Containerized BESS: راهنمای خرید کامل برای اندازه، ایمنی و طراحی سیستم

دو واحد BESS کانتینری با امتیاز اسمی مگاوات ساعت یکسان، پس از نصب می توانند رفتار بسیار متفاوتی داشته باشند. یکی ظرفیت رتبه بندی شده خود را در یک بعد از ظهر گرم تابستان حفظ می کند و به طور تمیز با سیستم کنترل سایت ارتباط برقرار می کند. دیگری ممکن است زودتر از کار بیفتد، با عدم تعادل سلولی حرکت کند، یا در تست اطفاء حریق در هنگام راه اندازی شکست بخورد. تفاوت به ندرت به سلول های باتری مربوط می شود. این از معماری سیستم، طراحی حرارتی و کیفیت ساخت محفظه کانتینری ناشی می شود.

اگر در حال ارزیابی تامین کنندگان کانتینری BESS هستید، سوال عملی این نیست که به سادگی "چند مگاوات ساعت نیاز دارم؟" سوال واقعی این است که آیا این واحد به عنوان یک سیستم کامل با لایه های مکانیکی، الکتریکی و ایمنی طراحی شده است تا با هم برای یک عمر عملیاتی 15 تا 20 ساله کار کنند یا خیر.

یک BESS کانتینری در واقع شامل چه چیزی است

BESS کانتینری یک نیروگاه یکپارچه کارخانه در داخل یک محفظه استاندارد ISO است. به جای مونتاژ قفسه های باتری، اینورترها و تابلو برق در محل، سازنده همه چیز را در یک ظرف واحد که آماده اتصال می رسد، ادغام می کند. یک واحد معمولی شامل:

• قفسه‌های باتری با سلول‌های لیتیوم یون یا سدیم یون که در ماژول‌ها و بسته‌ها چیده شده‌اند
• یک سیستم مدیریت باتری (BMS) که ولتاژ، دما و وضعیت شارژ سلول را کنترل می کند
• یک سیستم مدیریت انرژی (EMS) که شارژ، تخلیه و تعامل شبکه را هماهنگ می کند
• یک سیستم تبدیل توان (PCS) که DC را به AC تبدیل می کند و به شبکه یا بارها متصل می شود.
• تجهیزات تهویه مطبوع یا خنک کننده مایع برای نگه داشتن سلول ها در پنجره دمای عملیاتی خود
• تجهیزات تشخیص و اطفاء حریق که برای آتش سوزی باتری لیتیوم یون طراحی شده است
• اتصالات توزیع برق کمکی، روشنایی، زمین و نظارت از راه دور

کیفیت یکپارچه سازی بین این اجزا عملکرد دنیای واقعی را تعیین می کند. ظرفی با سلول‌های عالی، اما طراحی حرارتی ضعیف، خروجی را در گرم‌ترین روزها کاهش می‌دهد. ظرفی با EMS تنظیم نشده ممکن است در تست های تنظیم فرکانس شکست بخورد یا باعث چرخش غیرضروری PCS شود. بنابراین ظرف یک جعبه نیست. این ستون فقرات ساختاری، پوشش حرارتی و مانع ایمنی برای کل سیستم ذخیره انرژی است.

اندازه گیری BESS کانتینری: فراتر از رتبه بندی مگاوات ساعت

ظرفیت انرژی نامی اولین عددی است که خریداران با آن مقایسه می کنند، اما به ندرت عامل تعیین کننده است. ظرفیت قابل استفاده بستگی به عمق تخلیه، راندمان رفت و برگشت، دمای محیط و مشخصات شارژ-تخلیه برنامه دارد. اگر راهبردهای مدیریت حرارتی و تنظیمات BMS متفاوت باشد، دو سیستم با رتبه‌بندی مگاوات ساعت یکسان می‌توانند بین 10 تا 15 درصد در توان قابل استفاده متفاوت باشند.

قالب کانتینر نیز محدودیت های فیزیکی را اعمال می کند که طرح را شکل می دهد. جدول زیر اندازه های رایج و نقش های معمولی آنها را خلاصه می کند.

برای یک سایت تجاری یا صنعتی کوچک، BESS کانتینری 20 فوتی اغلب مقیاس مناسبی است. می توان آن را بر روی یک تخت استاندارد، با جرثقیل معمولی و بدون کارهای عمرانی سنگین وصل کرد. واحدهای این کلاس معمولاً 1-2 مگاوات ساعت را پوشش می دهند که برای جابجایی بار، کاهش پیک تقاضا یا توان پشتیبان در داخل ریزشبکه کافی است.

