سیستم ذخیره‌سازی انرژی همه‌در یک: راهنمای پروژه‌های C&I و شبکه

هنگامی که ذخیره انرژی را برای یک پروژه تجاری، صنعتی یا در مقیاس شبکه مشخص می کنید، اغلب اصطلاح "سیستم ذخیره انرژی همه در یک" مطرح می شود. این رابط های کمتر، زمان نصب کوتاه تر و یک نقطه مسئولیت را وعده می دهد. اما وقتی از یک کابینت کوچک در فضای باز به یک کانتینر 40 فوتی که بر حسب مگاوات ساعت رتبه بندی شده است، «ادغام» دقیقاً به چه معناست؟

پاسخ مهم است زیرا تصمیم خرید شما بستگی به درک محل وقوع ادغام دارد. اگر یک تامین کننده صرفاً اجزاء را در میدان به هم بچسباند، شما تمام خطرات رابط را به ارث خواهید برد. اگر باتری، سیستم تبدیل نیرو (PCS)، سیستم مدیریت باتری (BMS)، سیستم مدیریت انرژی (EMS)، مدیریت حرارتی و اطفاء حریق از قبل یکپارچه شده و در کارخانه در داخل یک محفظه آزمایش شده است، می توانید کار سایت خود را به پایه ها و اتصالات الکتریکی فشرده کنید.

این راهنما برای مهندسان، پیمانکاران EPC، توسعه دهندگان پروژه و توزیع کنندگانی که راه حل های یکپارچه BESS را ارزیابی می کنند، نوشته شده است. معماری، مبادلات در مقابل سیستم‌های تقسیم، سوالات گواهینامه‌ای که باید بپرسید و معیارهای ارزیابی عملی برای خرید در سطح مگاوات را توضیح می‌دهد. تمرکز بر روی واحدهای کانتینری شده و از پیش یکپارچه است - بالاترین شکل مفهومی همه در یک برای پروژه های بزرگ.

"همه در یک" در یک سیستم ذخیره انرژی به چه معناست؟

یک سیستم ذخیره انرژی یکپارچه، قفسه باتری، PCS، BMS، EMS، مدیریت حرارتی، اطفاء حریق و نظارت بر ارتباطات را در یک واحد فیزیکی منفرد یا یک خانواده محصول کاملاً متصل می‌کند. مرز ادغام خودسرانه نیست. این بدان معناست که تامین کننده مسئولیت نحوه تعامل این زیرسیستم ها را قبل از خروج واحد از کارخانه بر عهده می گیرد.

در سطح تجهیزات، یک واحد همه کاره می تواند یک کابینت در فضای باز برای کاربردهای تجاری کوچک باشد. در سطح سیستم، همان فلسفه به یک BESS کانتینری گسترش می‌یابد - ظرف خود به مرز ادغام تبدیل می‌شود. در هر دو مورد، گزاره ارزش اصلی یکسان است: رابط های نصب شده در میدان کمتر به معنای نقاط شکست بالقوه کمتر است.

وزارت انرژی ایالات متحده مدتهاست که ذخیره انرژی را به عنوان ابزاری حیاتی برای تقویت قابلیت اطمینان و انعطاف پذیری شبکه به رسمیت می شناسد. سیستم های یکپارچه با کاهش ریسک استقرار این پذیرش را تسریع می کنند. برای نگاه عمیق تر به اصول، می توانید با آن شروع کنید ظرف ذخیره انرژی چیست قبل از فرو رفتن در مشخصات ادغام زیر.

اجزای اصلی داخل یک ESS All-in-One چیست؟

برای ارزیابی یک سیستم یکپارچه، باید بدانید که چه چیزی در داخل است و کدام پارامترها اهمیت دارند. شش ماژول کاربردی معماری را تعریف می کنند.

ماژول های باتری و انتخاب های شیمی

فسفات آهن لیتیوم (LFP) شیمی غالب برای پروژه های تجاری، صنعتی و شبکه ای است. مشخصات متعادلی از چگالی انرژی، عمر چرخه و پایداری حرارتی ارائه می دهد. برای اکثر نصب ها، LFP به دلیل حاشیه ایمنی و عمر طولانی تقویم، انتخاب پیش فرض است.

