A Rika Sensor é uma fabricante de sensores meteorológicos e fornecedora de soluções de monitoramento ambiental desde 2010.
Monitoramento da qualidade do fluido refrigerante em sistemas de armazenamento de energia refrigerados a líquido.
O resfriamento líquido já é utilizado em sistemas comerciais de armazenamento de energia em baterias para dissipar o calor dos módulos de bateria e ajudar a controlar a temperatura de operação. No entanto, o gerenciamento térmico confiável de sistemas de armazenamento de energia em baterias depende de mais do que apenas a temperatura, a pressão e o fluxo do fluido refrigerante.
A condição do próprio fluido refrigerante também pode ser importante. Durante a operação a longo prazo, alterações na composição química do fluido refrigerante, no teor de íons dissolvidos e na contaminação em suspensão podem fornecer informações úteis sobre o estado do circuito de refrigeração líquida.
Em projetos de armazenamento de energia em escala de serviços públicos e projetos de energia solar com armazenamento que utilizam um sistema de armazenamento de energia em baterias (BESS) refrigerado a líquido, o monitoramento das condições do fluido refrigerante pode, portanto, complementar as práticas normais de gerenciamento térmico e manutenção.
Por que o resfriamento líquido é usado em sistemas de armazenamento de energia em baterias?
As células da bateria geram calor durante os processos de carga e descarga. O resfriamento líquido pode transferir esse calor através da circulação de um fluido refrigerante e placas de resfriamento, auxiliando o sistema de gerenciamento térmico a controlar a temperatura da bateria.
A arquitetura exata do sistema varia entre os fabricantes, mas um circuito simplificado de refrigeração líquida indireta pode ser descrito em quatro estágios funcionais.
É necessário verificar a qualidade do líquido refrigerante em um sistema de armazenamento de energia em baterias (BESS) refrigerado a líquido?
Sim, de acordo com os requisitos de manutenção do próprio sistema de armazenamento de energia em baterias (BESS). As diretrizes de manutenção disponíveis publicamente para sistemas de armazenamento de energia refrigerados a líquido incluem verificações do fluido refrigerante, como pH, condutividade, concentração, limpeza, presença de sedimentos e condição de proteção contra corrosão.
Os parâmetros necessários, a frequência com que devem ser verificados e os limites aplicáveis dependem do sistema de armazenamento de energia em baterias (BESS) específico e da formulação de fluido refrigerante aprovada.
A operação em circuito fechado reduz a exposição à contaminação externa, mas a condição do fluido refrigerante ainda pode mudar devido ao envelhecimento, reposição incorreta, interação com outros materiais, atividades de manutenção ou contaminação em suspensão.
Envelhecimento do líquido de arrefecimento
A operação a longo prazo e os ciclos térmicos podem alterar gradualmente as condições do fluido refrigerante.
Recarga incorreta
A mistura incorreta do fluido de reposição ou do líquido refrigerante pode alterar a composição química do fluido refrigerante.
Interação de Materiais
O líquido refrigerante está em contato contínuo com metais, vedações e outros materiais em contato com o fluido.
Contaminação em suspensão
Resíduos da instalação, precipitados ou produtos de corrosão podem entrar no líquido refrigerante em circulação.
Quais parâmetros podem auxiliar no monitoramento do fluido refrigerante do sistema de armazenamento de energia em baterias (BESS)?
Sensores diferentes fornecem informações diferentes. Eles devem ser selecionados de acordo com a real necessidade de gerenciamento do líquido de arrefecimento, em vez de serem tratados como um pacote obrigatório de quatro sensores.
| Parâmetro | O que isso indica | Função de monitoramento do BESS |
|---|---|---|
| Condutividade | Alterações no conteúdo iônico dissolvido | Tendências de química de alto valor agregado, quando exigidas pelo projeto. |
| pH | Condição ácido-base e deriva química | Tendências úteis em química e parâmetros de manutenção |
| Turbidez | Contaminação em suspensão e limpeza óptica | Tendência opcional de limpeza do líquido de arrefecimento suplementar |
| ORP | Ambiente de oxidação-redução | Parâmetro químico opcional específico do projeto |
1. Por que monitorar a condutividade do líquido refrigerante?
A condutividade elétrica é influenciada pelas espécies iônicas dissolvidas no fluido refrigerante. Uma mudança significativa pode indicar que a condição do fluido refrigerante não é mais a mesma que a sua condição original ou de comissionamento.
