Модуларно комерцијално складиштење батерија: од сложне архитектуре до интегрисаних система ормара

Модуларно комерцијално складиште батерија изграђено је око једне идеје: додајте капацитет додавањем јединица, а не кидањем онога што је већ тамо. Димензионирајте систем за данашње оптерећење, проширите га када се пословни случај промени - често без већег поновног ожичења или замене опреме.

У пракси се та идеја појављује у два формата. Сложни батеријски модули - појединачне ЛФП јединице у опсегу 5–10 кВх које се повезују преко сабирница - добро функционишу за мање комерцијалне локације где је укупна потреба испод неколико стотина киловат-сати. Интегрисани системи ормара узимају исти додатак-немоју-заменити логику и паковати је на виши ниво: батерије, ПЦС, БМС, ЕМС, управљање топлотом и сузбијање пожара унутар једног кућишта отпорног на временске услове, обично почевши од око 200 кВх по јединици. Обе се скалирају додавањем јединица. Разлика је у томе шта је „јединица“ и колико интеграције произвођач обрађује пре него што стигне на вашу веб локацију.

Улазна тачка за модуле који се могу слагати

Батеријски модул који се може слагати је отприлике онолико ближи прикључку-и-колико је комерцијално складиштење доступно. Свака јединица - обично је ЛФП блок од 48 В или 51,2 В који држи 5–10 кВх - има сопствени БМС напон ћелије за праћење, температуру и стање напуњености. Сложите их, повежите преко сабирница или брзих{10}}утикача, упарите са компатибилним претварачем и систем види једну батерију.

Разлог зашто је овај формат ухваћен за мале Ц&И пројекте је практичан. Један модул тежи 45–55 кг. Могу га носити два инсталатера. Проширење за 10 кВх значи додавање једне кутије и 15 минута рада, а не реконфигурисање електричне просторије. И пошто сваки модул покреће независну БМС изолацију грешака, слаба ћелија у једном модулу не уклања стринг -, БМС повлачи тај модул ван мреже док остали настављају да раде. То је важно у комерцијалном објекту где непланирани застоји током вршних сати обрачуна имају вредност у доларима.

Модули који се могу слагати почињу да се оптерећују када вам је потребно више од неколико стотина киловат-сати или када интензитет бициклизма једном-дневно-дневно нежно пређе у агресиван одзив на потражњу или регулацију фреквенције. У том тренутку, број међу-модулних веза, ограничења дистрибуираног управљања топлотом и сложеност паралелног повезивања десетина малих БМС јединица почињу да раде против вас. Ту се јављају интегрисани ормари.

Унутар интегрисаног кабинета: како се подсистеми уклапају заједно

Да бисте показали како изгледа модуларна јединица више{0}}интеграције, ево како је шест основних подсистема конфигурисано у комерцијалном спољном орману - помоћу нашег125кВ/241кВх системкао један пример како се ова класа производа обично гради.

