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I sistemi di accumulo di energia a batteria (BESS) sono un componente critico che garantisce la continuità energetica e l’equilibrio della rete negli impianti solari. Tuttavia, questi sistemi devono rispettare determinati standard e procedure di test per poter funzionare in modo sicuro. I rischi di incendio, le situazioni di sovraccarico/scarico e gli eventi di fuga termica che possono verificarsi nelle batterie possono creare seri problemi di sicurezza. Pertanto, è di grande importanza progettare, testare e implementare protocolli di sicurezza per i sistemi BESS in conformità con gli standard internazionali.

Rischi di sicurezza e incendio nei sistemi BESS

La sicurezza nei sistemi a batteria riguarda principalmente i rischi di incendio e i guasti della batteria.

Perdite termiche: Quando le batterie iniziano a surriscaldarsi, può verificarsi una reazione a catena che porta all’incendio della batteria.
Sovraccarico e scarica: Sono situazioni che riducono la durata della batteria e aumentano il rischio di esplosione.
Corto circuito e guasti elettrici: I fulmini, le sovratensioni o i guasti alle apparecchiature possono causare seri pericoli ai sistemi di batterie.

I principali standard di sicurezza per ridurre al minimo questi rischi:

NFPA 855: stabilisce gli standard di sicurezza antincendio per i sistemi di accumulo di energia.
UL 9540A: definisce le procedure di test di fuga termica.
FM Global 5-33: fornisce le linee guida per l’installazione sicura dei sistemi di accumulo di energia negli edifici industriali.

Sistema di gestione delle batterie (BMS) e Sistema di gestione dell’energia (EMS) Ruolo

Il sistema di gestione delle batterie (BMS) e il sistema di gestione dell’energia (EMS) svolgono ruoli critici nel funzionamento sicuro ed efficiente dei sistemi BESS:

BMS: previene le situazioni di sovraccarico o scarico monitorando i livelli di tensione, corrente e temperatura delle batterie.
EMS: gestisce il bilancio energetico complessivo del sistema di batterie e ottimizza la sua integrazione con la rete.

Test di prestazione e processi di accettazione

Prima che un sistema BESS possa essere messo in funzione, deve essere sottoposto a diversi test.

Test di accettazione in fabbrica (FAT): Test del sistema in fabbrica per verificarne la conformità agli standard, come ad esempio IEC 62933-2-1.
Test di accettazione sul campo (SAT): Valutazione delle prestazioni del sistema in condizioni reali di carica/scarica nel campo in cui il sistema è installato.
Test termici e ambientali: Test che misurano la resistenza della batteria a temperature estreme, umidità e impatti meccanici.

Processi di test e certificazione nell’ambito degli standard della serie IEC 62933

I seguenti standard IEC sono fondamentali per l’integrazione e l’utilizzo sicuro dei sistemi BESS:

IEC 62933-1: determina la terminologia BESS.
IEC 62933-2-1: definisce i metodi di test e i parametri dell’unità.
IEC 62933-5-2: specifica i requisiti di sicurezza per i sistemi di accumulo di energia elettrica.

Rischi di sovraccarico, sovrascarica e perdite termiche

Protezione da sovraccarico e scarica: Deve essere limitata da limiti di tensione e corrente controllati dal BMS.
Protezione dalle perdite termiche: Devono essere utilizzati sistemi di rilevazione antincendio, sistemi di respirazione attiva, meccanismi di raffreddamento attivo e un design appropriato della batteria.
Procedure di sicurezza: Devono essere predisposti dei meccanismi per spegnere automaticamente il sistema in circostanze insolite.

Conclusione

L’implementazione di standard di sicurezza, test e prestazioni nei sistemi BESS è fondamentale per un funzionamento duraturo, efficiente e sicuro del sistema. I sistemi di batterie progettati in conformità agli standard IEC, NFPA e alle linee guida di sicurezza UL aumentano la sicurezza dell’investimento e garantiscono la continuità della fornitura di energia.

Se desidera avere informazioni su tutti questi processi di audit e controllo, può contattarci all’indirizzo [email protected].

Il simulatore solare è un sistema di misurazione di importanza critica che determina le caratteristiche corrente-tensione (I-V) dei moduli fotovoltaici (FV), determina la potenza e la classe di corrente eseguendo misurazioni su tutti i pannelli della linea di produzione per i dati elettrici sull’etichetta informativa del prodotto, e le sue caratteristiche sono determinate dallo standard IEC 60904-9.

I simulatori solari imitano effettivamente la luce del sole in un ambiente di laboratorio e vengono utilizzati per determinare l’efficienza, la potenza in uscita e le prestazioni dei pannelli solari. Queste informazioni sono fondamentali per migliorare il processo di progettazione e produzione dei pannelli solari, verificare la conformità agli standard e fornire ai consumatori informazioni affidabili sui pannelli solari.

I parametri dei pannelli solari vengono misurati in condizioni di test standardizzate (STC). Le condizioni di prova standard previste dall’IEC 61215 per il test dei pannelli includono;

Condizioni di test STC del pannello solare

Quali parametri possiamo ottenere come risultato della simulazione?

