A cooperação entre grupos geradores a diesel e sistemas de armazenamento de energia é uma solução importante para melhorar a confiabilidade, a economia e a proteção ambiental em sistemas de energia modernos, especialmente em cenários como microrredes, fontes de energia de reserva e integração de energias renováveis. A seguir, apresentamos os princípios de funcionamento colaborativo, as vantagens e os cenários de aplicação típicos dessa cooperação:
1. Método de cooperação central
Barbear o pico
Princípio: O sistema de armazenamento de energia carrega durante períodos de baixo consumo de eletricidade (utilizando eletricidade de baixo custo ou energia excedente de motores a diesel) e descarrega durante períodos de alto consumo de eletricidade, reduzindo o tempo de operação em alta carga dos geradores a diesel.
Vantagens: Redução do consumo de combustível (cerca de 20 a 30%), minimização do desgaste da unidade e prolongamento dos ciclos de manutenção.
Saída suave (Controle da taxa de variação)
Princípio: O sistema de armazenamento de energia responde rapidamente às flutuações de carga, compensando as deficiências do atraso na partida do motor a diesel (geralmente de 10 a 30 segundos) e a defasagem na regulação.
Vantagens: Evita as frequentes partidas e paradas dos motores a diesel, mantém a frequência/tensão estável, sendo adequado para o fornecimento de energia a equipamentos de precisão.
Começo Negro
Princípio: O sistema de armazenamento de energia serve como fonte de energia inicial para dar partida rápida ao motor a diesel, resolvendo o problema dos motores a diesel tradicionais que necessitam de energia externa para iniciar a partida.
Vantagem: Melhora a confiabilidade do fornecimento de energia de emergência, sendo adequada para cenários de falha na rede elétrica (como hospitais e centros de dados).
Integração Híbrida de Energias Renováveis
Princípio: O motor a diesel é combinado com energia fotovoltaica/eólica e armazenamento de energia para estabilizar as flutuações da energia renovável, com o motor a diesel servindo como reserva.
Vantagens: A economia de combustível pode chegar a mais de 50%, reduzindo as emissões de carbono.
2. Pontos-chave da configuração técnica
Requisitos funcionais do componente
O grupo gerador a diesel precisa suportar o modo de operação de frequência variável e adaptar-se ao agendamento de carga e descarga do armazenamento de energia (como, por exemplo, ser assumido pelo armazenamento de energia quando a redução automática de carga for inferior a 30%).
O sistema de armazenamento de energia (BESS) prioriza o uso de baterias de fosfato de ferro-lítio (com longa vida útil e alta segurança) e tipos de potência (como 1C-2C) para lidar com cargas de impacto de curto prazo.
O sistema de gestão de energia (EMS) precisa ter lógica de comutação multimodo (conectado à rede/desconectado da rede/híbrido) e algoritmos de distribuição dinâmica de carga.
O tempo de resposta do conversor bidirecional (PCS) é inferior a 20 ms, permitindo uma comutação perfeita para evitar a inversão de polaridade do motor a diesel.
3. Cenários de aplicação típicos
microrrede insular
Sistema fotovoltaico + motor a diesel + armazenamento de energia; o motor a diesel só entra em funcionamento à noite ou em dias nublados, reduzindo os custos de combustível em mais de 60%.
Fonte de alimentação de reserva para data center
O armazenamento de energia prioriza o suporte a cargas críticas por 5 a 15 minutos, com fornecimento de energia compartilhado após a partida do motor a diesel para evitar interrupções momentâneas de energia.
Fonte de energia da mina
O armazenamento de energia consegue lidar com cargas de impacto, como as de escavadeiras, e os motores a diesel operam de forma estável na faixa de alta eficiência (taxa de carga de 70 a 80%).
4. Comparação Econômica (Tomando como Exemplo um Sistema de 1MW)
Custo inicial do plano de configuração (10.000 yuans) Custo anual de operação e manutenção (10.000 yuans) Consumo de combustível (L/ano)
Grupo gerador a diesel puro 80-100 25-35 150000
Diesel + armazenamento de energia (redução de pico de 30%) 150-180 15-20 100000
Ciclo de reciclagem: geralmente de 3 a 5 anos (quanto maior o preço da eletricidade, mais rápida a reciclagem).
5. Precauções
Compatibilidade do sistema: O regulador do motor a diesel precisa suportar ajustes rápidos de potência durante intervenções do armazenamento de energia (como a otimização de parâmetros PID).
Proteção de segurança: Para evitar a sobrecarga do motor a diesel causada pelo armazenamento excessivo de energia, é necessário definir um limite máximo de SOC (Estado de Carga) (como 20%).
Apoio político: Algumas regiões oferecem subsídios para o sistema híbrido "motor a diesel + armazenamento de energia" (como a política piloto de armazenamento de novas energias da China de 2023).
Por meio de uma configuração adequada, a combinação de grupos geradores a diesel e armazenamento de energia pode representar uma evolução, transformando um sistema de "sustentação pura" em uma "microrrede inteligente", uma solução prática para a transição da energia tradicional para a energia de baixo carbono. O projeto específico precisa ser avaliado de forma abrangente, considerando as características da carga, os preços da eletricidade local e as políticas vigentes.
Data da publicação: 22/04/2025