ذخیره‌سازی انرژی باتری کانتینری ۲۰ فوت برای شبکه و انرژی‌های تجدیدپذیر این کانتینری BESS 20 فوتی مناسب سایت‌های تجاری و صنعتی کوچک است و ظرفیت انعطاف‌پذیر و گزینه‌های مدیریت حرارتی را برای جابجایی بار، تراشیدن پیک و پشتیبان‌گیری ریزشبکه ارائه می‌دهد. مشاهده محصول →

سیستم‌های خنک‌شونده مایع به چگالی انرژی بالاتری دست می‌یابند، زیرا گرما کارآمدتر از خنک‌کننده هوا حذف می‌شود و به بسته‌های باتری اجازه می‌دهد تا محکم‌تر در داخل ظرف چیده شوند. این مبادله به پیچیدگی اضافه شده در حلقه مایع خنک‌کننده، از جمله پمپ‌ها، شیرها و تعمیر و نگهداری برنامه‌ریزی شده است. در آب و هوای گرم یا کاربردهای با توان بالا، خنک کننده مایع معمولاً انتخاب مطمئن تری است. به عنوان مثال، یک واحد 32 فوتی خنک‌شده با مایع، می‌تواند حدود 3.7 مگاوات ساعت را در فضایی که همچنان با محدودیت‌های حمل و نقل استاندارد و دسترسی به سایت مطابقت دارد، تحویل دهد.

هنگامی که پروژه به قلمروی در مقیاس ابزار حرکت می کند، قالب های بزرگتر مانند کانتینرهای 40 فوت یا 45 فوت تعداد واحدها، کابل کشی ها و پایه های پد مورد نیاز برای ظرفیت سایت معین را کاهش می دهند. یک واحد 40 فوتی نزدیک به 3.5 مگاوات ساعت یک انتخاب رایج برای نیروگاه‌های ذخیره‌سازی خورشیدی، نقاط اتصال به شبکه و پروژه‌های جایگزینی دیزل در مناطق دور افتاده است.

کانتینر ذخیره انرژی باطری خنک کننده مایع با ظرفیت 40 فوت (3 تا 5 مگاوات ساعت) این واحد 40 فوتی که برای پروژه‌های کاربردی ساخته شده است، 3 تا 5 مگاوات ساعت را با خنک‌کننده مایع فراهم می‌کند و از نیازهای ذخیره‌سازی متمرکز پشتیبانی می‌کند در حالی که مدیریت حرارتی مؤثر از عمر باتری و اقتصاد پروژه محافظت می‌کند. مشاهده محصول →

مدیریت حرارتی و ایمنی آتش نشانی

سلول‌های باتری در دماهای بالا سریع‌تر تخریب می‌شوند. برای هر 10 درجه سانتیگراد بالاتر از پنجره عملیاتی بهینه، عمر چرخه یک سلول لیتیوم یونی تقریباً به نصف کاهش می یابد. این یک جزئیات کوچک نیست. این اغلب بزرگترین عامل در پرونده مالی بلندمدت برای BESS کانتینری است. یک کانتینر با سیستم تهویه مطبوع بزرگ قیمت اولیه کمی دارد و از طریق کاهش تخریب و چرخه‌های تعویض کمتر، در طول عمر پروژه صرفه‌جویی بیشتری می‌کند.

طراحی حرارتی باید تحت بار کامل ارزیابی شود، نه فقط در شرایط اسمی. از تامین کننده بخواهید دمایی که در بالای قفسه ها در بالاترین دمای محیط مورد انتظار پخش شده است، و بررسی کنید که اگر تهویه مطبوع برق در طول یک رویداد اوج شارژ قطع شود، چه اتفاقی می افتد. سیستم باید یک استراتژی کاهش یا خاموشی مستند داشته باشد که از سلول ها بدون ایجاد خطر ایمنی محافظت کند.

ایمنی آتش‌سوزی ارتباط نزدیکی با مدیریت حرارتی دارد. بیشتر طرح‌های BESS کانتینری شامل سنسورهای دمایی توزیع‌شده، تشخیص دود، و یک سیستم سرکوب برای آتش‌سوزی‌های لیتیوم یونی است. شرط اصلی تشخیص زودهنگام و مهار است: یک فرار حرارتی در داخل یک ماژول باید در چند ثانیه شناسایی شود و طراحی محفظه باید از انتشار به قفسه‌های مجاور جلوگیری کند، حتی اگر یک ماژول به طور کامل از کار بیفتد. عامل اطفاء حریق، حجم پوشش آن و مدارک گواهی را برای مدل کانتینری خاصی که در نظر دارید بررسی کنید.

کیفیت ساخت و گواهینامه های بین المللی

واحدهای کانتینری BESS اغلب در بنادر ساحلی، سایت‌های دورافتاده، یا محوطه‌های خدماتی مستقر می‌شوند که در هنگام حمل و نقل با هوای نمک، باد شدید و لرزش مواجه می‌شوند. کیفیت ساختاری محفظه به اندازه اجزای الکتریکی اهمیت دارد. ظرفی که خم می‌شود یا خورده می‌شود در نهایت به قفسه‌های باتری و وسایل الکترونیکی برق داخل آن آسیب می‌رساند.