یون سدیم در جایی در حال ظهور است که عملکرد در دمای پایین یا تنوع زنجیره تامین در اولویت است. مبادله چگالی انرژی کمتر و سابقه چرخه عمر بالغ کمتر در مقایسه با LFP است. با این حال، در یک سیستم کانتینری، جریمه ردپای فیزیکی سدیم یون کمتر مهم است زیرا حجم ظرف ثابت است و می‌توان آن را تطبیق داد.

سه بعد را در شیمی ارزیابی کنید: چگالی انرژی (Wh/L)، عمر چرخه در عمق معین تخلیه، و پایداری حرارتی. یک پلت فرم ظرف واحد می تواند هر دو شیمی را در خود جای دهد. به عنوان مثال، الف ظرف ذخیره انرژی 45 فوتی که از پلتفرم های لیتیوم و سدیم یون پشتیبانی می کند نشان می دهد که معماری ادغام چقدر می تواند انعطاف پذیر باشد.

کانتینر ذخیره انرژی لیتیوم و یون سدیم 45 فوت برای پروژه های بزرگ مقیاس Su شرکت فناوری یکپارچه Yangzhou Yichengke با مسئولیت محدود یک کانتینر ذخیره‌سازی انرژی لیتیوم و سدیم-یون 45 فوتی در چین برای مقیاس بزرگ است. مشاهده محصول →

PCS و اینورتر دو جهته

PCS جریان برق بین باتری و شبکه، بار یا منبع تجدید پذیر را کنترل می کند. ظرفیت آن باید با رتبه انرژی باتری و مدت زمان شارژ/دشارژ مورد نظر مطابقت داشته باشد. برای یک باتری 3.5 مگاوات ساعتی، بسته به اینکه به پروفیل تخلیه 2 ساعته یا 4 ساعته نیاز دارید، معمولا یک PCS با توان بین 1.5 تا 2.5 مگاوات می بینید.

در یک سیستم همه کاره، مطابقت PCS با باتری در کارخانه مهندسی شده است، از جمله حفاظت از سمت AC و مطابقت با کد شبکه. این دلیل اصلی کاهش خطر راه اندازی یک واحد یکپارچه است: اینورتر و باتری به عنوان یک جفت با منطق ارتباط و حفاظت قبلاً تأیید شده آزمایش شده اند.

BMS، EMS، و سلسله مراتب کنترل

BMS حفاظت از سطح سلول، از جمله محدودیت های ولتاژ، جریان و دما را انجام می دهد. EMS برنامه‌ریزی انرژی در سطح سیستم را مدیریت می‌کند و بر اساس تعرفه‌ها، سیگنال‌های شبکه یا تقاضای سایت تصمیم می‌گیرد که چه زمانی شارژ یا تخلیه شود. PCS دستورات قدرت را اجرا می کند.

این سه لایه باید تحت تمام حالت های عملیاتی، از جمله شرایط خطا، به طور قابل اعتماد ارتباط برقرار کنند. به جای تکرار توضیح کامل در اینجا، توالی سیگنال دهی دقیق در مقاله اختصاصی ما در مورد پوشش داده شده است نحوه تعامل BMS، EMS و PCS در BESS . هنگام ارزیابی یک تامین کننده، نمودار معماری کنترل را بخواهید. این به شما می گوید که ادغام واقعا چقدر بالغ است.

مدیریت حرارتی، اطفاء حریق و طراحی محوطه

انتخاب های مدیریت حرارتی در اصل ساده هستند: خنک کننده مایع یکنواختی دمایی بهتر و چگالی بسته بندی بالاتر را ارائه می دهد، در حالی که خنک کننده هوا ساده تر و ارزان تر است. برای ظروف بالاتر از 2 مگاوات ساعت، خنک کننده مایع استاندارد است زیرا دمای دلتا را در سراسر قفسه مدیریت می کند، که مستقیماً بر تخریب سلول و ایمنی سیستم تأثیر می گذارد.

اطفاء حریق غیر قابل مذاکره است. نوع سیستم مهار گاز، وجود پانل های تهویه انفجار و اینکه آیا طرح از استانداردهای شناخته شده پیروی می کند، بررسی کنید. برای یک واحد کانتینری، رتبه حفاظت از ورود (IP) محفظه و درمان ضد خوردگی را نیز بررسی کنید، به خصوص اگر سیستم در نزدیکی مناطق ساحلی یا در محیط های صنعتی کار کند. طراحی سازه باید ارتعاش حمل و نقل و بارهای باد در محل را نیز تحمل کند.

