Esta revisión del proyecto fue escrita por los ingenieros que diseñaron y pusieron en servicio el sistema. Explica por qué este sistema de almacenamiento de energía en batería se construyó como estaba: cómo era el perfil de carga del cliente, por qué el suministro existente ya no era cómodo, cómo se dimensionó el C&I ESS y qué cambió después de que entró en servicio.
El cliente es una empresa de fabricación de metales en un parque industrial en la provincia de Binh Duong, Vietnam. Producen piezas de chapa de precisión, componentes cortados con láser y conjuntos soldados para fabricantes de equipos originales de HVAC y ascensores, principalmente para exportación. La planta opera dos turnos de producción de lunes a sábado, con un turno nocturno más reducido en las líneas de soldadura. La base de equipos incluye punzonadoras CNC y cortadoras por láser, plegadoras, celdas de soldadura robóticas, una línea de recubrimiento en polvo y un sistema centralizado de aire comprimido.
Visitamos por primera vez después de que el cliente recibió una cotización de servicios públicos para la actualización de un transformador y quería una segunda opinión; La auditoría que siguió se convirtió en la base del proyecto de almacenamiento.
Comenzamos registrando la carga real de la planta. Un analizador de energía temporal en el lado de bajo voltaje del transformador principal registró tres semanas de datos, incluidas dos semanas de producción completa.
Durante el turno de la mañana, la carga se mantuvo entre 450 y 650 kW, aumentó después del almuerzo y alcanzó su punto máximo aproximadamente entre las 13:30 y las 16:30, cuando las máquinas CNC, las plegadoras, los compresores y el horno de recubrimiento funcionaban juntos. El promedio más alto registrado en 15 minutos fue de alrededor de 980 kW, frente a una carga promedio diurna de aproximadamente 620 kW, una diferencia mucho mayor de lo que el equipo de producción había previsto.
Ese perfil tuvo dos consecuencias. La tarifa provincial incluye un cargo por demanda basado en la demanda promedio de 15 minutos más alta de cada mes, por lo que el pico de la tarde infló la parte fija de la factura. Y el pico seguía creciendo: ya se había encargado una nueva línea de corte por láser.
La planta es alimentada por un único transformador de 22/0,4 kV de 1.250 kVA. Con 980 kW y un factor de potencia medido de alrededor de 0,92, transportaba aproximadamente 1.065 kVA, por encima del 85 % de la potencia nominal. No se trataba de una sobrecarga inmediata, pero sí de falta de espacio libre, y eso explicaba dos quejas del jefe de mantenimiento.
Primero, el voltaje: durante el pico de la tarde, el otro extremo de la barra colectora de la fábrica se hundió y los controladores CNC ocasionalmente se activaban por subvoltaje en los meses más calurosos. En segundo lugar, la capacidad: la nueva línea láser acercaría el transformador a su límite en un año.
La empresa de servicios públicos propuso un nuevo transformador de 2000 kVA y una reconfiguración de la subestación: un plazo de entrega largo y un costo de capital significativo. Nosotros analizamos el problema de otra manera: el transformador sólo estaba bajo tensión durante dos o tres horas al día y tenía un amplio margen el resto del tiempo. Esa asimetría es exactamente lo que corrige el almacenamiento, por lo que en lugar de actualizar el transformador para atender un pico de tres horas, propusimos un ESS que reduce el pico y deja la infraestructura existente en su lugar.
El alcance acordado fue un sistema de almacenamiento de energía en batería conectado a la red con tres funciones: reducción de picos por la tarde, cambio de carga mediante carga por la noche cuando la tarifa es más baja y respaldo para una lista definida de cargas críticas durante fallas en la red. El resultado fue un sistema de CA de 500 kW con 1.075 kWh de capacidad nominal de LiFePO4 en cinco armarios exteriores. La tabla resume los parámetros; Las secciones siguientes explican por qué se eligió cada valor.