به دنبال تولیدکننده‌ای باشید که استانداردهای سیستم مدیریت شناخته‌شده، از جمله ISO 9001 برای کیفیت، ISO 14001 برای مدیریت محیط‌زیست، و ISO 45001 برای ایمنی و بهداشت شغلی را بسازد. برای مناطق خاص، گواهینامه های محصول اضافی مهم است. گواهینامه CE بازار اروپا را پوشش می دهد، گواهینامه CSA ایالات متحده و کانادا را پوشش می دهد و گواهی طراحی سازه AS/NZS 1170.2 در استرالیا و نیوزلند به دلیل الزامات بارگذاری باد مورد انتظار است. بپرسید که آیا سازنده کانتینر خود این گواهینامه ها را دارد یا برای ارائه آنها به تامین کننده قطعات متکی است.

کیفیت ساخت نیز در جزئیات قابل مشاهده است: ایستگاه‌های جوش خودکار برای پست‌های گوشه و مجموعه‌های قاب، ضخامت رنگ و پوشش ثابت، درب‌ها و ورودی‌های کابل به‌طور مناسب مهر و موم شده، و مسیریابی کابل تمیز در داخل ظرف. یک سازنده معتبر باید بتواند سوابق آزمایش کارخانه را از واحدهای اخیراً ساخته شده به اشتراک بگذارد و روش های جوشکاری و بازرسی خود را توضیح دهد. اگر آن سوابق در دسترس نباشد، این یک علامت هشدار است.

چک لیست تدارکات عملی

رایج ترین اشتباهات تدارکاتی با واحدهای BESS کانتینری، عدم مشخص کردن محیط سایت، با فرض اینکه ظرفیت نامی برابر با ظرفیت قابل استفاده است، و نادیده گرفتن مصرف برق کمکی است. یک کانتینر 3 مگاوات ساعتی که 30 کیلووات را برای خنک کردن در یک روز گرم مصرف می کند، انرژی خالص کمتری نسبت به طراحی با مدیریت حرارتی کارآمدتر ارائه می دهد. داده های بار کمکی را در دمای اسمی و حداکثر محیط بخواهید.

یکی دیگر از مسائل رایج، سردرگمی دامنه در مرحله سفارش است. تأیید کنید که آیا قیمت شامل ترانسفورماتور، کابل‌کشی اتصال، راه‌اندازی و آموزش اپراتور می‌شود یا خیر. این موارد گاهی اوقات به عنوان موارد اضافی اختیاری فهرست می شوند و می توانند 15 تا 25 درصد به کل هزینه پروژه اضافه کنند. شرایط تحویل، الزامات دسترسی، و اینکه آیا کانتینر را می توان توسط جرثقیل در هر دو انتهای سفر بلند کرد یا خیر، روشن کنید.

قبل از ثبت سفارش مدارک زیر را درخواست کنید:

1. یک نمودار تک خطی که معماری کامل الکتریکی، از جمله دستگاه های حفاظتی و ایزوله را نشان می دهد
2. نتایج شبیه سازی حرارتی برای بدترین دمای محیط در سایت شما
3. برگه های داده سلولی با پیش بینی چرخه عمر در عمق تخلیه برنامه ریزی شده شما
4. صدور گواهینامه سیستم اطفاء حریق و گزارشات آزمایشی برای مدل دقیق کانتینر
5. سوابق تست کارخانه برای واحدهای مشابه ساخته شده در 12 ماه گذشته

اگر تیم شما در تعیین این سیستم ها تازه کار است، یک راهنمای عملی برای طراحی کانتینری BESS و پیکربندی EMS نقطه شروع مفیدی است برای سازمان‌هایی که برنامه‌ریزی چندین استقرار دارند، کار با سازنده‌ای که پشتیبانی می‌کند شبکه های نمایندگی و خدمات قطعات یدکی، تعمیر و نگهداری و پشتیبانی گارانتی را در سراسر سایت ها ساده می کند.

پروژه های BESS کانتینری در جزئیات مشخصاتی که در مرحله نقل قول به راحتی نادیده گرفته می شوند، موفق می شوند یا شکست می خورند. ظرفیت رتبه بندی شده تنها شروع است. ظرفیت قابل استفاده، عملکرد حرارتی، گواهی ساختاری، و کیفیت ساخت تعیین می کند که آیا سیستم در طول دو دهه کارکرد وعده داده شده است یا خیر. یک BESS کانتینری یک دارایی صنعتی است و تلاش اضافی صرف شده برای تأیید محفظه، یکپارچه سازی و گواهینامه ها چندین بار در طول عمر پروژه بازپرداخت خواهد کرد.