תכנון מערכות סוללות עבור כוח התאוששות אסון התאוששות כוח

בעקבות אסון טבע או כשל רשת גדול, ההבדל בין כאוס לתגובה מבוקרת לעתים קרובות מסתכם גורם יחיד: כוח גיבוי אמין בבתי חולים, מקלטי חירום, מגדלי תקשורת ומתקני טיפול במים תלויים חשמל ללא הפרעה לתפקד.מערכות אחסון אנרגיה מבוססי סוללה הפכו עמוד השדרה של אספקת כוח התאוששות אסון מודרני, המציעה מוכנות מיידית, יכולת מודולרית, ויכולת הגרועה ביותר להחלפת מערכות הפעלה ומערכת אחסון סוללות קריטיות, דורשות אבטחה מהירה ביותר, שמירה על פני מערכת הפעלה.

מערכות התאוששות אסון

מערכות כוח התאוששות אסון נבנות בכוונה כדי לשמור על פעילות רציפה במהלך הפסקות רשת מורחבות הנגרמות על ידי הוריקנים, רעידות אדמה, שיטפונות, שריפות פרא או מתקפות סייבר.בניגוד לתקני חשמל בלתי ניתנים להפרדה (UPS) המספקים דקות של גיבוי, מערכות שיקום אסון נועדו לעומסים במשך שעות או אפילו ימים.הם בדרך כלל משתלבים עם סוללות, לוחות סולאריים, או מקורות אחרים כדי ליצור מיקרוגרם של כוח אדם מסוגל לאחר מכן: 0FVicretutation הוא חיוני של טיפול ידני חייב לפעול באופן אוטומטי.

עומסים קריטיים בתרחיש אסון כוללים ציוד בטיחות חיים (מאווררים, תאורה, אזעקה), מרכזי נתונים המאחסנים רשומות חירום, תשתיות תקשורת (מגדלי תאים, רדיורים), ותחנות משאבה למים או דלק. לכל עומס יש פרופיל כוח ייחודי, עם כמה הדורשים עלויות קבועות, נמוכות ברמת נמוכה ואחרים הדורשות גבוהות במברשות.

עקרונות עיצוב מפתח

אחריות באמצעות Redundancy

הסתמכות על מערכות שיקום אסון היא בלתי ניתנת להשגה: העיקרון של ההרחבה:0N+1 RedundancyFLT:1 אומר שאם המערכת דורשת מיתרי סוללה או מעצורים כדי לעמוד בעומס, לפחות יחידה נוספת אחת מותקנת כדי לכסות כישלונות של תאים לא-קריטיס כגון חדרי הפעלה, תצורה של 2N:2NFalphirtrated 3 (מתאים להחלפת חשמל אדום) או , לעתים קרובות, כולל ריצוף אדום.

סקלאלה לצמיחה עתידית

העומס על מערכת התאוששות אסון יכול להשתנות עם הזמן כמו מתקנים להרחיב או ציוד חדש נוסף.עיצוב עם מדפים מודולרי סוללה מודולריים ומולטים מדרגים מאפשר להגדיל את היכולת להיות מוגברת ללא החלפת המערכת כולה. Lithium-ion ומערכות סוללות זרימה הם מתאימים במיוחד לדרגת מודולריות כי מודולים בודדים ניתן להוסיף או להחליף אותם לפי הצורך.

אנרגיה ועלויות הכוללות של בעלות

בעוד עלות גבוהה היא לעתים קרובות דאגה, המדד האמיתי של יעילות הוא ה-FLT:0round-trip Energyיעילות אנרגיה מהירויות של אנרגיה (FLT:1), היחס של אנרגיה המסופקת מהסוללה לאנרגיה הנדרשת כדי לטעון אותה.מערכות מובילות בדרך כלל להשיג יעילות 70-85%, בעוד מערכות ליתיום מודרניות מגיעות 90–97%.