چرا خریداران یک ESS All-in-One را انتخاب می کنند: مزایای کلیدی

بازگشت سرمایه برای یک سیستم یکپارچه تنها در آربیتراژ انرژی نیست. بیشترین سود حاصل از کاهش هزینه های مهندسی، تدارکات و ساخت و ساز است. کل هزینه مالکیت در این پنج حوزه را در نظر بگیرید:

• کار نصب: پیش ادغام کارخانه کار در محل را به پایه ها، پایانه های کابل و اتصال به شبکه کاهش می دهد. شما می توانید هفته ها کار مونتاژ میدانی را در مقایسه با سیستم اسپلیت صرفه جویی کنید.
• مدیریت زنجیره تامین: یک سفارش خرید به جای پنج قرارداد جداگانه برای باتری، اینورتر، کنترلر، واحد خنک کننده و پانل آتش نشانی.
• موجودی قطعات یدکی: مدیریت کاتالوگ قطعات یدکی یک فروشنده ساده تر است و شما از تهیه قطعات از چندین تامین کننده اجتناب می کنید.
• دوره راه اندازی: سیستم‌های آزمایش‌شده در کارخانه زمان راه‌اندازی در محل را کاهش می‌دهند و به شما کمک می‌کنند تا مهلت‌های پروژه را رعایت کنید.
• سازگاری طراحی: تامین کننده قبلاً مشکلات رابط - محدوده ولتاژ، پروتکل های ارتباطی و پروفایل های حرارتی - را حل کرده است، بنابراین شما مجبور نیستید.

از دیدگاه منطق مهندسی، هر رابط نصب شده در میدان یک نقطه خرابی بالقوه است، خواه یک خطای ارتباطی، یک عدم تطابق ولتاژ، یا عدم تطابق ظرفیت خنک کننده باشد. شما می توانید با انتقال ادغام و آزمایش به داخل کارخانه، خطرات سایت را به میزان قابل توجهی کاهش دهید.

All-in-One در مقابل سیستم تقسیم: کدام را باید انتخاب کنید؟

در حالی که رویکرد همه کاره متقاعد کننده است، سیستم تقسیم در شرایط خاص هنوز انتخاب بهتری است. دانستن زمان انتخاب سیستم های اسپلیت بخشی از مهندسی صدا است.

اگر یکی از موارد زیر در پروژه شما صدق می کند، از یک سیستم تقسیم استفاده کنید:

1. الزامات برند: مشخصات پروژه نیاز به یک نام تجاری اینورتر خاص دارد که از تامین کننده یکپارچه در دسترس نیست.
2. ظرفیت باتری بسیار غیر استاندارد: یک نیاز ظرفیت منحصر به فرد که با پیکربندی قفسه باتری کانتینر یکپارچه استاندارد نمی تواند برآورده شود.
3. اولویت نگهداری: تیم عملیات سایت شما برای جایگزینی اجزای جداگانه (به عنوان مثال، یک واحد PCS) به طور مستقل آموزش دیده است، نه اینکه برای خدمات به تامین کننده سیستم یکپارچه تکیه کند.
4. گسترش مرحله ای: شما قصد دارید ظرفیت باتری را به صورت افزایشی اضافه کنید که با اندازه استاندارد محصول یکپارچه مطابقت ندارد.

برای سایت‌های خارج از شبکه یا از راه دور، زمان نصب کوتاه‌تر واحد یکپارچه و ردپای راه‌اندازی کوچک‌تر از مزایای تعیین‌کننده هستند، همانطور که در راهنمای ما در مورد آن توضیح داده شده است. چگونه یک ظرف ذخیره انرژی از سایت های خارج از شبکه و از راه دور پشتیبانی می کند . اما اگر مورد کسب و کار شما به یک ظرفیت غیر استاندارد بسیار خاص بستگی دارد، انعطاف پذیری یک سیستم تقسیم ممکن است ارزش ریسک رابط اضافی را داشته باشد.

چگونه یک تامین کننده همه کاره ESS را ارزیابی کنیم

وقتی از ارزیابی مفهومی به ارزیابی فروشنده می‌روید، به یک چک لیست تأیید نیاز دارید. توانایی فنی تامین کننده در آنچه که آنها مایلند قبل از ثبت سفارش به صورت کتبی ارائه دهند بیان می شود.

