Baterias de lítio-íon, a eletrônica e a química trabalhando lado a lado Mauro Basquera
Cronograma Apresentação da empresa Overview Visão mundial Sistemas híbridos Baterias de lítio-íon BMS Regulamentação ESS/Aplicações Sugestões de pesquisa
A empresa Fundada em 1984 na cidade de São Paulo, a PHB Eletrônica Ltda. é especializada no desenvolvimento, produção e prestação de serviços em produtos voltados à energia e infraestrutura nos segmentos de: Telecomunicações Automação bancária e comercial Sistemas fotovoltaicos
Nossos produtos Telecomunicações e Automação Bancária
Nossos produtos Telecomunicações
Nossos produtos Inversor Fotovoltaicos (Monofásicos) Parâmetro PHB1500-NS PHB3000-NS PHB5000D-NS Max. Tensão CC [V] 450 Vcc 500 Vcc 580 Vcc Potência CA Nominal [W] 1500 W 3000 W 5000 W Conexão CA Monofásica / Bifásica 220 Vca 60 Hz Max. Eficiência 97,0% 97,5% 97,8% Certificação ABNT NBR 16149, 16150 e ABNT NBR IEC 62116
Nossos produtos Inversor Fotovoltaicos (Trifásicos) Parâmetro PHB14K-DT PHB20K-DT PHB25K-DT PHB60K-DT Max. Tensão CC [V] 800 Vcc 1000 Vcc 1000 Vcc 1000 Vcc Potência CA Nominal [W] 14000 W 20000 W 25000 W 60000 W Conexão CA 220/127Vca 380/220Vca 380/220Vca 380/220Vca Max. Eficiência 98,4% 98,4% 98,4% 98,8% Certificação/Conformidade ABNT NBR 16149, 16150 e ABNT NBR IEC 62116
Nossos produtos Software Configuração automática dos parâmetros: Sobre/sub tensão Tempo de religamento Tensão de ativação/desativação da curva de fator de potência.
Nossos produtos String Box / Combiner Box / QDCA 2IN 2OUT CC 6IN 2OUT CC 1IN 1OUT CC Combiner Box 24IN 1OUT (1500Vcc) QDCA (Trifásico) QDCA (Monofásico)
Nossos produtos Carport
Nossos produtos Kit completo
Nossos produtos Sistema Retificador para Geração Distribuída (1,5 20 kw)
Nossos produtos Kit Gerador FV Híbrido Modular (1,5 38 kwp)
Nossos produtos Inversor FV Híbrido Modular Bidirecional Parâmetros Potência (on-grid) Potência (off-grid) Tensão de operação (CA) Faixa de tensão MPPT (CC) Tecnologia da Bateria Energia da Bateria Número de Ciclos da Bateria Valor 3 kw 6 kva (4,8 kw) 220 Vac 80 ~ 450 Vcc LiFePO4 9,6 kwh 4500 (90% DOD)
Nossos produtos Bateria de lítio-íon (LFP)
Desenvovimento (P&D)
Desenvovimento (P&D)
Overview
Overview Fonte: Bloomberg
Overview
( /kwh) Visão mundial Sistemas híbridos Tarifa de Feed-In - Alemanha (SFV < 10kWp) 70 60 50 40 30 20 10 0 2000 2003 2006 2009 2012 2015 2018 Ano
Visão mundial Sistemas híbridos
Visão mundial Sistemas híbridos
Visão mundial Sistemas híbridos
Baterias de lítio-íon Célula 90 s Célula atual Prof. John Goodenough
Baterias de lítio-íon Princípio básico de funcionamento Empacotamento Tipos de estrutura do cátodo
Baterias de lítio-íon Tipos de empacotamento Formato Tamanhos Vantagens Desvantagens Empacotamento Cilíndrica - 18650 (18mm x 650mm) - 26650 (26mm x 650mm) - 20700 (20mm x 700mm) - Menor custo por Wh - Maior disponibilidade devido à maior produção em escala - Necessidade de utilizar muitas células - Empacotamento mecânico mais complicado - Formato variável Prismática & Pouch - Variável - Empacotamento mecânico simplificado e otimizado - Maior capacidade (Ah) - Gerenciamento térmico - Maior custo
Baterias de lítio-íon Principais Tecnologias
Baterias de lítio-íon - Principais Tecnologias
Baterias de lítio-íon - Características Wh/L 400 Menor 300 200 100 Mais leve 100 200 Wh/kg Densidade energética para diferentes tecnologias de baterias
Baterias de lítio-íon - Características Taxa de descarga/recarga Curvas de descarga para diferentes C-rates LFP
Baterias de lítio-íon - Características Lítio-íon (NMC) Chumbo-ácido Eficiência de recarga para diferentes SoCs
Baterias de lítio-íon - Características Corrente de saída de uma turbina eólica LFP Chumbo-ácido Cycles Cycles
Baterias de lítio-íon - Características Depth of Discharge
Baterias de lítio-íon - Novas gerações
Baterias de lítio-íon - Reciclagem
Baterias de lítio-íon - Safety Operation Area
Baterias de lítio-íon - Safety Operation Area Menor energia liberada Maior temperatura
Baterias de lítio-íon - Aplicações Peak-shaving Energy time-shift Smoothing / Ramp-rate control Regulação de Frequência Fonte: ABB
BMS (Battery Management System)
ESS (Energy Storage System) Requisitos - Nível de flutuação de potência - Regulação de frequência - Regulação de tensão - Potência máxima BMU Battery Management Unit BMS - Battery Management System MBMS Master Battery Management System EMS Energy Management System EMS Parâmetros do sistema - Energia - Potência máxima - SOC - SOH - Eficiência - Segurança - Dados meteorológicos - Preço da energia
Principais AFE s (Analog Front-end) do mercado
BMS (Battery Management System)
Tensão (V) (Des)balanceamento 4.4 4.2 4.0 3.8 3.6 3.4 3.2 3.0 Capacidade não utilizada CELL 2 CELL 1 Q1 Q2 V3 1 V2 2 Balanceamento passivo Balanceamento ativo V1
Estimação de parâmetros Modelo
Estimação de parâmetros State of Charge (SoC) Corrente Temperatura SOH SOC
Estimação de parâmetros State of Health (SoH)
Regulamentação
Regulamentação
Sugestões de pesquisa
Obrigado mauro@phb.com.br