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Tecnología de conexión enchufable para el almacenamiento de energía

tecnologia de conexion

Seguridad de alto nivel con bajos costes de instalación

A la hora de instalar sistemas de almacenamiento de energía, la atención se centra en tres factores clave: seguridad, coste de instalación y correcta ejecución. La nueva tecnología de conexión enchufable de Phoenix Contact ahora permite instalar dichos sistemas de forma segura, rápida y rentable (imagen del título / figura 1, imagen principal).

Las soluciones de almacenamiento de energía eléctrica son clave para allanar el camino hacia la All Electric Society. La generación de energía se está volviendo cada vez más descentralizada, mientras que la electrificación en muchas áreas de la sociedad avanza sin descanso. Esta tendencia también está provocando un aumento en el uso de sistemas de almacenamiento de energía. Almacenan energía y, por lo tanto, permiten la disponibilidad con confianza de energías renovables. También se utilizan como sistemas de almacenamiento intermedio o de respaldo, aliviando así la carga de la red eléctrica. Si bien el enfoque principal en el desarrollo de los sistemas de almacenamiento se ha centrado en las capacidades de rendimiento de las celdas de la batería en los últimos años, otros componentes del sistema también están cobrando cada vez más importancia (figura 2).

sistema de almacenamiento de energia
Figura 2. Un vistazo al interior de un sistema de almacenamiento de energía: Cientos de
módulos de baterías se conectan entre sí para formar un sistema: la tecnología de conexión
es un factor crítico para el rendimiento de todo el sistema.
©engineerstory@shutterstock

Los sistemas de almacenamiento de energía están formados por un gran número de módulos de baterías que deben conectarse entre sí durante la instalación. El rendimiento de todo el sistema depende de la calidad de todas y cada una de las conexiones. En este sentido, es muy importante que cada punto de contacto transmita la corriente de forma segura y fiable. Por lo tanto, hay tres cuestiones de importancia clave durante la instalación: La seguridad del instalador, la cantidad de trabajo necesaria para la instalación y evitar errores durante el cableado.

Hasta ahora, una gran parte de los sistemas se han instalado con una simple conexión de tornillo o espárago. En términos de costes de material, esta tecnología de conexión es indudablemente competitiva. Sin embargo, si se tiene en cuenta también el tiempo necesario para la instalación, la ventaja de los costes se desvanece rápidamente, aunque sólo haya unos pocos puntos de contacto. Durante la instalación, hay que asegurarse de que el instalador coloque cada una de las conexiones de tornillo y las apriete con el par de apriete correcto para crear una conexión eléctrica fiable. En un sistema de almacenamiento con varios cientos o incluso miles de módulos de baterías, el instalador no sólo tiene que atornillar cada una de las conexiones en su sitio, sino que también debe haber un alto nivel de repetibilidad en el proceso. Además, la tecnología de conexión con una simple conexión de tornillo o espárrago, a menudo no proporciona una protección adecuada contra el tacto para el instalador, y por lo tanto alberga un riesgo significativo de lesiones.

Phoenix Contact ofrece una solución tecnológica enchufable perfecta para contrarrestar las desventajas de la tecnología de conexión descrita anteriormente. Se puede suministrar premontada junto con los módulos de la batería, lo que significa que el único trabajo que queda durante la instalación es enchufar las conexiones.

Cada aplicación tiene unos requisitos específicos

Los requisitos de la tecnología de conexión difieren considerablemente según el tamaño y la aplicación prevista del sistema de almacenamiento. Por ejemplo, cuando se instalan pequeños sistemas de almacenamiento doméstico, la situación de la instalación in situ debe abordarse con flexibilidad: la tecnología de conexión debe permitir esta flexibilidad. En cambio, en el caso de los sistemas de almacenamiento grandes, este factor tiene poca importancia. La disposición interior de un contenedor de almacenamiento suele estar muy estandarizada. Dado que en una aplicación de este tipo hay que conectar un gran número de módulos, la atención se centra en el tiempo de instalación y el coste de la solución de conexión.

Phoenix Contact ofrece soluciones enchufables para aplicaciones convencionales, desde pequeños sistemas de almacenamiento domésticos, pasando por sistemas de almacenamiento industriales, hasta sistemas de almacenamiento a gran escala. Además de la tecnología de conexión frontal ampliamente utilizada, ahora existe un sistema enchufable completamente rediseñado para la conexión a las barras colectoras. Todas las soluciones tienen algo en común: han sido diseñadas especialmente para cada aplicación de sistemas de almacenamiento de energía y, por tanto, cumplen sus requisitos específicos. Todos los conectores han sido diseñados para tensiones de sistema de hasta 1.500 V DC y cuentan con una protección mecánica contra la polaridad inversa que evita de forma fiable la falta de coincidencia de los terminales positivo y negativo de los módulos de baterías. Además, el instalador puede distinguir claramente entre las distintas polaridades gracias a sus diferentes colores.