هنگام مقایسه تامین کنندگان، به اسناد زیر نیاز داشته باشید و این قابلیت ها را تایید کنید:

• تست پیش ادغام کارخانه: آیا تامین کننده یک روش آزمایش مستند برای سیستم کاملاً مونتاژ شده قبل از تحویل دارد؟
• پوشش گواهینامه: گواهینامه های بازار مورد نظر خود را تأیید کنید. حداقل، به دنبال CE، CSA برای پروژه های آمریکای شمالی، و AS/NZS 1170.2 برای مناطق دارای بار باد مانند بخش هایی از استرالیا و نیوزیلند باشید. EHT دارای گواهینامه های ISO9001، ISO45001، ISO14001، CE، CSA، و AS/NZS 1170.2 است.
• شرایط گارانتی و زمان پاسخگویی: در مورد زمان پاسخ برای عیب یابی از راه دور و نحوه تعویض قطعات یدکی بپرسید.
• تحمل سفارشی سازی: آیا تامین کننده می تواند طرح استاندارد را با طرح شما تطبیق دهد یا طرح داخلی را اصلاح کند؟
• سابقه تحویل: مطالعات موردی را درخواست کنید، اما ادعاهای مبهم بازار را نپذیرید. سوابق تحویل را بخواهید و در صورت امکان مراجعی که می توانید با آنها تماس بگیرید.

همچنین باید مدارک فنی خاصی را بخواهید: نمودار تک خطی (SLD)، گزارش شبیه سازی حرارتی، گزارش تست کارخانه، و طرح بلند کردن و نصب. این اسناد اولین نشانه ای هستند که نشان می دهد آیا یک تامین کننده واقعاً مهندسی پشت سیستم را درک می کند یا خیر. برای کاوش دقیق محدودیت‌های طراحی در مقیاس بزرگ، موارد را مرور کنید ملاحظات کلیدی طراحی برای ظروف ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ .

ESS All-in-One Containerized: The MW-Level Evolution

هنگامی که یک پروژه از 1 مگاوات ساعت فراتر می رود، تکامل منطقی مفهوم همه در یک، BESS کانتینری است. در اینجا، ظرف مرز ادغام است. این کارخانه یک واحد مهر و موم شده و از پیش تست شده را ارائه می دهد که در آن باتری ها، PCS، مدیریت حرارتی، اطفاء حریق و سیستم کنترل کاملاً یکپارچه شده اند. در محل، فونداسیون را تکمیل می‌کنید، اتصال ولتاژ بالا را قطع می‌کنید و مراحل راه‌اندازی را اجرا می‌کنید.

رابطه بین اندازه ظرف و ظرفیت عملی است. یک کانتینر 20 فوتی معمولاً 1 تا 1.5 مگاوات ساعت باتری LFP را در خود جای می دهد. یک کانتینر 32 فوتی می تواند با استفاده از خنک کننده مایع به حدود 3.7 مگاوات ساعت برسد. یک واحد 40 فوتی با ظرفیت بالا به محدوده 3.5 مگاوات ساعت با تنظیمات قفسه متراکم می رسد. ظرف 45 فوتی حجم داخلی بیشتری را ارائه می دهد، از ظرفیت های بزرگتر یا انعطاف پذیری شیمی دوگانه پشتیبانی می کند. برای مثال ملموس، می توانید یک محلول کانتینری 40 فوت و 3.5 مگاوات ساعت را کشف کنید برای اینکه ببینید طراحی یکپارچه چگونه خنک کننده مایع با چگالی بالا را کنترل می کند.

خنک کننده مایع عامل کلیدی برای چگالی ظرفیت بالاتر در داخل ظرف است. این دلتا دمای سطح سلول را در محدوده محدودتر نگه می دارد و ظرفیت و عمر تقویم را حفظ می کند. در محیط‌های با باد شدید یا فراساحلی، یکپارچگی ساختاری و طراحی لنگر کانتینر باید مطابق با استانداردهای محلی باشد. راهنمای دقیق ما در مورد ملاحظات طراحی BESS کانتینری برای محیط های دریایی و سخت محفظه و مشخصات ساختاری را پوشش می دهد. رویکرد کانتینری زمانی مؤثرتر است که تأمین‌کننده دانش ساخت عمیقی در مورد ساختار کانتینر و یکپارچه‌سازی سیستم باتری داشته باشد، نه فقط یکی از آنها.