בטיחות בתנאים קיצוניים

סביבות אסון למערכות אחסון סוללות לטמפרטורות קיצוניות, לחות, תרסיס מלח, וזעזוע פיזי.בטיח חייב לכלול מניעת ריצה תרמית (במיוחד עבור ליתיום-יון), זיהוי rc-fault, ומתקנים מדורגים עבור הגנה מפני התקפה (IP65 או גבוה יותר) מערכות ניהול סוללות חיוניות (BMS) חייב לפקח על מתח תאים, טמפרטורה, ונוכח בזמן אמת ויש להם יכולות נית.

שמירה וזמינות

במקרה של אסון, טכנאים מיומנים עשויים לא להיות זמינים באופן מיידי.מערכות צריך להיות מיועד לגישה קלה לרכיבים הניתנים להחלפה: מודולי סוללות, פתיחות, אנשי קשר ולוחות בקרה. Clear Labeling, צבע קודקוד צבע, ומחברים לצרף ולחבר את ה- Plug-and-play להפחית את השגיאה האנושית במהלך תיקונים מרחוק.

בחירת סוללות הנכון

בחירת הכימיה של סוללות משפיעה עמוקות על ביצועי המערכת, עלות וארוכותיות.אין כימיה אחת טובה ביותר עבור כל יישומי שיקום אסון; הבחירה האופטימלית תלויה בתקציב, בחלל, משך הזכאי, בתנאי הפעלה.

ראשי תיבות של Acid Batteries

סוללות מובילות (VRLA) וסוללות מובילות מוצפות נשאר פופולרי עבור סוללות קצר-התאוששות (15 דקות עד 4 שעות) בשל העלות הנמוכה שלהם וזמינות רחבה. סוגי VRLA הם חתומה, לא דורשים תוספת מים, וניתן להתקין בסוללות מופחתות, אך לעתים קרובות יש להם מחזור מוגבל (200-500 מחזורים ב- DoD) וסבל מופחת בטמפרטורות נמוכות יותר, אך לעתים קרובות מכילות של טמפרטורות מופחתות, אך ורקמות.

Lithium-Ion Batteries

סוללות ליתיום-יון (במיוחד ליתיום ברזל פוספט, או LFP) הפכו לטכנולוגיה המועדפת עבור מערכות התאוששות אסון מודרניות.הם מספקים FLT:0-3 עד חמש פעמים צפיפות האנרגיה של ההרחבה 1 של מוביל-חומצה, המאפשרת טביעת רגל קטנה יותר ותקנה קלה יותר LFP מציעה יציבות תרמית יוצאת דופן ומחזור חיים של 3,000-6,000 ב- DoD 80% מספק BMS of Duty המשולבת מדויק יותר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, טיפול רפואי נמוך יותר מ- 2 שעות טיפול, כלומר, יותר, כלומר, כלומר, יותר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, כלומר, יותר גבוה יותר, כלומר, יותר, מערכת תחזוקה נמוכה יותר, יותר, יותר, כלומר, כלומר, יותר, כלומר, מערכת אבטחה נמוכה יותר, יותר, יותר, מערכת אבטחה נמוכה יותר, עבור יעילות נמוכה יותר, מערכת אבטחה נמוכה יותר, עבור מערכת אבטחה נמוכה יותר, עבור מערכת אבטחה נמוכה יותר, מערכת אבטחה נמוכה יותר, עבור מערכת אבטחה נמוכה יותר, מערכת אבטחה (p.

זרימה: Flow Batteries

סוללות זרימה של Vadium Redox (VRFBs) להצטיין ביישומים ארוכי טווח (4-12 שעות או יותר) וכאשר אופניים עמוקים צפויים בכל יום.הם מאחסנים אנרגיה באלקטרוליטים נוזליים, כך יכולת וכוח הם עצמאיים - יכולת גוברת פשוט דורשת מיכלים גדולים יותר. Flow סוללות יש חיים כמעט בלתי מוגבלים (20+scale ב-100% DoD) ופועלים בבטחה בחדר ללא סיכון תרמי של ריצה.

