventiva da fonte de alimentação aumentam a disponibilidade da sua aplicação. Aqui mostramos-lhe as soluções de módulos separados com base no exemplo de uma fonte de alimentação QUINT POWER.
QUINT4-PS/1AC/24DC/10
Fonte de alimentação de 24 V DC
Bateria
No caso de uma falha na alimentação de 24 V DC, o dimensionamento correspondente da bateria determina o possível tempo de buffer até que a falha seja corrigida ou restabelecida a alimentação através da rede. Oferecemos baterias com diferentes tecnologias e capacidades para as várias famílias de produtos. No nosso exemplo, recomendamos uma bateria de chumbo com 7 Ah.
UPS-BAT/PB/24DC/7AH
Bateria
Proteção contra sobretensão para interfaces de sinal
Os cabos de sinal e de dados também oferecem muitas opções para paralisar uma instalação devido a uma sobretensão. Por este motivo, também deve proteger todos os cabos de sinal e de dados com uma proteção contra sobretensão correspondente. A nossa recomendação: proteja os lados de entrada e de saída com equipamentos de proteção correspondentes. No nosso exemplo, utilizamos a proteção contra sobretensão estreita da série TERMITRAB complete.
TTC-6P-4X1-24-PT-I
Proteção contra sobretensão para interfaces de sinal
Equipamentos de medição de energia
Os equipamentos de medição de energia ajudam a medir com precisão o consumo de energia no Power Management System. Com o registo contínuo de parâmetros, como tensão, corrente e potência, contribuem para a otimização da eficiência energética. O registo preciso de harmónicos ajuda a proteger as funções do sistema. Os equipamentos de medição de energia da série EMpro EEM-MA370 são adequados para este fim.
EMpro EEM-MA370
Equipamentos de medição de energia
Fonte de alimentação ininterrupta
A fonte de alimentação ininterrupta (UPS) garante o fornecimento de energia suficiente em caso de queda de tensão, p. ex., para desligar o controlador em segurança. Esta assume imediatamente o fornecimento de energia da bateria ligada. Todos os parâmetros operacionais da bateria são monitorizados continuamente através da interface de comunicação integrada.
QUINT4-UPS/24DC/24DC/10
Fonte de alimentação ininterrupta
Proteção de equipamentos
Para proteger os equipamentos finais e a fonte de alimentação contra sobrecargas ou curtos-circuitos, é importante utilizar disjuntores de proteção. Em particular na proteção de vários equipamentos, recomendamos o sistema de disjuntores de proteção CAPAROC, que cria um elevado nível de transparência da instalação graças às suas interfaces de comunicação.
Sistema de disjuntores de proteção CAPAROC
Proteção de equipamentos
Filtro de supressão de interferências
Para minimizar eventuais interferências eletromagnéticas, p. ex., do transformador, e para otimizar a potência geral e a fiabilidade do sistema de alimentação, utilizamos aqui um filtro EMC.
Filtro de supressão de interferências
Filtro de supressão de interferências

PMS em sistemas de acumuladores industriais

Os acumuladores de bateria industriais e os acumuladores de grandes dimensões diferem em termos de capacidade, complexidade e requisitos de segurança. Os acumuladores industriais são mais pequenos, destinam-se a aplicações específicas e têm PMS mais simples. No entanto, ambos os sistemas devem integrar-se perfeitamente na infraestrutura existente.

