En un sistema d’emmagatzematge d’energia amb bateries (BESS) també cal gestionar com aquesta energia es transforma, es distribueix i s’integra a la instal·lació elèctrica. Aquí és on entra en joc el PCS (Power Conversion System).
El PCS (Power Conversion System) és el sistema de conversió de potència que permet gestionar el flux d’energia elèctrica entre les bateries i la xarxa o instal·lació de consum.
Les bateries emmagatzemen energia en forma de corrent continu (DC), mentre que la majoria d’instal·lacions industrials i la xarxa elèctrica funcionen amb corrent altern (AC).
El PCS s’encarrega de convertir l’energia en ambdues direccions:
- De corrent altern a corrent continu (AC/DC): permet carregar les bateries amb energia procedent de la xarxa o d’una instal·lació de generació connectada en altern.
- De corrent continu a corrent altern (DC/AC): permet utilitzar l’energia emmagatzemada a les bateries per alimentar els consums de la instal·lació o injectar-la a la xarxa, quan estigui permès.
A diferència d’un inversor convencional unidireccional, un PCS per a emmagatzematge permet treballar amb fluxos d’energia bidireccionals.
Quina funció té el PCS en un sistema BESS?
El PCS és un element per integrar les bateries dins de l’estratègia energètica d’una empresa. Les seves principals funcions són:
1. Gestionar la càrrega i descàrrega de les bateries
Permet transformar l’energia elèctrica perquè les bateries es puguin carregar i descarregar d’acord amb les consignes del sistema de control, respectant els límits tècnics dels equips.
2. Integrar l’emmagatzematge amb la instal·lació fotovoltaica
En una instal·lació amb autoconsum solar, el PCS facilita l’aprofitament de l’energia emmagatzemada per utilitzar-la quan la generació fotovoltaica és insuficient o quan resulta més convenient des del punt de vista energètic i econòmic.
3. Contribuir a reduir els pics de demanda elèctrica
En combinació amb un sistema de gestió energètica (EMS), el PCS permet descarregar les bateries en moments de consum elevat. Aquesta estratègia, coneguda com a peak shaving, pot ajudar a reduir els pics de potència demandada i optimitzar els costos elèctrics, segons la tarifa i el perfil de consum de cada empresa.
4. Facilitar l’optimització dels horaris de consum
El PCS permet executar estratègies de load shifting, carregant les bateries en determinades franges horàries i descarregant-les en altres moments. Aquesta funcionalitat pot aportar avantatges econòmics en instal·lacions amb diferències significatives de preus entre períodes tarifaris.
5. Contribuir a la continuïtat del subministrament
Quan el sistema està dissenyat per funcionar en mode aïllat i incorpora els equips de commutació i protecció necessaris, el PCS pot participar en el subministrament d’energia de suport davant d’interrupcions de la xarxa.
Cal tenir en compte que no tots els PCS disposen de capacitat de funcionament en mode backup.
PCS, BMS i EMS: tres elements diferents que treballen conjuntament
En una instal·lació BESS, és important diferenciar tres sistemes que sovint es confonen:
- PCS (Power Conversion System): transforma l’energia entre corrent continu i altern i controla la conversió de potència.
- BMS (Battery Management System): supervisa l’estat de les bateries, incloent-hi tensions, temperatures i límits de funcionament, per protegir-les i garantir-ne una operació segura.
- EMS (Energy Management System): gestiona l’estratègia energètica global, decidint quan convé carregar o descarregar les bateries en funció dels consums, la generació i altres variables.
Com escollir el PCS adequat per a una instal·lació industrial?
No tots els sistemes de conversió de potència ofereixen les mateixes prestacions. Per això, abans de dimensionar un PCS, és necessari analitzar diferents factors:
- Potència nominal: determina la potència màxima que el sistema pot convertir de manera contínua en les condicions especificades.
- Compatibilitat amb les bateries: cal verificar els rangs de tensió, corrent i les característiques del sistema d’emmagatzematge.
- Rendiment de conversió: les pèrdues energètiques durant la càrrega i descàrrega influeixen en l’eficiència global del BESS.
- Compatibilitat amb la instal·lació elèctrica: s’han de considerar la tensió de connexió, les proteccions, els requisits de xarxa i la integració amb els equips existents.
- Funcionalitats operatives: cal determinar si el sistema ha de treballar amb autoconsum, peak shaving, load shifting, serveis de xarxa o alimentació de suport.
Un aspecte especialment important és diferenciar la potència del PCS, expressada en kW, de la capacitat d’emmagatzematge de les bateries, expressada en kWh.
Per exemple, un BESS amb 400 kWh de capacitat i un PCS de 200 kW podria proporcionar, en condicions ideals, una potència de 200 kW durant dues hores. En una instal·lació real, aquesta autonomia dependrà de l’energia útil disponible, les pèrdues i les condicions de funcionament.
Per tant, dimensionar correctament el PCS és tan important com determinar la capacitat de les bateries.
Vols incorporar un sistema BESS a la teva empresa?
El PCS és una peça essencial en qualsevol projecte d’emmagatzematge energètic, però el seu rendiment i la seva aportació depenen del disseny global de la instal·lació.
A Solventa6 t’ajudem a estudiar la viabilitat tècnica i econòmica d’incorporar bateries a la teva empresa, tant si ja disposeu d’una instal·lació fotovoltaica com si estàs plantejant un nou projecte energètic.
Contacta amb el nostre equip i analitzarem quina solució s’adapta millor a les teves necessitats.
