Selectie en toepassingsanalyse van hoogspannings- en laagspannings-lithiumbatterij-energiesystemen
2025-06-17
Os bancos de baterias de lítio de alta tensão e os de baixa tensão possuem suas próprias vantagens e desvantagens em sistemas fotovoltaicos solares. Então, quais são as semelhanças e diferenças entre esses dois tipos de sistemas de baterias? Este artigo fará uma análise aprofundada para você.
Tipos e Características das Baterias de Armazenamento de Energia
As baterias de armazenamento de energia podem ser divididas em baterias de baixa tensão e baterias de alta tensão, de acordo com os diferentes métodos de conexão no circuito. Os termos “alta tensão” e “baixa tensão” não se referem ao valor numérico da voltagem em si, mas sim à forma de conexão da bateria dentro do sistema completo.
1.Baterias de Armazenamento de Baixa Tensão
As baterias de armazenamento de baixa tensão geralmente possuem uma voltagem entre 48 e 60V. Os padrões mais comuns no mercado são 48V ou 51,2V. Durante o uso, as baterias não podem ser conectadas em série para aumentar a tensão (ou seja, não importa quantas baterias estejam conectadas, a voltagem permanece a mesma), mas podem ser conectadas em paralelo para aumentar a capacidade total do sistema de baterias. A bateria faz parte da parte de baixa tensão do sistema como um todo, por isso é chamada de sistema de armazenamento de baixa tensão. As baterias de baixa tensão têm menores exigências para o BMS e a tecnologia é mais madura, o que também torna o preço mais acessível.
Como a voltagem é baixa, a corrente é alta, o calor gerado aumenta e as perdas energéticas no sistema inteiro tendem a ser maiores. A carga da bateria é mais lenta e pode haver insuficiência de energia quando a carga é de alta potência.
(1).Vantagens
Os conjuntos de baterias de baixa tensão apresentam muitas vantagens, como fácil instalação, tamanho compacto e preço acessível.
(2).Limitações
No entanto, vale destacar que, devido à baixa tensão, a velocidade de carga e descarga é lenta, podendo não suportar a carga de partida sozinha, necessitando da assistência da rede elétrica ou da energia solar para fornecer energia instantânea. Portanto, o sistema de baterias de baixa tensão é mais adequado para usuários de sistemas off-grid com baixa demanda energética.
2.Baterias de Armazenamento de Alta Tensão
A voltagem de um único pacote de bateria de armazenamento de alta tensão geralmente é de 48V ou 51,2V. Alguns fabricantes podem optar por valores mais baixos ou mais altos. Durante o uso, a bateria de alta tensão é aumentada ao conectar vários pacotes de baterias em série, e a voltagem total final pode chegar a cerca de 400-600V (para armazenamento residencial). A bateria faz parte da seção de alta tensão do sistema, por isso é chamada de sistema de armazenamento de alta tensão.
As baterias de alta tensão possuem requisitos técnicos e de segurança mais elevados para o BMS, o que também eleva o preço. Contudo, o sistema de alta tensão apresenta menor perda de energia, taxa de carregamento mais rápida e pode alimentar cargas de maior potência.
(1).Vantagens
Os sistemas de baterias de alta tensão não são apenas adequados para necessidades comerciais de armazenamento de energia, mas também podem ser usados como fonte de energia reserva para residências.
(2).Cenários de Aplicação
Em comparação com outros tipos de baterias, as de alta tensão possuem vida útil mais longa e taxa de descarga maior. Além disso, podem fornecer maior potência para suportar cargas maiores, sendo especialmente indicadas para residências com aumento significativo do consumo em baixa tensão.
Comparação entre sistemas de baterias de alta e baixa tensão
Custo e escolha
Então, o custo de instalação de um pacote de baterias de alta tensão é realmente mais alto do que o de baixa tensão?
De modo geral, o preço do pacote de bateria de alta tensão é de fato maior que o da bateria de baixa tensão. Isso se deve principalmente ao aumento do custo de fabricação das baterias de alta tensão e ao impacto do valor da marca. No entanto, vale destacar que o preço das baterias de lítio é influenciado por vários fatores, incluindo tipo, tamanho, qualidade e fornecedores diferentes.
Em resumo, se a família for grande, com alta demanda de potência e grande exigência no tempo de recarga, recomenda-se optar por bateria de armazenamento de alta tensão; caso contrário, escolha baterias de baixa tensão.
Requisitos de Compatibilidade do Inversor
Os requisitos das baterias de armazenamento de energia de alta e baixa tensão para os inversores refletem-se principalmente na compatibilidade de tensão e em outros parâmetros técnicos.
Compatibilidade de Tensão
As baterias de armazenamento de baixa tensão (como 48V/51,2V) geralmente apresentam melhor adaptabilidade e segurança. O inversor correspondente é chamado de inversor de baixa tensão, e sua faixa de tensão compatível geralmente varia entre 40-60V.
As baterias de armazenamento de alta tensão (como 300V) possuem maior eficiência, e o inversor correspondente é chamado de inversor de alta tensão, com faixa de tensão compatível geralmente acima de 90-600V.
Outros Requisitos de Parâmetros Técnicos
• Potência nominal: A potência nominal do inversor deve atender aos requisitos da carga e garantir saída estável em diversas condições de operação.
• Faixa de tensão de entrada: A tensão de entrada do inversor deve ser compatível com a tensão da bateria de armazenamento para assegurar eficiência na conversão de energia.
• Tensão e frequência de saída: A tensão e frequência de saída do inversor devem estar em conformidade com as exigências dos equipamentos de carga. As frequências comuns são 50Hz e 60Hz.
• Corrente máxima de carga e descarga: O inversor deve possuir capacidade suficiente de carga e descarga para se adaptar a diferentes demandas de carga e configurações do sistema.
• Potência máxima de entrada fotovoltaica: Para inversores conectados a sistemas fotovoltaicos, a potência máxima de entrada fotovoltaica deve suportar a geração real de energia solar para evitar desperdício de energia.
• Capacidade de sobrecarga em corrente alternada (AC): A saída off-grid do inversor deve possuir capacidade de sobrecarga temporária para lidar com picos de corrente instantâneos quando a carga é ligada.
Segurança e Eficiência
Seja uma bateria de alta tensão ou de baixa tensão, a segurança deve estar sempre em primeiro lugar.
Requisitos de Segurança
Para baterias de alta tensão, é necessário verificar regularmente as condições da bateria para evitar superaquecimento, sobrecarga ou descarga excessiva. Ao mesmo tempo, é fundamental contar com um sistema profissional de monitoramento e planos de emergência para lidar com possíveis problemas de segurança da bateria.
Desempenho de Eficiência
Em termos de eficiência, as baterias de alta tensão podem fornecer mais potência devido à sua alta densidade energética, mas exigem sistemas de gestão mais complexos para garantir operação eficiente e segura. Embora as baterias de baixa tensão tenham menor densidade energética, são mais simples de gerenciar e adequadas para sistemas pequenos ou situações em que a demanda por energia não é tão alta.
Conclusão: Como Escolher o Sistema de Bateria Adequado?
De modo geral, as baterias de alta tensão e as de baixa tensão possuem suas próprias vantagens e limitações. A escolha de qual bateria utilizar depende principalmente do cenário específico de aplicação e das necessidades. No sistema de armazenamento de energia, é fundamental considerar plenamente os requisitos de segurança, eficiência e manutenção da bateria para fazer a melhor escolha.
O que é arbitragem de energia no armazenamento por baterias?
Como as baterias de armazenamento de energia superam as limitações de uso em ambientes de baixa temperatura?