Mapa de imagem interativo: Diagrama de circuitos básico de um sistema PMS em sistemas de acumuladores industriais
Proteção contra descargas atmosféricas e sobretensão
A proteção contra sobretensão do tipo 1 protege o Power Management System contra descargas atmosféricas e sobretensões de comutação que podem ocorrer a partir da alimentação AC. Recomendamos o nosso equipamento de proteção contra descargas atmosféricas tipo 1 encaixável da família SEC.
FLT-SEC-P-T1-3S-350/25-FM
Proteção contra descargas atmosféricas e sobretensão
Fonte de alimentação de 24 V DC
Para alimentar o controlador ou as unidades de comunicação com tensão, utilize a fonte de alimentação QUINT POWER altamente funcional um com módulo UPS separado da família QUINT.
QUINT4-PS/1AC/24DC/10
Fonte de alimentação de 24 V DC
Filtro de supressão de interferências
Para minimizar eventuais interferências eletromagnéticas, p. ex., do transformador, e para otimizar a potência geral e a fiabilidade do sistema de alimentação, utilizamos aqui um filtro EMC.
Filtro de supressão de interferências
Filtro de supressão de interferências
Fonte de alimentação ininterrupta
A fonte de alimentação ininterrupta (UPS) garante o fornecimento de energia suficiente em caso de queda de tensão, p. ex., para desligar o controlador em segurança. Esta assume imediatamente o fornecimento de energia da bateria ligada. Todos os parâmetros operacionais da bateria são monitorizados continuamente através da interface de comunicação integrada.
QUINT4-UPS/24DC/24DC/10
Fonte de alimentação ininterrupta
Bateria
No caso de uma falha na alimentação de 24 V DC, o dimensionamento correspondente da bateria determina o possível tempo de buffer até que a falha seja corrigida ou restabelecida a alimentação através da rede. Oferecemos baterias com diferentes tecnologias e capacidades para as várias famílias de produtos. No nosso exemplo, recomendamos uma bateria de chumbo com 7 Ah.
UPS-BAT/PB/24DC/7AH
Bateria
Proteção de equipamentos
São utilizados disjuntores de proteção para evitar a falha de equipamentos e da fonte de alimentação devido a sobrecarga ou curto-circuito. Recomendamos o sistema CAPAROC, especialmente se quiser proteger vários equipamentos. Graças às suas interfaces de comunicação, este sistema comunica de forma excelente com as fontes de alimentação QUINT POWER.
Sistema de disjuntores de proteção CAPAROC
Proteção de equipamentos
Equipamentos de medição de energia
Os equipamentos de medição de energia ajudam a medir com precisão o consumo de energia no Power Management System. Com o registo contínuo de parâmetros, como tensão, corrente e potência, contribuem para a otimização da eficiência energética. O registo preciso de harmónicos ajuda a proteger as funções do sistema. Os equipamentos de medição de energia da série EMpro EEM-MA370 são adequados para este fim.
EMpro EEM-MA370
Equipamentos de medição de energia
Proteção contra sobretensão para interfaces de sinal
Os cabos de sinal e de dados também oferecem potenciais opções para paralisar uma instalação devido a uma sobretensão. Por este motivo, deve proteger todos os cabos de sinal e de dados com uma proteção contra sobretensão correspondente.
TTC-6P-4X1-24-PT-I
Proteção contra sobretensão para interfaces de sinal
Fonte de alimentação de 48 V DC
Uma fonte de alimentação de 48 V DC oferece eficiência, flexibilidade e segurança. Reduz as perdas de potência e pode ser utilizada de forma versátil, p. ex., para alimentar equipamentos PoE, como câmaras de monitorização ou routers de rede. Neste caso, a nossa recomendação é a fonte de alimentação UNO POWER.
UNO2-PS/1AC/48DC/240W
Fonte de alimentação de 48 V DC

Soluções para Power Conversion Systems


PCS num acumulador de energia industrial

Um PCS converte energia elétrica. Neste caso, a corrente contínua (DC) das baterias é convertida em corrente alternada (AC) para a rede. O processo é invertido para carregar as baterias. O PCS controla o processo de carga e descarga, melhora a estabilidade da rede e aumenta a eficiência do sistema de acumuladores de energia.

