La collaborazione tra gruppi elettrogeni diesel e sistemi di accumulo di energia rappresenta una soluzione importante per migliorare l'affidabilità, l'economicità e la tutela ambientale dei moderni sistemi energetici, in particolare in scenari quali microreti, fonti di alimentazione di riserva e integrazione di energie rinnovabili. Di seguito sono riportati i principi di funzionamento collaborativo, i vantaggi e gli scenari applicativi tipici dei due sistemi:
1、 Metodo di cooperazione di base
Peak Shaving
Principio: il sistema di accumulo di energia si carica durante i periodi di basso consumo di elettricità (utilizzando elettricità a basso costo o potenza in eccesso dai motori diesel) e si scarica durante i periodi di elevato consumo di elettricità, riducendo il tempo di funzionamento ad alto carico dei generatori diesel.
Vantaggi: riduzione del consumo di carburante (circa il 20-30%), riduzione al minimo dell'usura dell'unità e prolungamento dei cicli di manutenzione.
Uscita fluida (controllo della velocità di rampa)
Principio: il sistema di accumulo di energia risponde rapidamente alle fluttuazioni del carico, compensando le carenze del ritardo di avviamento del motore diesel (solitamente 10-30 secondi) e del ritardo di regolazione.
Vantaggi: evita frequenti arresti e avviamenti dei motori diesel, mantiene frequenza/tensione stabili, adatto per alimentare apparecchiature di precisione.
Partenza nera
Principio: il sistema di accumulo di energia funge da fonte di energia iniziale per avviare rapidamente il motore diesel, risolvendo il problema dei motori diesel tradizionali che necessitano di energia esterna per avviarsi.
Vantaggio: migliora l'affidabilità dell'alimentazione di emergenza, adatta a scenari di interruzione della rete elettrica (come ospedali e data center).
Integrazione ibrida rinnovabile
Principio: il motore diesel è abbinato all'energia fotovoltaica/eolica e all'accumulo di energia per stabilizzare le fluttuazioni dell'energia rinnovabile, mentre il motore diesel funge da riserva.
Vantaggi: il risparmio di carburante può superare il 50%, riducendo le emissioni di carbonio.
2、 Punti chiave della configurazione tecnica
Requisiti funzionali dei componenti
Il gruppo elettrogeno diesel deve supportare la modalità di funzionamento a frequenza variabile e adattarsi alla programmazione di carica e scarica dell'accumulo di energia (ad esempio, essere preso in carico dall'accumulo di energia quando la riduzione automatica del carico è inferiore al 30%).
Il sistema di accumulo di energia (BESS) dà priorità all'uso di batterie al litio ferro fosfato (con lunga durata ed elevata sicurezza) e di tipologie di alimentazione (come 1C-2C) per far fronte a carichi di impatto a breve termine.
Il sistema di gestione dell'energia (EMS) deve disporre di una logica di commutazione multimodale (collegato alla rete/fuori dalla rete/ibrido) e di algoritmi di distribuzione dinamica del carico.
Il tempo di risposta del convertitore bidirezionale (PCS) è inferiore a 20 ms, supportando una commutazione senza interruzioni per impedire l'inversione di potenza del motore diesel.
3、 Scenari applicativi tipici
Microrete insulare
Fotovoltaico+motore diesel+accumulo di energia, il motore diesel si avvia solo di notte o nelle giornate nuvolose, riducendo i costi del carburante di oltre il 60%.
Alimentazione di backup per data center
L'accumulo di energia dà priorità al supporto dei carichi critici per 5-15 minuti, con alimentazione condivisa dopo l'avvio del motore diesel per evitare interruzioni di corrente temporanee.
Alimentazione elettrica della miniera
L'accumulo di energia può far fronte a carichi d'impatto come quelli degli escavatori, mentre i motori diesel funzionano stabilmente nell'intervallo di alta efficienza (tasso di carico del 70-80%).
4. Confronto economico (prendendo come esempio un sistema da 1 MW)
Costo iniziale del piano di configurazione (10000 yuan) Costo annuale di funzionamento e manutenzione (10000 yuan) Consumo di carburante (L/anno)
Gruppo elettrogeno diesel puro 80-100 25-35 150000
Diesel+accumulo di energia (riduzione del picco del 30%) 150-180 15-20 100000
Ciclo di riciclo: solitamente 3-5 anni (più alto è il prezzo dell'elettricità, più veloce è il riciclo)
5、 Precauzioni
Compatibilità del sistema: il regolatore del motore diesel deve supportare una rapida regolazione della potenza durante l'intervento di accumulo di energia (ad esempio l'ottimizzazione dei parametri PID).
Protezione di sicurezza: per evitare il sovraccarico del motore diesel causato da un eccessivo accumulo di energia, è necessario impostare un punto di interruzione rigido per lo SOC (stato di carica) (ad esempio il 20%).
Supporto politico: alcune regioni erogano sussidi per il sistema ibrido "motore diesel + accumulo di energia" (come la nuova politica pilota di accumulo di energia della Cina del 2023).
Attraverso una configurazione ragionevole, la combinazione di gruppi elettrogeni diesel e sistemi di accumulo di energia può consentire il passaggio da un sistema di "puro backup" a una "microrete intelligente", una soluzione pratica per la transizione dall'energia tradizionale a quella a basse emissioni di carbonio. La progettazione specifica deve essere valutata in modo approfondito in base alle caratteristiche del carico, ai prezzi dell'elettricità e alle politiche locali.
Data di pubblicazione: 22-04-2025