Possíveis causas incluem contaminação, fluido de reposição incorreto, envelhecimento do líquido refrigerante, alterações na concentração ou interações com materiais em contato com o fluido.
2. Por que monitorar o pH do líquido de arrefecimento?
O pH descreve a condição ácido-base de um fluido refrigerante aquoso. Os fluidos refrigerantes projetados e seus sistemas inibidores são normalmente concebidos para operar dentro de uma faixa química definida.
A variação do pH pode, portanto, ser usada como um indicador de que a composição química do líquido de arrefecimento pode ter mudado e que uma investigação mais aprofundada pode ser apropriada.
3. Onde se encaixa o monitoramento da turbidez?
A turbidez fornece informações diferentes do pH ou da condutividade. Ela responde ao efeito óptico do material em suspensão e, portanto, pode ser usada como um indicador da tendência de limpeza do fluido refrigerante.
Em um circuito de resfriamento, o material em suspensão pode incluir resíduos de instalação, material precipitado, produtos de corrosão ou outras contaminações insolúveis.
4. Todo sistema de armazenamento de energia em baterias (BESS) com refrigeração líquida precisa de monitoramento de ORP?
O ORP, portanto, está melhor posicionado como um parâmetro de monitoramento adicional específico do projeto, onde a estratégia de gerenciamento do fluido refrigerante o exigir.
Como esses parâmetros podem funcionar em conjunto?
Nenhum sensor online isolado fornece um diagnóstico completo da condição do líquido de arrefecimento. Diferentes parâmetros fornecem informações complementares.
Por que o monitoramento de tendências é mais útil do que uma leitura isolada?
A condição do líquido refrigerante pode mudar gradualmente. O monitoramento contínuo pode mostrar se um parâmetro permanece estável ou se está se afastando de seu valor basal de comissionamento.
Essa abordagem é mais confiável do que aplicar um único limite de alarme universal para diferentes plataformas de armazenamento de energia em baterias (BESS) e formulações de fluido refrigerante.
Como integrar sensores de líquido refrigerante online?
As versões atuais do sensor RIKA com refrigeração líquida fornecem saídas simultâneas de 4–20 mA e RS485.
Quando a compatibilidade da interface for confirmada, os dados medidos poderão ser incorporados em um controlador de refrigeração, CLP, sistema de aquisição de dados ou outra plataforma de monitoramento.
Onde devem ser instalados os sensores de temperatura do líquido de arrefecimento?
O ponto de medição deve expor o sensor a um fluido refrigerante circulante representativo e também permitir inspeção e manutenção práticas.
| Condições de Instalação | Orientações práticas |
|---|---|
| Fluxo estável | Selecione um local representativo sem turbulência aparente. |
| fluxo vertical ascendente | Preferencialmente, quando viável, para a instalação do sensor de refrigeração líquida. |
| Tubo horizontal | Pode ser utilizado onde as condições de instalação o exigirem e os requisitos de instalação específicos do sensor forem atendidos. |
| acúmulo de gás em pontos altos | Evite locais onde gás ou bolhas possam se acumular ao redor do sensor. |
| zona de sedimentos de ponto baixo | Evite locais onde os depósitos possam se acumular ao redor da área de medição. |
| fluxo vertical descendente | Evite situações em que a desgaseificação possa reduzir a estabilidade da medição. |
| Após forte redução de pressão | Evite pontos de medição onde a redução de pressão possa gerar bolhas. |
Sensores online podem substituir a análise de fluido refrigerante em laboratório?