Mapa de imagem interativo: Topologia de um Power Conversion System num acumulador de bateria industrial
Fonte de alimentação DC/DC
A eletrónica de potência altamente eficiente para a montagem em rack permite a operação económica do seu acumulador de bateria. O sistema modular e dimensionável está otimizado para carregamento DC com altas tensões e correntes.
CHARX PS-M2/825DC/1000DC/30KW
Fonte de alimentação DC/DC
Proteção contra sobretensão tipo 3
A utilização da proteção contra sobretensão tipo 3 garante que a fonte de alimentação e os componentes a jusante continuem a funcionar de forma fiável e não sejam danificados, mesmo em caso de picos repentinos de tensão. Isto aumenta a vida útil dos equipamentos e de todo o painel AC.
PLT-SEC-T3-230-FM-PT
Proteção contra sobretensão tipo 3
Fonte de alimentação AC/DC
A eletrónica de potência para a montagem em rack de 19" permite a carga e a descarga eficientes de acumuladores de bateria. O sistema é modular, escalonável e otimizado para a conversão de energia bidirecional com elevadas tensões e correntes. A combinação de vários módulos permite alcançar uma potência de saída de até 960 kW.
TRIO-HP/3AC/1KDC/20KW/BI
Fonte de alimentação AC/DC
Proteção contra sobretensão DC
A proteção contra sobretensão VAL-MB-DC garante a operação segura em sistemas de alimentação DC unipolares e ligados à terra. O formato compacto permite uma instalação com poupança de espaço. Além disso, a indicação de estado mecânico-óptica e o contacto de sinalização remota garantem que está sempre informado sobre o estado do sistema.
VAL-MB-T2-750DC-2+V-R
Proteção contra sobretensão DC

Soluções para o painel AC


Painel AC num sistema de acumuladores de grandes dimensões

O painel AC converte corrente contínua (DC) em corrente alternada (AC) num acumulador de grandes dimensões ligado à rede de alimentação. O painel também estabiliza a tensão de alimentação e a frequência da rede. Todos os fluxos de energia são monitorizados no painel AC para registar a alimentação e a retirada de energia e mantê-la eficiente.

Mapa de imagem interativo: Topologia de um painel AC em sistemas de acumuladores de grandes dimensões
Proteção contra descargas atmosféricas e sobretensão
Diretamente após o transformador, um equipamento de proteção contra descargas atmosféricas tipo 1 protege o painel AC contra destruição e falhas devido a sobretensão. Recomendamos o nosso equipamento de proteção contra descargas atmosféricas tipo 1 encaixável da família SEC.
FLT-SEC-P-T1-3S-350/25-FM
Proteção contra descargas atmosféricas e sobretensão
Fonte de alimentação de 110 V DC
Para a fonte de alimentação com 110 V DC, recomendamos uma fonte de alimentação monofásica da família QUINT. A fonte de alimentação QUINT POWER é ideal para alimentar cargas no intervalo de 110 a 125 V DC.
QUINT4-PS/1AC/110DC/4
Fonte de alimentação de 110 V DC
Proteção de equipamentos
São utilizados disjuntores de proteção para evitar a falha de equipamentos e da fonte de alimentação devido a sobrecarga ou curto-circuito. Recomendamos o sistema CAPAROC, especialmente se quiser proteger vários equipamentos. Graças às suas interfaces de comunicação, este sistema comunica de forma excelente com as fontes de alimentação QUINT POWER.
Sistema de disjuntores de proteção CAPAROC
Proteção de equipamentos
Fonte de alimentação de 24 V DC
Em aplicações redundantes, recomendamos a utilização das variantes plus de QUINT POWER. Caracterizadas por um MosFET de desacoplamento integrado, uma proteção segura contra sobretensão das cargas DC e um grande pacote de certificações, estas fontes de alimentação são perfeitamente adequadas para uma ligação redundante em aplicações exigentes.
QUINT4-PS/1AC/24DC/10/+
Fonte de alimentação de 24 V DC
Módulos de redundância
Os módulos de redundância aumentam a fiabilidade da sua instalação. Em caso de falha, eles as duas fontes de alimentação ligadas a montante e asseguram uma alimentação fiável da carga se uma fonte de alimentação falhar. A ACB Technology garante a distribuição simétrica da carga de ambas as fontes de alimentação e aumenta, assim, a expetativa de vida útil do sistema de alimentação.
QUINT4-S-ORING/12-24DC/1x40
Módulos de redundância
Proteção contra sobretensão para interfaces de sinal
As sobretensões perigosas podem ser acopladas não só através meio dos cabos de alimentação, mas também os cabos de sinal e de dados oferecem oportunidades suficientes para paralisar uma instalação devido a uma sobretensão. Por este motivo, deve proteger todos os cabos de sinal e de dados com uma proteção contra sobretensão correspondente. No nosso exemplo, utilizamos uma proteção contra sobretensão estreita da série TERMITRAB complete.
TTC-6P-3-HF-F-12DC-PT-I
Proteção contra sobretensão para interfaces de sinal
Equipamentos de medição de energia
Se houver um requisito para medições de energia faturáveis, os contadores de energia certificados pela MID permitem o registo e armazenamento precisos dos dados de energia no painel AC. Para este fim, utilize, p. ex., o nosso contador de energia com certificação MID da família de produtos EMpro.
EEM-EM377
Equipamentos de medição de energia
Filtro de supressão de interferências
Para minimizar eventuais interferências eletromagnéticas, p. ex., do transformador, e para otimizar a potência geral e a fiabilidade do sistema de alimentação, utilizamos aqui um filtro EMC.
Filtro de supressão de interferências
Filtro de supressão de interferências

