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SMA Altenso
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WESTRAFO
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STULZ WallAir series, WXUC5, condizionatore monoblocco da 35kW
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BESS (Battery Energy Storage Systems)
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Applicazioni di stoccaggio di energia su larga scala
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Temperatura costante e uniforme di 25°C all'interno di un container da 40”
Climatizzazione affidabile, efficiente e personalizzata per lo stoccaggio di energia su larga scala
Lo stoccaggio di energia sta diventando una tecnologia chiave, soprattutto in relazione alle fonti di energia rinnovabile come l'energia solare o eolica. Attualmente, la tecnologia più efficiente e matura per lo stoccaggio di energia su larga scala è il BESS (Battery Energy Storage Systems), basato su batterie. Questi sistemi sono generalmente rappresentati da container pieni di batterie che devono essere raffreddati in modo uniforme a una temperatura costante di circa 23°C durante le fasi di carica e scarica. È qui che entra in gioco il lavoro svolto da STULZ (leader nella climatizzazione personalizzata) insieme a WESTRAFO (leader nei settori elettromeccanico e dei trasformatori elettrici) per il cliente SMA Altenso (Altenso).
The customer
SMA Altenso (Altenso) è un integratore di sistemi internazionale specializzato in complessi sistemi di stoccaggio di batterie su larga scala, applicazioni a idrogeno e soluzioni off-grid e ibride, con sede in Germania. Come azienda giovane, diversificata e dinamica, Altenso lavora per realizzare progetti energetici innovativi come contributo alla transizione energetica. L'azienda ha incaricato WESTRAFO di costruire container per batterie destinati a molteplici progetti BESS in tutto il mondo.
L'azienda ha incaricato WESTRAFO di costruire container per batterie destinati ai seguenti progetti BESS:
- ENERPAC Project a Büttel, Germania: un parco solare da 35 MW con 8 MWh di batterie installate in tre container da 40”. Questo sistema consente un input energetico uniforme durante il giorno ed è uno dei più grandi sistemi ibridi in Germania.
- JUWI Project in Australia: l'impianto solare ibrido Northern Goldfields comprende un parco solare da 27,4 MW a Mt Keith e un altro parco solare da 10,7 MW con un sistema di batterie da 10,1 MWac/5,4 MWh a Leinster. Ridurrà le emissioni di gas serra di 540.000 tonnellate di CO2 nei primi 10 anni di funzionamento in entrambi i siti.
- DECCI Project a Vranany, Repubblica Ceca: il più grande impianto di accumulo di energia tramite batterie della Repubblica Ceca si basa su una centrale ibrida che combina una soluzione BESS, con una capacità di 22 MWh distribuiti in sette container, con turbine aeroderivative a combustione per una capacità totale di 32,4 MW, offrendo alta flessibilità e bassi costi operativi.
Concentrandosi sull'aspetto termodinamico, è stato richiesto a STULZ di mantenere una temperatura costante e uniforme di 25°C all'interno di un container da 40” completamente riempito di batterie, eccetto per uno stretto corridoio centrale.
Dopo alcune proposte iniziali, è stato sviluppato il modello WXUC5 basato sulla serie WallAir: un condizionatore monoblocco da 35 kW installato su ciascun lato corto del container.
Grazie all’immissione di aria fredda in un doppio condotto posizionato sopra le batterie, è stato possibile raffreddare e riscaldare in modo uniforme l’intera lunghezza di 12 metri del container. Il riscaldamento, necessario durante la fase di standby delle batterie quando le temperature esterne sono particolarmente basse, come a Praga, è stato ottenuto utilizzando riscaldatori elettrici multi-stadio da 13 kW.
Inoltre, un compressore tandem scroll, che utilizza compressori con capacità diverse, garantisce un controllo preciso del raffreddamento necessario per gestire le variazioni di carico durante le fasi di carica, standby e scarica delle batterie.
Poiché la soluzione è stata progettata per ambienti sia caldi che freddi, scambiatori di calore sovradimensionati e un kit invernale permettono al condizionatore di operare in un intervallo di temperatura esterna compreso tra -40°C e +50°C.
Infine, l'intero sistema è stato simulato tramite analisi CFD per ottimizzare il sistema di distribuzione dell'aria tramite le bocchette di mandata, garantendo il flusso d'aria e le temperature richieste e massimizzando la durata delle batterie.
Finally, the entire system has been simulated using CFD analysis to optimize the air distribution system via supply vents, ensuring the required airflow and temperatures and maximizing battery life.
La collaborazione tra Altenso, WESTRAFO e STULZ ha funzionato in perfetta sinergia, partendo dagli incontri iniziali fino alla messa in servizio in loco, includendo le fasi preliminari di progettazione e ingegneria, l'integrazione del sistema e il successo del FAT.
Il modello WXUC5 si è dimostrato la soluzione ideale per il raffreddamento dei container utilizzati nei sistemi BESS, e questi tre progetti – ENERPAC, JUWI e DECCI – hanno fatto da trampolino di lancio. Ad oggi, sono stati realizzati 3+2+7 container con 24 unità installate, ma l’unità è pronta e testata per diventare un elemento fondamentale nei sistemi di accumulo di energia.
Le foto in basso rappresentano rispettivamente l’impianto di energia DECCI, un dettaglio del WXUC5 installato e una vista interna del container pieno di batterie.
Photo below represents DECCI power plant, detail of WXUC5 installed and indoor view of container full of batteries, respectively.
WallAir
Con il WXUC5, sviluppato sulla base della serie WallAir, STULZ ha realizzato un’unità dedicata alle applicazioni BESS, caratterizzata dalle seguenti peculiarità:
- Prestazioni elevate: 35 kW con un’unità monoblocco;
- Precisione e affidabilità: temperatura dell’aria stabile e uniforme di 25°C;
- “Climate Customized”: una soluzione su misura per i requisiti specifici e complessi delle applicazioni BESS.