• Систем конверзије енергије (ПЦС) се налази између ДЦ стране батерије и мреже наизменичне струје објекта. У овој јединици то је 125кВ двосмерни инвертер - -повезан и искључен-мрежни режими, 380В/400В/415В три-фазни, 50/60Хз. Двосмерно значи да се исти хардвер наплаћује из мреже или соларне енергије током јефтиних сати и враћа ускладиштену енергију назад у објекат током вршних брзина.
• Систем управљања енергијом (ЕМС) одлучује када. Распореди бријања на врхунцу, ТОУ арбитража, соларна само-оптимизација потрошње, слање одговора на потражњу - ЕМС је оно што претвара кутију батерија у нешто што се заправо појављује на рачуну за комуналне услуге. Системи са СЦАДА АПИ приступом могу се повезати са широм инфраструктуром управљања зградом или индустријском контролом.
• БМС ради на нивоу ћелије. У низу ЛФП серије 240- прати напон, струју и температуру по ћелији, активно балансира пуњење како би спречио померање слабих ћелија и прати стање напуњености са тачношћу од ±2%. Већ смо писали о томе какоБМС квалитет одређује стварне{0}}светске БЕСС перформансечешће него што то ради оцена ћелије - ово је слој где се то одиграва.
• Прекидач статичког преноса (СТС) управља преласком мреже-у-искључено-мрежу за мање од 20 милисекунди - довољно брзо да сервери, хлађење и контроле производње не региструју прекид. Не укључује сваки ормар један, али за објекте где је прекид покретања генератора од 10 секунди обавеза, он замењује потребу за посебним УПС-ом.
• Управљање топлотом: верзије са{0}}хлађењем ваздухом користе принудну вентилацију ИП55, адекватну за умерену вожњу бициклом у умереним климатским условима. Конфигурације са-хлађењем течношћу покрећу хладне плоче са гликолом за ±2 степена ћелије-до-уједначености ћелије - вредне цене у примени високог-циклуса или вруће-климе.
• Гашење пожара се одвија у три фазе: детекција дима/гаса, брза реакција аеросола и изливање перфлуорохексаноном ако се топлотни бег шири. Без{1}}остатка агенаса, тако да систем потенцијално може поново да се покрене уместо да буде отписан.

Сваки од ових ормара је комплетна јединица. Проширење значи додавање још једног. То је исти додатак-немој-заменити принцип као модуле који се могу слагати, само у другој скали - и са интеграцијом која је већ урађена у фабрици уместо на вашем сајту.

Шта било који формат решава за средња{0}} предузећа

Било да је направљен од модула који се могу сложити или се испоручују као интегрисани ормари, комерцијална вредност је иста: величина за данас, проширите када је то оправдано.

Највећи део је место где почиње већина Ц&И пројеката складиштења. Мала производна радња која повлачи вршну потражњу од 150 кВ по цени од 15 УСД/кВ плаћа 2.250 УСД месечно само за тај скок - који обично покреће један комад тешке опреме који ради током 2-сатног поподневног периода. Модуларни систем од 100 кВх уклања 50 кВ са тог врха, штеди 750 УСД месечно и не захтева од радње да предвиђа да ли ће друга производна линија доћи следеће године. Ако јесте, додају капацитет. Ако није, нису надзидали.

Соларна сопствена{0}}потрошња следи исту логику. Складиште са кровним низом од 50 кВ који извози вишак по цени од 0,04 до 0,08 долара/кВх може да преусмери ту енергију да надокнади вечерњу потрошњу на 0,20-0,35 долара. Права величина складишта зависи од профила оптерећења који се мења како се пословање мења - модуларна архитектура то апсорбује.

Резервно напајање то заокружује. Малопродаји је потребно 30 кВх за ПОС, хлађење и безбедност током 4-сатног прекида рада. Мала дата соба треба 80 кВх. Почињање од малог и скалирање засновано на стварном искуству прекида рада је боље од погађања броја и откривања да сте или превелики или изложени.

Када користити Који

Модули који се могу слагати обично имају смисла у мањим комерцијалним применама - продавница, мало складиште, пословна зграда - где укупни простор за складиштење остаје испод неколико стотина киловат-сати и бициклизам је умерен. Улазни трошкови су ниски, инсталација је брза, а накнадно додавање капацитета је једноставно.

Неколико фактора гурају пројекат ка интегрисаним ормарићима:

• Складиштење треба да пређе у опсег од неколико-сто-кВх и више, где управљање десетинама појединачних модула ствара сложеност{2}}тачака везе
• Агресивно дневно циклусно - бријање на врхунцу плус одговор на потражњу, или више циклуса дневно - где фабрички-интегрисано управљање топлотом држи боље од дистрибуираног хлађења кроз одвојене модуле
• Ограничени отисак локације, где је густина енергије по квадратном метру битна
• Предност испоруке по систему кључ у руке: једно кућиште, једно пуштање у рад, један носилац гаранције

Не постоји чиста линија између њих двоје. Нежно циклирање локације од 200 кВх може да функционише у оба смера. Локација од 200 кВх која ради агресивно дневно вршно бријање плус одговор на потражњу обично ради доследније са интегрисаним системом гдеБМС, управљање топлотом и конверзија енергије су дизајнирани заједно.