Sistemas de almacenamiento doméstico, industrial y a gran escala

Los sistemas de almacenamiento doméstico suelen conectarse a una instalación fotovoltaica a través de un inversor para almacenar la electricidad generada en ella. Por lo tanto, la tecnología de conexión tiene que cumplir requisitos similares a los de la tecnología de conexión del inversor ya establecida. Phoenix Contact ha desarrollado una versión con un patrón de conectores de pines codificado para evitar la falta de coincidencia de los diferentes strings. Así se evita tanto el cortocircuito de los polos de la batería como la combinación involuntaria de las conexiones de la batería y el sistema fotovoltaico. Además, los conectores rojo y azul de la batería son visiblemente diferentes de las conexiones del sistema fotovoltaico (figura 3).

inversores hibridos
Figura 3. Tecnología optimizada para su uso en inversores híbridos:
Los conectores de diferentes colores y codificados mecánicamente se
distinguen claramente de los conectores fotovoltaicos convencionales.

Los nuevos conectores de polos de batería de Phoenix Contact para su uso en sistemas de almacenamiento industrial se caracterizan por sus altas corrientes, sus direcciones de conexión flexibles y sus diferentes tecnologías de conexión en el lado del dispositivo. Las secciones de 16 mm² a 95 mm² permiten transmitir corrientes de hasta 350 A. Una amplia protección contra el contacto garantiza la seguridad del instalador, incluso cuando no está enchufado. Además, como los conectores pueden girar 360°, se puede responder con flexibilidad a las diferentes condiciones de instalación. Adicionalmente los fabricantes de dispositivos pueden elegir entre diversas tecnologías de conexión, como conexionado para barra ,perno roscado o la tecnología de engaste (figura 4).

modulo de bateria
Figura 4. La protección contra el contacto como factor principal de seguridad durante la instalación: La tecnología de conexión del módulo de la batería tiene que satisfacer el grado de protección IP20 incluso cuando no está enchufado, evitando así el contacto involuntario con los contactos

Los sistemas de almacenamiento a gran escala ya están estandarizados en gran medida para mantener los costes lo más bajos posible. Los contenedores estándar están equipados con bastidores, así como con barras colectoras para la distribución de la energía; ¿por qué no adaptar también la técnica de conexión a estas condiciones? Para ello, Phoenix Contact ha desarrollado un sistema enchufable que hace contacto directamente en las barras colectoras. Esto elimina todo el esfuerzo de cableado que antes era necesario para las conexiones de potencia. Una compensación de alta tolerancia de +/-4 mm garantiza un enclavamiento fiable en las barras colectoras. El diseño modular del conector, similar a un bloque de terminales, permite transmitir corrientes desde 40 A hasta 200 A (figura 5).

sistemas de bastidores
Figura 5. Comparación de soluciones para sistemas de bastidores: Sistema
enchufable que hace contacto directo en las barras colectoras (izquierda)
junto con la solución flexible basada en cables mediante conectores de
polos de batería (derecha).

Perspectivas para una revolución energética

La evolución de la movilidad eléctrica también está aumentando las demandas de almacenamiento de energía. Hay que utilizar corrientes y voltajes elevados para conseguir potencias de carga cada vez más altas. Sin embargo, la tecnología convencional de conexión por cable utilizada hasta ahora está llegando a sus límites. En cambio, el sistema de enchufe presenta una serie de ventajas: Las conexiones de alimentación en la parte trasera del módulo de la batería entran en contacto directo con las barras colectoras, a una distancia segura del instalador. Gracias al diseño modular del conector, el concepto puede actualizarse fácilmente para corrientes elevadas en el futuro. Esto es posible, entre otras cosas, por la gran capacidad de transporte de corriente de las barras colectoras, que ya se utilizan hoy en día para la distribución de energía. Además, este concepto con altas corrientes es más rentable que la tecnología de conexión basada en cables, un factor que desempeñará un papel cada vez más importante en el mercado de almacenamiento de energía impulsado por el precio, en particular para los sistemas de almacenamiento a gran escala.

Resumen

La tecnología de conexión enchufable aumenta la seguridad de los sistemas de almacenamiento de energía y, al mismo tiempo, reduce los riesgos y los costes durante la instalación. Con conceptos inteligentes, se pueden satisfacer incluso los requisitos futuros de los sistemas de almacenamiento de energía. Por lo tanto, la tecnología de conexión también desempeñará su papel en el suministro seguro y fiable de energía dentro de la All electric society.

Tecnología de conexión para el almacenamiento de energía: las ventajas de un vistazo

  • Tecnología de conexión orientada al futuro: Tensiones de hasta 1.500 V
  • Uso flexible: las conexiones son posibles en la parte delantera o trasera del módulo de la batería
  • Instalación rápida: sin esfuerzo de cableado, gracias a la interfaz enchufable
  • Instalación y mantenimiento seguros: amplia protección contra el contacto, incluso cuando no está enchufado
  • Conexión fiable: La información clara durante el conexionado garantiza un alto grado de seguridad

 

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