| Parámetro | Valor |
|---|---|
| Capacidad del transformador (existente) | 1.250 kVA, 22/0,4 kV |
| Carga media diurna | ~620 kilovatios |
| Carga máxima registrada (promedio de 15 minutos) | ~980 kilovatios |
| potencia nominal ESS | 500 kW CA (5 × 100 kW) |
| Capacidad de la batería | 1.075 kWh nominales, LiFePO4 |
| Rango de funcionamiento SOC | 10–90%, con reserva de respaldo configurable |
| Ventana de carga | 22:30–06:30, potencia limitada por EMS |
| ventana de descarga | 13:30–16:30, límite de demanda 850 kW |
| Enfriamiento | Ventiladores accionados por inversor enfriados por aire |
| Recinto | Armario de exterior, IP54, zócalo de hormigón |
| Comunicación | Modbus TCP a PCS/BMS, LAN del sitio con respaldo 4G |
| Conexión a red | Bajo voltaje, detrás del medidor, sin exportación. |
Se seleccionó LiFePO4 por dos razones específicas del sitio: tolera bien el ambiente cálido del exterior (las temperaturas ambiente alcanzan regularmente entre 35 y 37 °C), y el equipo eléctrico del cliente no tenía experiencia con el litio, por lo que la seguridad y el envejecimiento predecible importaban más que el rendimiento máximo.
La cifra de 1.075 kWh no procede de ningún catálogo. Mantener el límite de demanda en 850 kW durante una tarde típica requiere una descarga promedio de aproximadamente 130 kW durante dos o tres horas, por lo que la capacidad nominal se estableció muy por encima de eso para mantener el ciclo diario dentro de una profundidad de descarga cómoda. La ventana de SOC es del 10% al 90%: el límite superior retarda el envejecimiento en climas cálidos, el límite inferior protege contra descargas profundas y el EMS agrega una reserva de respaldo configurable durante las horas de trabajo para que el afeitado máximo nunca agote la batería hasta el suelo.
Cinco gabinetes de 100 kW / 215 kWh de nuestroGama de armarios ESS industriales y comercialesreemplazó lo que de otro modo habría sido un contenedor, porque el único espacio disponible cerca del complejo del transformador era largo y estrecho. El diseño modular también ofrece una vía de expansión sencilla: si la nueva línea láser eleva el pico, se pueden agregar uno o dos gabinetes sin tocar el resto del sistema.
Cada gabinete tiene su propioPCS bidireccional de 100 kW, 500 kW AC en total, manejando sincronización de red, control de corriente y detección de isla. La conversión distribuida coincide con los bloques de baterías modulares, permite aislar una unidad para el servicio sin detener el sistema y simplifica el cableado de CA.
El Sistema de Gestión de Energía (EMS), en un panel al lado de la fila de gabinetes, lee la carga de la planta de los transformadores de corriente en la entrada principal de bajo voltaje y dirige cada PCS y BMS a través de Modbus TCP en tiempo real. Todos los puntos de ajuste, horarios y reserva de SOC se pueden ajustar de forma remota; una conexión LAN del sitio con respaldo 4G permite a los electricistas del cliente verificar el sistema desde casa y revisar los datos operativos sin una visita.
Los armarios están deliberadamente refrigerados por aire. Las tasas de funcionamiento se mantienen en 0,5 °C o menos, dentro de la capacidad de refrigeración por aire. La refrigeración líquida habría permitido un control más estricto de la temperatura de las celdas y una tasa de C continua más alta, pero añade circuitos de refrigeración, bombas y una carga de mantenimiento que el pequeño equipo del cliente soportaría durante años.
Cada gabinete es IP54 y se monta al aire libre sobre un zócalo de concreto a unos 300 mm sobre el nivel del suelo, libre de salpicaduras de lluvia y polvo de la carretera. Los filtros de entrada accesibles están en la lista de mantenimiento mensual del cliente. El monitoreo de voltaje y temperatura a nivel de celda se ejecuta a través de cada BMS, con sensores de humo y sobretemperatura capaces de desencadenar un apagado controlado; Los lados de CC y CA tienen disyuntores independientes y la fila tiene una parada de emergencia claramente marcada.
La instalación estuvo limitada por el sitio. La única ubicación adecuada era una franja entre el recinto del transformador y la carretera del parque, a unos 30 metros de cable desde la sala de distribución, por lo que vertimos un zócalo, colocamos los cinco gabinetes encima con espacio libre de servicio y alimentamos cada uno desde un nuevo tablero de distribución conectado después del disyuntor principal. La planta permitió sólo una breve parada de producción, por lo que todo el trabajo en las barras colectoras activas se realizó un domingo, en coordinación con la empresa de servicios públicos y el plan de turnos.
