Energia ibrida

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Fornitore di soluzioni energetiche ibride per sistemi energetici affidabili

DIYPOWER fornisce sistemi energetici ibridi che integrano generatori diesel, energia rinnovabile e stoccaggio di energia per fornire soluzioni energetiche stabili, efficienti ed economiche.
I nostri sistemi sono progettati per applicazioni industriali, commerciali e off-grid con configurazione flessibile e supporto a livello di fornitore.

Che cos'è un sistema di energia ibrida e di alimentazione ibrida

Un sistema energetico ibrido è un sistema che combina due o più diversi tipi di metodi di generazione di energia per migliorare l'efficienza energetica, l'affidabilità e la stabilità. Una combinazione comune è quella dei gruppi elettrogeni diesel e delle batterie di accumulo dell’energia, che possono funzionare separatamente o insieme per fornire una produzione di energia stabile in base alla domanda.

In un sistema energetico ibrido costituito da gruppi elettrogeni diesel e batterie di accumulo dell'energia, i generatori diesel vengono utilizzati principalmente per fornire energia durante periodi di carico elevato o caricare la batteria quando la sua carica è insufficiente; le batterie di accumulo dell'energia, invece, immagazzinano l'energia elettrica in eccesso durante i periodi di basso carico e la rilasciano durante le ore di punta per bilanciare il consumo energetico complessivo del sistema. Il sistema include tipicamente un sistema di controllo intelligente per gestire il flusso e la distribuzione dell'energia tra i diversi componenti, garantendo un funzionamento efficiente e stabile del sistema.

Generatore diesel + sistema di accumulo dell'energia della batteria (BESS)

È adatto per aree con rete elettrica debole o assente. I motori diesel forniscono l’energia di base e le batterie attenuano le fluttuazioni del carico e riempiono i picchi e gli avvallamenti

Stoccaggio di energia solare fotovoltaico (PV) + batteria

La forma più comune di energia rinnovabile ibrida è la generazione di energia fotovoltaica per l’accumulo di elettricità durante il giorno e l’alimentazione a batteria durante la notte o nelle giornate nuvolose.

Eolico + solare fotovoltaico + accumulo di batterie

La complementarità eolica-solare sfrutta la natura complementare dell’energia eolica e solare in termini di tempo e stagioni per migliorare la stabilità dell’alimentazione elettrica del sistema.

Solare fotovoltaico + generatore diesel + accumulo di batterie

È ampiamente applicato in isole remote, aree minerarie, stazioni base di comunicazione e altri scenari, tenendo conto sia della rinnovabilità che del supporto di backup.

Micro-idro + solare fotovoltaico + accumulo di batterie

È adatto per zone montuose con piccoli fiumi stabili. L’energia idroelettrica fornisce il carico di base, mentre l’energia fotovoltaica integra il consumo di elettricità diurno di punta.

Cella a combustibile + accumulo di energia a batteria

Le celle a combustibile (come le celle a combustibile a idrogeno) fungono da fonte di energia continua e la batteria risponde all'elevata richiesta di energia istantanea.

Generatore di gas naturale + accumulo di batterie

Un’opzione di energia fossile più pulita rispetto al diesel, spesso utilizzata nelle microreti o nei sistemi di alimentazione di backup di emergenza.

Energia da biomassa + Solare/Eolica

Generando elettricità dai rifiuti agricoli o forestali e combinandoli con fonti energetiche rinnovabili intermittenti si può ottenere un approvvigionamento energetico continuo.

Perché i principali vantaggi dell'alimentazione ibrida

Miglioramento dell'efficienza energetica

I generatori diesel funzionano in modo inefficiente sotto carichi parziali. Integrando le batterie, l’elettricità in eccesso può essere immagazzinata durante i periodi di bassa domanda e scaricata durante i picchi di domanda, consentendo al generatore diesel di funzionare costantemente al suo carico ottimale.

Consumo di carburante e costi operativi ridotti

Lo stoccaggio dell'energia della batteria aiuta a 'eliminare i picchi' e a 'riempire i vuoti' nella domanda di energia, riducendo al minimo gli avviamenti/arresti frequenti e il funzionamento inefficiente del generatore diesel, con conseguenti risparmi significativi di carburante e minori costi di manutenzione.

Minore impatto ambientale ed emissioni

Il funzionamento diesel ottimizzato riduce le emissioni di scarico. Se combinate con fonti rinnovabili (ad esempio, solare o eolica), le batterie aumentano la quota di energia pulita, riducendo ulteriormente l’impronta di carbonio.

Maggiore affidabilità e qualità della potenza

Le batterie forniscono supporto di alimentazione istantaneo durante improvvisi cambiamenti di carico o interruzioni a breve termine, stabilizzando la tensione e la frequenza e migliorando la continuità e la qualità complessiva dell'alimentazione.