Зашто ЛФП у оба формата

Скоро свака модуларна комерцијална батерија - која се може сложити или ормар - користи ћелије литијум гвожђе фосфата. ЛФП-ова термичка декомпозиција је на 270 степени у односу на 210 степени за НМЦ. Та маргина од 60- степени је оно што чини комерцијалну примену у затвореном простору практичном без сложене инфраструктуре за сузбијање. НМЦ пакује више енергије по литру, али ужи термални прозор повећава трошкове кућишта и потискивања који често смањују предност густине.

ЛФП такође има дужи циклус. Комерцијално вршно-бријање при дубини пражњења од 80% обично доноси 5.000–6.000 пуних циклуса - 13+ година дневне употребе - пре него што батерија достигне 80% првобитног капацитета. Тестирање Сандиа Натионал Лабораториес је показало да ЛФП достиже 10.000 циклуса под контролисаним условима. Против распона циклуса од 2.000–4.000 НМЦ-а, тешко је расправљати о укупном трошку власништва. А пошто ЛФП користи гвожђе и фосфат уместо кобалта и никла, цене сировина су стабилније - релевантније када купујете модуле за проширење у 4. години по цени коју морате да предвидите данас.

Величина: Почните мање него што мислите

Најчешћа грешка у комерцијалним модуларним пројектима складиштења је куповина превише унапред. Цела поента ове архитектуре је да не морате да погађате одмах првог дана.

За вршно бријање, извуците 12 месеци података мерача интервала од 15 минута. Сазнајте када потражња достиже врхунац, колико дуго траје, колико вас бријање спусти на нижи ниво. Објекту који црпи 300 кВх/дан често је потребно само 50-80 кВх складишта ако је врхунац концентрисан у предвидљивом прозору. Почни одатле. Потврдите у два циклуса обрачуна. Затим одлучите да ли проширење има економског смисла на основу стварних података.

Чланак оперформансе и димензионисање батерија високог напонадетаљније покрива одлуку о-класи напона - високо-слојеви високог напона испоручују отприлике 5% бољу повратну-ефикасност од 48В система и смањују трошкове ожичења на дужим комерцијалним кабловима.

Једно правило које вреди поновити: не мешајте брендове модула или капацитете паралелно. Различите БМС имплементације користе различите прагове напона и логику{1}}ограничавања струје. Систем подразумевано поставља оно што је најконзервативније, а неусклађеност капацитета доводи до неуједначеног циклуса који брже троши мање модуле. Исти произвођач, исти модел, сличан датум производње.

Куда иде тржиште

Високо{0}}високонапонске архитектуре - 90В до 400В+ по стеку - постају стандард у комерцијалном складишту. Виши напон значи нижу струју при истој излазној снази: тањи каблови, мањи прекидачи, мањи губици топлоте. У инсталацијама са 20+ кабловима мерача, биланс-уштеда-система се збраја. Већинависоконапонске{0}}конфигурације које се могу слагатисада подржавају компатибилност са екосистемима претварача Деие, Гроватт, Гоодве, СМА и Вицтрон. Сабирнице-без жица за брзо- повезивање се појављују поред - додавањем 10 кВх за 15 минута без алата који мењају економичност фазног проширења.

Формат ћелије од 314 Ах замењује 280 Ах преко оба модула који се могу слагати и интегрисаних ормара. Мање ћелија по модулу значи мање тачака повезивања, бољу дистрибуцију струје и једноставније управљање БМС-ом. То је промена која подједнако користи обе категорије производа.

ФАК