Soluções para a climatização (AVAC)


AVAC em acumuladores de grandes dimensões

Os sistemas AVAC (aquecimento, ventilação, climatização) em grandes acumuladores de bateria são essenciais para controlar a temperatura e a humidade, de modo a garantir condições operacionais ideais. Evitam o sobreaquecimento e danos causados pela humidade, aumentam a eficiência e prolongam a vida útil das baterias. Além disso, também aumentam a segurança, reduzindo o risco de incêndios e falhas.

Mapa de imagem interativo: Estrutura esquemática da climatização de um acumulador de energia
Fonte de alimentação de 24 V até 2,5 kW
Para a alimentação elétrica de bombas e ventiladores em sistemas de acumuladores de bateria, recomendamos uma fonte de alimentação da família TRIO POWER. O seu formato plano para montagem direta em painel poupa espaço sua instalação e representa uma solução flexível.
TRIO-PM/1AC/24DC/2500W
Fonte de alimentação de 24 V até 2,5 kW
Proteção contra sobretensão para interfaces de sinal
Os cabos de sinal e de dados também oferecem diversas opções para paralisar uma instalação devido a uma sobretensão. Por este motivo, deve proteger todos os cabos de sinal e de dados com uma proteção contra sobretensão correspondente.
TTC-6P-3-HF-F-12DC-PT-I
Proteção contra sobretensão para interfaces de sinal
Proteção contra sobretensão tipo 3
A utilização da proteção contra sobretensão tipo 3 garante que a fonte de alimentação, as bombas e os ventiladores continuem a funcionar de forma fiável e não sejam danificados, mesmo em caso de picos repentinos de tensão. Isto aumenta a vida útil dos equipamentos.
PLT-SEC-T3-230-FM-PT
Proteção contra sobretensão tipo 3

Disponibilidade da instalação em sistemas de acumuladores de bateria


Resumo de produtos do portfólio para Power Reliability

Os sistemas de acumulação de energia são importantes para compensar as flutuações de energia e utilizar as energias renováveis com eficiência. Estabilizam a rede de energia elétrica e ajudam a gerir os picos de carga.

Os nossos produtos e soluções permitem-lhe garantir que os seus sistemas de acumuladores de energia de bateria funcionem de forma fiável e eficiente, otimizando a tríade de fornecimento, proteção e medição em quase todos os módulos do seu acumulador de bateria. Desta forma, contribui ativamente para a estabilização da rede de energia elétrica e para a utilização eficiente de energias renováveis.