טכנולוגיות מתפתחות

סוללות סויום וסוללת אבץ נכנסים לשוק ועשויות להציע עלויות נמוכות יותר וזמינות חומרית גדולה יותר, בעוד שעדיין לא פרוסה באופן נרחב בתפקידי שיקום אסון, הם ראויים לתשומת לב כמו הטכנולוגיה בוגרת.מהנדסים צריכים לפקח על סטנדרטים מ-FLT:0 (למשל, IEEE 1881 עבור סוללות לוחיות)FLT:1 כדי להישאר מעודכן לגבי דרישות הסמכה.

שיקולים עבור עמידות

עקבו אחרי Profiling and Sizing

פרופיל עומס מדויק הוא קריטי. השתמש מנתח איכות כוח כדי למדוד עומס בפועל על פני תקופה של 24 שעות, לא עלייה הביקוש ואת מחזורי החובה. עבור התאוששות אסון, העיצוב חייב לכסות את התרחיש הגרוע ביותר: כל העומסים הקריטיים לרוץ בו זמנית, בתוספת החל זרמים עבור משאבות ודחיסות.קיבולת הסוללה (ב קילוואט שעות) מחושבת כמו:

(הופנה מהדף × 0) = (בעיקר מטען קריטי × נדרש Autonomy) / (מערכת וולטאז × DoD × Efficiency)

לדוגמה, עומס קריטי של 50 קילוואט הדורש 12 שעות של אוטונומיה עם מערכת 48V ליתיום-יון ב 80% DoD ו-95% יעילות תצטרך כ 16,447 א (לאחר המרת יחידה) תמיד להוסיף שולי בטיחות 20% כדי לקחת בחשבון עבור הזדקנות עומסי סוללה ועומסים לא צפויים.

סודיות

פתיחות משותפת להתנצלות כוללת:

• (FLT:0)N+1:IRFLT:1 ,One נוסף סוללה או מודול מופנם מעבר לדרישה המחושבת.
• (ב) 2N:03N:03N: ⁇ 1) 2 מערכות עצמאיות לחלוטין, כל אחת מסוגלת לטפל ב-100% מהעומס.
• (FLT:0)Dundancy: ⁇ F1) למערכות סוללות קטנות רבות התפשטו ברחבי המתקן ולא בנק מרכזי אחד, והגבלת ההשפעה של כשל אחד.

כל תצורה צריכה להיבדק על ידי הדמיה של כשל של בנק סוללות הראשי תוך תחת עומס. מתגי העברה אוטומטיים (ATS) ועיגולים עקפים סטטיים יש לבדוק כדי לפעול בתוך זמן ההעברה הנדרש (בדרך כלל 10 מ"מ עבור יישומי UPS).

ניהול סביבתי ו-Thermal Management

(בדורות המותקנות בחוץ חייב להיות מוגן מפני קיצוניות טמפרטורה. Lithium-ion בדרך כלל פועל הטוב ביותר בין 15 מעלות C ו 35 מעלות צלזיוס; מחוץ לטווח זה, ביצועים של רמות וסיכון בטיחות להגדיל. Enclosures צריך לכלול קירור פעיל (מיזוג אוויר או קירור נוזלי) ועמודי חימום עבור אקלים מנקה sub-MA, עבור אזורים מבול, סוללות על פלטפורמות מוגדלות וחותמתים כל הציפוי אוויר של קירור: 0FX) ו-F5 תחנות רכבת תחתית שטח של שטח אחסון ל-FX.

מערכות בקרה וניהול

מערכת ניהול סוללות מתוחכמת (BMS) היא המוח של מערכת גמישה.זה לפקח על מתחים תאים בודדים, טמפרטורות, וחבילה נוכחית, ויכול לנתק את הסוללה אם כל פרמטרים עולים על גבולות בטוחים.