Os dois métodos devem, portanto, ser considerados complementares.
Uma abordagem prática para monitoramento do fluido refrigerante em sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS)
Perguntas frequentes
Todos os sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS) refrigerados a líquido requerem os mesmos parâmetros de monitoramento do fluido refrigerante?
Não. Os requisitos de monitoramento dependem do fabricante do sistema de armazenamento de energia em baterias (BESS), do fluido refrigerante aprovado, dos materiais do sistema e da estratégia de manutenção.
Existe um limite de condutividade universal para todos os fluidos refrigerantes de sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS)?
Não. Utilize a faixa de condutividade especificada para o fluido refrigerante e o sistema de armazenamento de energia em baterias (BESS) em questão.
O pH 7 é sempre o valor ideal?
Não. Os fluidos de arrefecimento podem ser formulados para operar acima de um pH neutro. Siga as especificações aprovadas para o fluido de arrefecimento.
O monitoramento da turbidez é obrigatório em todos os sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS)?
Não. Pode ser usado como uma medição complementar da tendência de limpeza online, onde o monitoramento contínuo da contaminação em suspensão é útil.
A turbidez pode comprovar que está ocorrendo corrosão?
Não. Os produtos da corrosão podem contribuir para a turbidez, mas a turbidez não identifica a fonte nem mede diretamente a taxa de corrosão.
Todo sistema de armazenamento de energia em baterias (BESS) requer monitoramento de ORP?
Não. O ORP deve ser considerado quando a estratégia de gerenciamento de fluido refrigerante específica do projeto exigir o monitoramento da oxidação-redução.
Os sensores de refrigeração líquida da RIKA SENSOR podem ser conectados a um sistema de controle?
As especificações atuais do sensor de refrigeração líquida fornecem saídas simultâneas de 4–20 mA e RS485. A integração depende da compatibilidade com o controlador ou a interface de aquisição de dados do projeto.
Será que sensores online podem substituir os testes de fluido refrigerante em laboratório?
Não. Sensores online são úteis para tendências contínuas, enquanto testes de laboratório podem fornecer informações que esses sensores online não medem diretamente.
Esses sensores podem ser usados em um projeto de energia solar com armazenamento?
Podem ser considerados para a parte de armazenamento de energia em baterias com refrigeração líquida de um projeto de energia solar com armazenamento, quando o fluido refrigerante, as condições de operação e os materiais dos sensores forem compatíveis. Não são sensores para os próprios módulos fotovoltaicos.
Da gestão térmica à visibilidade do estado do líquido de arrefecimento
O resfriamento líquido pode proporcionar um gerenciamento térmico eficaz para sistemas de armazenamento de energia em baterias, mas o próprio líquido refrigerante faz parte do circuito de gerenciamento térmico.
Quando um projeto exige maior visibilidade das condições do fluido refrigerante, a detecção online pode complementar o programa normal de inspeção e manutenção do fabricante do sistema de armazenamento de energia em baterias (BESS).
O objetivo não é instalar todos os sensores em todos os sistemas de armazenamento de energia em baterias (BESS). Trata-se de selecionar os parâmetros de monitoramento de acordo com o fluido refrigerante aprovado, o projeto do BESS, os materiais em contato com o fluido, as condições de operação e os requisitos de manutenção.
Discuta suas necessidades de monitoramento do fluido refrigerante do sistema de armazenamento de energia em baterias (BESS).
Se você estiver desenvolvendo um sistema de armazenamento de energia em baterias com refrigeração líquida, uma unidade de refrigeração ou uma solução de gerenciamento térmico de baterias, compartilhe sua formulação de fluido refrigerante, a faixa química especificada, a temperatura e a pressão de operação, a conexão do processo, o método de instalação e os requisitos de comunicação com a RIKA SENSOR.
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