Risparmio sui costi

Per mezzo dell'energia ibrida, il costo di investimento iniziale può essere effettivamente risparmiato (riducendo la potenza del gruppo elettrogeno diesel per risparmiare sui costi di investimento),

Così come i successivi costi operativi (ottimizzazione dell'efficienza del motore diesel per mantenerlo in funzione alle migliori prestazioni e ottenere l'effetto di risparmio sui costi riducendo il consumo di diesel).

Scenari applicativi dell'energia ibrida

Il valore dei sistemi ibridi diesel-batteria non risiede solo nell’alimentazione, ma nella regolazione dinamica, nella stabilità del sistema, nell’ottimizzazione economica e nei benefici ambientali, dimostrando un controllo superiore su quando generare, come allocare la potenza e come garantire l’affidabilità.

Peak Shaving/Livellamento del carico

Durante i periodi di consumo energetico non di punta, il motore diesel carica la batteria. Durante le ore di punta, la batteria si scarica per ripristinare la potenza, consentendo al motore diesel di funzionare entro un range stabile ed efficiente.

Mitigare i cambiamenti improvvisi del carico

Quando apparecchiature di grandi dimensioni vengono avviate improvvisamente (come pompe dell'acqua, compressori) o spente improvvisamente, le batterie possono fornire o assorbire istantaneamente energia per evitare cadute di tensione o fluttuazioni di frequenza. Allo stesso tempo, riduce la richiesta di capacità del gruppo elettrogeno e consente di risparmiare sui costi.

Funzionalità Black Start

Dopo un blackout totale, la batteria può alimentare i sistemi di controllo e i circuiti di avviamento per consentire al generatore diesel di riavviarsi senza il supporto della rete esterna.

Estensione della vita del generatore

Riduce i cicli del generatore ed evita il funzionamento prolungato a basso carico (che causa l'accumulo di liquidi), prolungando la durata del motore e riducendo la manutenzione.

Smoothing dell'integrazione rinnovabile

Quando il solare o l’eolico sono integrati, le batterie attenuano la produzione rinnovabile intermittente, riducendo la necessità di aumentare la penetrazione del generatore diesel e aumentando la penetrazione delle energie rinnovabili.

Funzionamento in modalità silenziosa o invisibile

Nelle operazioni notturne o nelle zone ecosensibili, il generatore diesel può essere spento e l'alimentazione fornita silenziosamente dalle batterie: zero rumore, zero emissioni.

Funzione di gruppo di continuità (UPS).

Funziona come un UPS a breve termine in caso di guasto o manutenzione del generatore, garantendo la continuità per carichi critici come server o apparecchiature mediche.

Ottimizzazione dell'invio multi-generatore

Nelle configurazioni multi-generatore, la batteria gestisce piccole fluttuazioni del carico, prevenendo cicli inutili dell'unità e consentendo strategie operative efficienti 'N-1'.

Gestione energetica della microrete

All’interno delle microreti intelligenti, il sistema ibrido può rispondere ai comandi EMS per la risposta alla domanda, l’arbitraggio del tempo di utilizzo o i servizi di supporto della rete.

Caratteristiche e funzioni del sistema

Caratteristiche della soluzione

Integrazione modulare, configurazione flessibile
Gestione e controllo EMS one-stop
Funzionamento autonomo, monitoraggio dei dati in tempo reale

Valore dell'applicazione

Garantire la stabilità dell'alimentazione elettrica, migliorare la capacità di emergenza
Migliorare l'affidabilità della rete elettrica e l'utilizzo delle apparecchiature
Aumentare la flessibilità della rete e la sicurezza energetica
Supportare IoT, piattaforma cloud
Progettazione dei cavi di ingresso e uscita inferiori

Infografica sulle reti intelligenti: energia ibrida ed ESS al centro

Quando ho bisogno di un sistema energetico ibrido

L'implementazione di un sistema di alimentazione ibrido non significa aggiungere ulteriori componenti: è una decisione strategica basata sulle caratteristiche del carico, sulle risorse locali, sulle esigenze di affidabilità e sulla fattibilità economica. Il sistema offre un valore reale solo quando tutti e quattro i fattori indicano che una soluzione fornita da un unico fornitore sarebbe inefficiente, costosa o inaffidabile.

Valutazione del profilo di carico

Un sistema ibrido è necessario quando il profilo di carico dell'utente mostra un'elevata variabilità, differenze significative tra picco e valle, cambiamenti improvvisi del carico o forti modelli giornalieri/stagionali. Se l'analisi della curva di carico (nell'arco di 24 ore o un anno) rivela che il generatore diesel funziona spesso a basso carico (<30%) o è sottoposto a frequenti cicli di avvio-arresto, l'integrazione delle batterie per il peak shaving, il livellamento del carico e il supporto dinamico diventa estremamente vantaggioso, migliorando sia l'efficienza che la stabilità.

Elevato rapporto di penetrazione rinnovabile

Quando il sito dispone di abbondanti risorse solari o eoliche e l'utente mira a ridurre il consumo di diesel, abbassare le emissioni di carbonio o rispettare le politiche sull'energia verde, dovrebbe essere progettato un tasso di penetrazione delle energie rinnovabili target (ad esempio, 30% –80%). Tuttavia, un’elevata penetrazione delle energie rinnovabili senza accumulo di energia può causare un eccessivo ciclo del generatore o un’instabilità. Pertanto, un’elevata integrazione rinnovabile deve essere abbinata allo stoccaggio in batterie per garantire un funzionamento sicuro, economico e affidabile.