• מצב מרוחק באמצעות מודם סלולרי או לוויין (מכיוון שהאינטרנט עשוי לרדת)
• בריאות המדינה (SoH) estimation כדי להזהיר סוללות ההזדקנות
• נתונים היסטוריים לאנליזה לאחר-אפילוט
• שילוב עם מערכות ניהול בנייה (BMS) ובקרי גנרטור

יחידות BMS מודרניות רבות תומכות בפרוטוקולים פתוחים כגון Modbus TCP או SNMP לשילוב קל.להבטיח שפלטפורמת ניטור יכולה לשלוח התראות באמצעות ערוצים מרובים (דואר, SMS, הודעות דחיפה) כדי להבטיח הודעה במהלך אסון.

יישום ותחזוקה של סוללות

התקנת הפרקטיקה הטובה ביותר

על ההתקנה לעקוב אחר המפרטים של היצרן עבור torque, ventilation, וניקוי חשמל.כל קישורי סוללה יש לבדוק עבור torque נאותה כדי למנוע חימום התנגדות. השתמש כראוי פתיחות מדורגים או שוברי מעגלים בכל מחרוזת סוללות.עבור מערכות ליתיום-יון, לעקוב אחר דרישות FLT 855NFPA 85503FLT:1 עבור זיהוי אש ופירוק מעגל בכל קיבולת כולל איסוף מלא כדי לאשר את מערכת ההפעלה.

בדיקות וועדת

לפני הצבת המערכת לשירות, לבצע בדיקת בנק של 100% עומס למשך האוטונומיה המלאה.זה מאמת את יציבות המתח, ביצועים תרמיים, ו BMS לפעול תחת לחץ אמיתי. מסמך כל קוראי הבסיס (התנגדות פנימית, מתח תאים, טמפרטורות) להשוואה עתידית.בנוסף, לבדוק את יכולת המערכת להעביר גנרטור או כוח רשת חזור באופן חלקה.

תחזוקה מתמשכת

תוכנית תחזוקה מונעת מרחיבה את חיי הסוללה ותופסת בעיות מוקדם.

• חודשי: בדיקה חזותית עבור קורוזיה, דליפות, וחיבורים רופפת; לבדוק את BMS אזעקה ו יומני אירועים.
• Quarterly: Measure Individual cell Stresss and Internal Resistance; מסנן קירור נקי.
• מדי שנה: בדיקת קיבולת מלאה; בדיקת טורק בכל ברים באוטובוסים; להחליף תאים חלשים.
• כל 2-5 שנים: החלפת סוללות מודולים המתקרבים לסוף החיים בהתבסס על ספירת מחזור או הידרדרות קיבולת.

כל פעילויות תחזוקה חייבות להיות מוקלטות ב יומן נגיש לאנשי חירום.חלקי ספאר - כולל פתיחות, אנשי קשר ומודול סוללה פנוי - יש לאחסן באתר.

פרוטוקולי הדרכה ובטיחות

מפעילי פקולטות חייבים לקבל הדרכה על הידיים בסטארט-אפ המערכת, הסגירה, ותהליכי חירום.אימון צריך לכסות בטיחות קשת-flash (דרישות PPE), פרוצדורות מנעולים/ת עבור ניתוק סוללות, וכיצד לפרש את אזעקות BMS.באסון, ייתכן כי אנשים עשויים להיות לחוצים ועייפות, ולכן יש צורך להיות פשוט ופורסמו בבירור ליד המערכת.

מסקנה

תכנון מערכת סוללות עבור כוח התאוששות אסון דורש גישה הוליסטית המשלבת הנדסה חזקה, בחירה טכנולוגית נאותה ותחזוקה ממושמעת. על ידי עדיפות של undancy, קנה מידה, יעילות, בטיחות, ארגונים יכולים לבנות פתרונות גיבוי כוח המבצעת ללא פגע כאשר הרשת נכשלת.ההשקעה בסוללות באיכות גבוהה - בדרך כלל ליתיום עבור יישומים מודרניים - ופלטפורמות ניהול מקיף לשלם עבור פונקציות תמיכה יעילה יותר, לא צריך שינוי אקלים אמיתי, לא יעיל יותר, ולא יעיל יותר, כי הוא באמת צריך באמת.