Risultati della misurazione della potenza del pannello solare

Potenza massima in uscita (Pmax)
Tensione del punto di massima potenza (Vmpp)
Corrente di punto di potenza massima (Impp)
Corrente di cortocircuito (Isc)
Tensione a circuito aperto (Voc)
Resistenza in serie (Rs)
Efficienza del modulo (Eff)
Coefficiente di temperatura

Risultati delle misurazioni del pannello solare IV

Utilizzando il simulatore solare, otteniamo anche la curva corrente-tensione (IV), che viene utilizzata per determinare le prestazioni e le caratteristiche elettriche del pannello solare.

Nei risultati IV, vogliamo che la temperatura del pannello sia di 25 gradi. Per questo motivo, c’è un sensore climatico all’interno del dispositivo IV. Qui, si prevede che la temperatura sia vicina ai 25 gradi. Il dispositivo IV cerca di misurarsi in base alla temperatura del pannello. Anche se la temperatura del pannello è di 25 gradi, se le condizioni ambientali sono basse, è possibile rilevare un pannello a bassa potenza come risultato dell’IV.

Principio di funzionamento del simulatore solare

Un simulatore solare di solito comprende una lampada, un riflettore e un sistema ottico. Il riflettore viene utilizzato per focalizzare e diffondere la luce. Il sistema ottico è progettato per campionare la luce e indirizzarla verso il bersaglio. In questo modo è possibile simulare la luce solare in varie condizioni e testare il comportamento di alcuni materiali o dispositivi sotto la luce solare.

Cella di riferimento nel simulatore solare

Nei simulatori solari, la cella di riferimento è un dispositivo di misurazione utilizzato per garantire la precisione e la stabilità della luce solare prodotta dal dispositivo. Questa cella ha un’uscita elettrica nota e misura con precisione l’intensità e la distribuzione spettrale della luce solare.

La calibrazione delle celle di riferimento è una questione molto importante. Il motivo è regolare con precisione l’uscita del dispositivo di simulazione solare e ottenere risultati affidabili. Queste celle standardizzano le prestazioni dei dispositivi fotovoltaici e consentono analisi comparative.

Quali sono i nostri riferimenti quando misuriamo nel Simulatore Solare?

Pannello di riferimento nei dispositivi di simulazione solare

Ci sono considerazioni importanti nella scelta del pannello di riferimento utilizzato nei simulatori solari, come l’intensità e la distribuzione spettrale della luce solare. Il pannello di riferimento assicura che l’uscita del simulatore solare sia impostata correttamente e serve a garantire l’accuratezza dei dati misurati.

Cosa sono i pannelli Gold e Silver, perché vengono utilizzati?

Nei simulatori solari, i termini “pannello d’argento” e “pannello d’oro” sono spesso utilizzati per gli standard di calibrazione.

Pannello d’argento Un pannello d’argento è una versione a basso costo di una cella di riferimento standard o di un pannello di riferimento. Viene generalmente utilizzato nella calibrazione di routine dei simulatori solari. È progettato per fornire gli standard utilizzati durante la simulazione solare.

Pannello d’oro I pannelli Gold sono pannelli più sensibili che consentono un controllo di qualità superiore e misurazioni più accurate. Il pannello Gold è particolarmente preferito nelle applicazioni industriali che richiedono un’elevata precisione. Questi termini sono utilizzati per indicare diversi livelli di standard di riferimento utilizzati nella calibrazione dei simulatori solari.

Per ottenere un risultato più sano durante la misurazione, ci sono alcuni punti a cui dobbiamo prestare attenzione nel dispositivo Simulatore Solare. Questi sono

Distribuzione spettrale: Le lampade utilizzate nel simulatore devono imitare accuratamente la distribuzione spettrale della luce solare. Questo è importante per simulare il più possibile le condizioni del mondo reale.
Intensità della luce: L’intensità della luce che il simulatore può produrre dovrebbe essere vicina all’intensità della luce solare reale. Questo aiuta a determinare in modo più accurato le prestazioni dei pannelli in condizioni reali.
Condizioni ambientali: La temperatura, l’umidità e le altre condizioni ambientali dell’ambiente in cui viene utilizzato il simulatore devono essere sotto controllo per garantire che i pannelli vengano testati in modo più simile alle condizioni reali.
Calibrazione Il simulatore deve essere calibrato regolarmente. Questo garantisce l’affidabilità dei risultati dei test.
Analisi dei dati: È importante che i dati ottenuti vengano analizzati correttamente. Questo è necessario per valutare con precisione e migliorare le prestazioni dei pannelli.
Sicurezza È necessario adottare precauzioni di sicurezza e utilizzare il simulatore in modo appropriato. È importante utilizzare l’equipaggiamento protettivo necessario per evitare l’esposizione alla luce.

Autore:

Kardelen Kucuktas

Standard di sicurezza, test e prestazioni nei sistemi di accumulo dell’energia solare