آینده ذخیره انرژی همه در یک چیست؟

معماری یکپارچه با یک مدل اساسا متفاوت جایگزین نخواهد شد. عمیق تر خواهد شد. سه روند در حال حاضر قابل مشاهده است.

اول، تنوع شیمی در یک پلت فرم ظرف یکسان اتفاق می افتد. باتری‌های یون سدیم و حالت جامد در نهایت در کنار LFP وجود خواهند داشت، و BESS کانتینری‌شده به گونه‌ای طراحی خواهد شد که پلتفرم‌های سلولی مختلف را بدون طراحی مجدد کل محفظه در خود جای دهد.

دوم، هوش EMS در حال تکامل است. سیستم مدیریت انرژی از زمان‌بندی مبتنی بر قانون به ارسال پیش‌بینی مبتنی بر هوش مصنوعی در حال حرکت است. این بدان معناست که سیستم یکپارچه باید یک ستون فقرات ارتباطی قوی داشته باشد که دستیابی به آن در یک واحد یکپارچه کارخانه آسان‌تر است.

سوم، جفت چند انرژی مرز بعدی است. کانتینرهایی که ذخیره انرژی را با تولید برق ترکیب می کنند به عنوان یک راه حل ترکیبی برای مناطقی با شبکه های غیرقابل اعتماد در حال ظهور هستند. خط تولید EHT، از جمله ظروف تولید هیدروژن و جعبه های ذخیره سازی انرژی متانول، جهت این روند را نشان می دهد. شما می توانید کشف یک محفظه هیبریدی تولید و ذخیره سازی انرژی متانول برای درک اینکه چگونه واحدهای ذخیره سازی و تولید در حال حاضر در یک دارایی یکپارچه ادغام می شوند.

چک لیست نهایی قبل از اینکه یک ESS All-in-One را مشخص کنید

قبل از صدور سفارش خرید، از طریق فهرست تأیید زیر کار کنید. این مفاهیم فنی را به مراحل تأیید خرید قابل اجرا تبدیل می کند.

1. برنامه ریزی ظرفیت: تأیید کنید که ظرفیت انرژی قابل استفاده (MWh) با مشخصات بار یا مدل آربیتراژ شما مطابقت دارد.
2. تایید گواهی: تأیید کنید که گواهینامه ها با صلاحیت پروژه و الزامات کد شبکه مطابقت دارند.
3. رعایت حریق: پیکربندی سیستم اطفاء حریق را در برابر کدهای آتش سوزی محلی و الزامات بیمه بررسی کنید.
4. ابعاد حمل و نقل: ابعاد و وزن خارجی کانتینر را در برابر مجوزهای حمل و نقل برای مسیر تحویل تأیید کنید.
5. وزنه برداری: حداکثر وزن بارگذاری شده را در برابر ظرفیت جرثقیل و طراحی فونداسیون سایت تأیید کنید.
6. شرایط گارانتی: ضمانت عمر چرخه باتری و شرایطی که تحت آن باطل می شود را بدانید.
7. استراتژی قطعات یدکی: بررسی در دسترس بودن اجزای حیاتی و تدارکات تامین کننده برای تحویل سریع.
8. رابط در سایت: مکان دقیق نقاط اتصال کابل و اندازه فیدر ورودی مورد نیاز را تأیید کنید.
9. سازگاری EMC: برای جلوگیری از تداخل با تجهیزات سایت، تأیید کنید که سازگاری الکترومغناطیسی سیستم با الزامات محلی مطابقت دارد.
10. تایید شبکه: طرف مسئول برنامه اتصال به شبکه را برای منطقه خود شناسایی کنید.

کار بر روی این لیست گزینه های شما را محدود می کند و شکاف های موجود در پیشنهاد یک تامین کننده را زودتر آشکار می کند. یک سیستم همه کاره تنها زمانی مزایای خود را ارائه می دهد که تامین کننده فرآیند یکپارچه سازی و آزمایش را واقعا صنعتی کرده باشد. شما فقط یک باتری نمی‌خرید. شما در حال خرید یک دارایی انرژی آماده و آزمایش شده در کارخانه هستید.