La puesta en servicio tomó alrededor de diez días hábiles: pruebas de aislamiento y continuidad de tierra, comprobaciones de torque y verificación de la polaridad del CT y la secuencia de fases comparando las lecturas del EMS con el medidor de servicios públicos durante un día completo. Siguió una carga completa, lo que permitió que el BMS equilibrara las celdas y corrigiera la referencia de SOC; si el EMS cree que la batería está más llena de lo que está, cada decisión de despacho se desvía.
Las pruebas de protección eran lo más importante para el cliente. Probamos la función anti-isla abriendo el disyuntor de la red eléctrica aguas arriba y confirmando que el PCS dejó de exportar dentro del tiempo requerido por el código de red local. Luego probamos el respaldo: con el disyuntor principal abierto, el PCS cambió al modo isla y transportó el bus crítico: controles CNC, el PLC del compresor, el panel de la línea de recubrimiento y la iluminación de emergencia. El criterio de aceptación era simple: los PLC y los controladores CNC no deben reiniciarse. No lo hicieron, y esa prueba convenció al administrador del sitio de que era más que una herramienta de facturación.
Luego, el sistema funcionó en modo de observación durante dos semanas (registrando la carga y simulando decisiones sin cobrar) para brindarnos un perfil real con el que sintonizarnos.
En un día laborable normal, el sistema sigue un ritmo que los electricistas del cliente ahora reconocen de un vistazo.
La carga se realiza por la noche. El EMS comienza a las 22:30 (deliberadamente después de que el turno de noche de soldadura termina alrededor de las 22:15) y normalmente termina mucho antes de las 06:30, lo que limita la potencia de carga a aproximadamente 200-250 kW para mantener la carga del transformador moderada y la batería manejada con cuidado. Una noche típica hace que el SOC pase de aproximadamente el 15% al techo del 90%: aproximadamente 600-650 kWh.
Por la mañana la carga permanece por debajo del límite y el ESS descansa. Después del almuerzo, cuando la carga se acerca al límite de 850 kW, el EMS descarga y modula la salida para mantener la entrada total en el límite, rotando el despacho entre gabinetes para mantener equilibrados los estados de carga. La mayoría de los días la descarga dura de dos a tres horas y la batería termina la tarde cerca de su reserva, no en el suelo.
Si la red cae o falla durante las horas de trabajo, las unidades PCS detectan la condición anormal, se desconectan y forman una isla que alimenta el bus crítico desde la batería. Cuando vuelve la red, el sistema verifica la estabilidad de voltaje y frecuencia antes de resincronizarse y reanudar su programación. Existe reserva para esta situación: el EMS nunca descarga por debajo de él durante el pico de reducción, por lo que siempre queda energía para un evento de red, incluso a última hora de la tarde.
El sistema ha funcionado durante varios ciclos de facturación. Las afirmaciones sobre el rendimiento del almacenamiento a menudo se exageran, por lo que solo informamos lo que muestran los datos de monitoreo y los registros del cliente.
El límite de demanda se ha mantenido. Desde que comenzó la reducción activa de picos, la demanda más alta de 15 minutos en días laborables se ha mantenido en los 850 kW configurados, frente al pico de aproximadamente 980 kW medido durante la auditoría. El cliente esperaba que el cargo por demanda disminuyera en consecuencia, y los datos operativos iniciales indican que la expectativa era realista, aunque se necesita una comparación completa de doce meses antes de cotizar un ahorro firme.
La función de copia de seguridad también ha demostrado su eficacia. En los primeros meses el alimentador falló dos veces, lo que la empresa atribuyó a obras de construcción externas. En la prueba más larga, la parrilla estuvo ausente durante unos 25 minutos; el ESS llevó el autobús crítico hasta el final y terminó por encima del nivel de reserva. No se perdió ni un solo programa CNC, lo que antes era un riesgo mensual durante la temporada de tormentas, afirmó el cliente.