Calcolo del ROI e del periodo di recupero

Un sistema ibrido diventa economicamente giustificato quando il carburante diesel è costoso o costoso da trasportare (ad esempio, isole, altopiani, miniere), o quando la connessione alla rete è proibitivamente costosa o impossibile. Sebbene i costi iniziali siano più elevati, il risparmio di carburante, la manutenzione ridotta e la durata prolungata del generatore possono garantire un periodo di ammortamento di 3-7 anni. Con incentivi aggiuntivi, come sussidi governativi, crediti di carbonio o arbitraggio sul tempo di utilizzo (nei casi legati alla rete), il ROI migliora ulteriormente.

Grande capacità di archiviazione e lunga autonomia

Un sistema ibrido è essenziale quando gli utenti devono alimentare carichi critici mentre il generatore diesel è spento (ad esempio, funzionamento notturno utilizzando batterie a carica solare o emergenze in modalità silenziosa), o quando il sistema deve fornire diverse ore o giorni di autonomia fuori rete (ad esempio, a causa di interruzioni della fornitura di carburante o condizioni meteorologiche estreme). Ad esempio, per supportare un carico critico di 20 kW per 6 ore, è richiesto un minimo di ~120 kWh di capacità utilizzabile della batteria (tenendo conto della profondità di scarica e dell'efficienza di andata e ritorno).

Parametri dell'armadio di accumulo dell'energia (BSS).

FAI DA TE-F265

Parametri lato CA
Tensione di rete	400Vac (trifase a quattro fili)
Potenza CA nominale	125 kW
Corrente CA nominale	180A
Frequenza di rete nominale	50/60Hz
Gamma PF regolabile	Da -1 (In anticipo) a +1 (In ritardo)
THDi (potenza nominale)	< 3%
Metodo di uscita	Design del cablaggio inferiore
Parametri lato CC
Modulo	LFP-76,8V-314Ah-24,1152kWh
Capacità	265,27 kWh
Tensione nominale	845 Vcc
Intervallo di tensione operativa	726~937,2 Vcc
Corrente massima	200A
Parametri di sistema
Metodo di isolamento	Non isolato
Tasso di carica/scarica	0,5 CP
Vita del sistema	8000 cicli a 25°C, 95% DOD, ≥70% EOL
Interfaccia di comunicazione	RS485, PUÒ, LAN
Altitudine	≤3500m (declassamento sopra 2000m)
Temperatura operativa	-20℃~50℃
Livello di protezione	IP55
Peso	2.2T
Dimensioni (LPA)	106013602300mm
Certificazione	UL1973、UL9540A、IEC62619、UN38.3

FAI DA TE-F506

Parametri lato CA
Tensione di rete	400Vac (trifase a quattro fili)
Potenza CA nominale	125 kW
Corrente CA nominale	180A
Frequenza di rete nominale	50/60Hz
Gamma PF regolabile	Da -1 (In anticipo) a +1 (In ritardo)
THDi (potenza nominale)	< 3%
Metodo di uscita	Design del cablaggio inferiore
Parametri lato CC
Modulo	LFP-38,4V-628Ah-24,1152kWh
Capacità	506 kWh
Tensione nominale	806,4 V CC
Intervallo di tensione operativa	693~894,6 Vcc
Corrente massima	200A
Parametri di sistema
Metodo di isolamento	Non isolato
Tasso di carica/scarica	0,25 CP
Vita del sistema	8000 cicli a 25°C, 95% DOD, ≥70% EOL
Interfaccia di comunicazione	RS485, PUÒ, LAN
Altitudine	≤3500m (declassamento sopra 2000m)
Temperatura operativa	-20℃~50℃
Livello di protezione	IP55
Peso	3,8 T
Dimensioni (LPA)	150013602400 mm
Certificazione	UL1973、UL9540A、IEC62619、UN38.3

Casi di studio e progetti di riferimento

Sistema di micro-rete di

Questo sistema di microrete può fornire energia stabile e pulita a oltre 170 famiglie locali. L'impianto è dotato di 8 cabinet batterie da 506kWh e di un impianto fotovoltaico da 1000kW. Il progetto si estende su un'area di oltre 1.000 metri quadrati, con una capacità media di generazione di energia giornaliera di 6.448 kWh, in grado di soddisfare la domanda di energia durante l'arco della giornata.

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Torre di segnalazione per telecomunicazioni ibride

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Come puoi vedere, quando al mattino dalle 6:00 alle 10:00 sorge il sole, i pannelli solari iniziano a generare elettricità. Durante questo processo, poiché l'energia fornita dall'energia solare non è sufficiente per sostenere il lavoro della torre di segnalazione, è necessaria un'alimentazione aggiuntiva tramite l'accumulatore.