Térmicamente, la temperatura más alta de la celda en la semana más calurosa fue de aproximadamente 42°C, dentro del límite de diseño, con ventiladores a alta velocidad solo durante la descarga de la tarde. El gerente de mantenimiento notó que el sistema necesitaba menos atención que el compresor de aire al lado.
Vale la pena transmitir varias lecciones a cualquiera que esté planeando una instalación similar.
Primero, la curva de carga es la base. El cliente dijo "el transformador es demasiado pequeño"; las mediciones mostraron un pico de tres horas en un transformador que por lo demás estaba en buen estado. Dimensionar según una descripción en lugar de datos es la forma en que los proyectos obtienen la relación kW/kWh incorrecta.
En segundo lugar, el arancel determina el valor. Este proyecto es rentable porque el cargo por demanda se basa en el pico de 15 minutos; sin eso, el mismo sistema tendría una rentabilidad mucho más larga; así lo dijimos durante la auditoría.
En tercer lugar, el EMS debe seguir siendo ajustable. El cliente cambió los patrones de turno dos veces y cada cambio requirió un pequeño ajuste en la ventana de carga o el límite. Un calendario fijado en el momento de la puesta en servicio se vuelve erróneo al cabo de un año.
Cuarto, la capacidad local importa más que las características del hardware. Elegimos refrigeración por aire, una topología de comunicación simple y un EMS documentado en parte porque el equipo del cliente vivirá con este sistema durante años.
Por último, presupuesto para trámites de servicios públicos: la aprobación de la conexión a la red llevó más tiempo que la instalación.
Cada elección importante se debe a una restricción del sitio. 500 kW cubren la brecha entre el pico registrado y el límite objetivo con margen para modular suavemente. 1.075 kWh cubren la ventana de la tarde sin ciclos profundos, protegiendo el ciclo de vida en un clima cálido. LiFePO4 se adapta al calor y a la capacidad de mantenimiento del cliente; la refrigeración por aire se adapta a la tasa C moderada; cinco gabinetes modulares se adaptan al diseño del sitio y al plan de expansión; y se eligió la operación conectada a la red con respaldo en lugar de una microrred completa porque solo un autobús crítico definido necesitaba operación en isla; la diferencia de costos era significativa.
El cliente no compró el sistema más grande propuesto y no lo promocionamos. Presentamos la lógica de dimensionamiento con los datos de carga y eligieron la configuración que coincidía con su pico medido, plan de expansión y presupuesto.
Este proyecto no se trataba realmente de baterías. Se trataba de una fábrica cuyo transformador era demasiado pequeño para tres horas al día, cuyas tarifas castigaban su pico de la tarde y cuya producción no podía permitirse el lujo de perder programas CNC cada vez que la red parpadeaba. Un sistema de almacenamiento de energía en batería de 500 kW/1075 kWh abordó los tres con una sola pieza de infraestructura.
En el momento de la entrega, el cliente dijo que el sistema se comporta como una parte predecible de la infraestructura eléctrica de la fábrica, no como un experimento: para una instalación de almacenamiento de energía comercial, el mejor resultado posible. La planta está ahora discutiendo unAdición de energía solar + almacenamiento; Se especificó el BESS, por lo que agregar energía fotovoltaica solo requiere nueva capacidad del inversor y una actualización del EMS.
El hardware descrito en este proyecto proviene de nuestra gama estándar de almacenamiento de energía industrial. Los clientes que evalúan una modernización similar generalmente comienzan con los siguientes tres elementos.
Tianon New Energy Technology Co., Ltd, fundada en 2018, es el fabricante de los sistemas utilizados en este proyecto. Su matriz de productos cubre baterías de litio residenciales, gabinetes C&I ESS para exteriores, BESS refrigerado por líquido, almacenamiento de energía en contenedores y contenedores solares plegables, y ofrece soluciones híbridas completas de batería solar y diésel de nivel de MWh. Con entre el 80% y el 90% de la producción exportada y más de 3000 clientes atendidos, la empresa respalda cada proyecto con dimensionamiento del sistema interno, integración de productos, envío y soporte técnico posventa. Más información está disponible en nuestroPerfil de la empresay en elcatalogo completo de productos.
