Modularno komercijalno skladištenje baterija: od arhitekture koja se može složiti do integriranih sustava ormara

Modularno komercijalno skladištenje baterija izgrađeno je oko jedne ideje: dodajte kapacitet dodavanjem jedinica, a ne uklanjanjem onoga što već postoji. Dimenzionirajte sustav za današnje opterećenje, proširite kada se poslovna varijanta promijeni - često bez velikog ponovnog ožičenja ili zamjene opreme.

U praksi se ta ideja pojavljuje u dva formata. Baterijski moduli koji se mogu složiti - pojedinačne LFP jedinice u rasponu od 5-10 kWh koje se spajaju kroz sabirnice - dobro funkcioniraju za manje komercijalne lokacije gdje je ukupna potreba ispod nekoliko stotina kilovat-sati. Integrirani ormarički sustavi preuzimaju istu dodaj-nemoj-logiku i pakiraju je na višu razinu: baterije, PCS, BMS, EMS, upravljanje toplinom i suzbijanje požara unutar jednog kućišta otpornog na vremenske uvjete, obično počevši od oko 200 kWh po jedinici. Oba se skaliraju dodavanjem jedinica. Razlika je u tome što je "jedinica" i koliko integracije proizvođač obrađuje prije nego što stigne do vaše stranice.

Ulazna točka modula koji se mogu složiti

Baterijski modul koji se može slagati jednako je blizu plug-and-play kao komercijalna pohrana. Svaka jedinica - obično 48V ili 51.2V LFP blok koji drži 5-10 kWh - ima vlastitu BMS ćeliju za praćenje napona, temperature i stanja napunjenosti. Složite ih, spojite sabirnicama ili brzim{10}}utikačima, uparite s kompatibilnim pretvaračem i sustav će vidjeti jednu bateriju.

Razlog zašto je ovaj format prihvaćen za male C&I projekte je praktičan. Pojedinačni modul teži 45-55 kg. Mogu ga nositi dva instalatera. Proširenje za 10 kWh znači dodavanje jedne kutije i 15 minuta rada, a ne rekonfiguraciju električne sobe. A budući da svaki modul pokreće neovisnu BMS izolaciju greške, slaba ćelija u jednom modulu ne skida niz - BMS povlači taj modul izvan mreže dok ostali rade. To je važno u komercijalnom objektu gdje neplanirani prekid rada tijekom vršnih sati naplate ima vrijednost u dolarima.

Moduli koji se mogu složiti počinju se opterećivati ​​kada vam je potrebno više od nekoliko stotina kilovat-sati ili kada intenzitet cikliranja prijeđe jednom-dnevno-blago vršno brijanje u agresivan odziv na potražnju ili regulaciju frekvencije. U tom trenutku broj među-modulnih veza, ograničenja raspodijeljenog toplinskog upravljanja i složenost paralelnog povezivanja desetaka malih BMS jedinica počinju raditi protiv vas. Tu stupaju na snagu integrirani ormari.

Unutar integriranog ormara: Kako se podsustavi uklapaju zajedno

Da pokažemo kako izgleda modularna jedinica veće-integracije, evo kako je šest osnovnih podsustava konfigurirano u komercijalnom vanjskom ormariću - pomoću našeg125kW/241kWh sustavkao jedan primjer kako se ova klasa proizvoda obično gradi.

• Sustav za pretvorbu energije (PCS) nalazi se između DC strane baterije i AC mreže objekta. U ovoj jedinici to je dvosmjerni inverter od 125kW - mrežni-vezani i isključeni-mrežni načini rada, 380V/400V/415V tro-faze, 50/60Hz. Dvo-smjerno znači da se isti hardver puni iz mreže ili solarne energije tijekom jeftinih sati i gura pohranjenu energiju natrag u objekt tijekom vršnih brzina.
• Sustav upravljanja energijom (EMS) odlučuje kada. Rasporedi brijanja u vršnim satima, TOU arbitraža, solarna samo-optimizacija potrošnje, otprema odgovora na potražnju - EMS je ono što kutiju s baterijama pretvara u nešto što se zapravo pojavljuje na računu za komunalije. Sustavi sa SCADA API pristupom mogu se povezati sa širom infrastrukturom upravljanja zgradom ili industrijskom kontrolom.
• BMS djeluje na razini ćelije. Preko niza LFP serije 240-, prati napon, struju i temperaturu po ćeliji, aktivno uravnotežuje naboj kako bi se spriječilo pomicanje slabih ćelija i prati stanje napunjenosti s ±2% točnosti. Već smo pisali o tome kakoKvaliteta BMS-a određuje-izvedbu BESS-a u stvarnom svijetučešće nego stupanj ćelije - ovo je sloj gdje se to događa.
• Statički prijenosni prekidač (STS) upravlja prijelazom s-na-isključeno-mreže za manje od 20 milisekundi - dovoljno brzo da poslužitelji, hlađenje i kontrole proizvodnje ne registriraju prekid. Ne uključuje ga svaki ormarić, ali za objekte u kojima je prekid pokretanja generatora od 10 sekundi problem, on zamjenjuje potrebu za zasebnim UPS-om.
• Upravljanje toplinom: verzije sa-zračnim hlađenjem koriste IP55 prisilnu ventilaciju, prikladnu za umjerenu vožnju u umjerenim klimatskim uvjetima. Konfiguracije s tekućim{3}}hlađenjem pokreću glikolne hladne ploče za ±2 stupnja ćelije-do-ujednačenosti ćelije - vrijedne troškova u visoko-ciklusnim ili vrućim-klimatskim uvjetima.
• Suzbijanje požara odvija se u tri stupnja: otkrivanje dima/plina, brza reakcija aerosola i preplavljivanje perfluoroheksanonom ako se toplinska energija širi. Bez-rezidualnih agenata, tako da se sustav potencijalno može ponovno pokrenuti, a ne biti otpisan.

Svaki od ovih ormara je cjelovita cjelina. Proširenje znači dodavanje još jednog. To je isto načelo dodaj-nemoj-zamijeniti kao moduli koji se mogu složiti, samo u različitoj mjeri - i s integracijom koja je već izvršena u tvornici umjesto na vašoj web-lokaciji.

Što oba formata rješavaju za-poduzeća srednje veličine

Bilo da je izgrađen od modula koji se mogu složiti ili isporučen kao integrirani ormarić, komercijalna vrijednost je ista: veličina za danas, proširivanje kada je opravdano.

Vrhunac brijanja je mjesto gdje većina C&I projekata pohrane počinje. Mala proizvodna radnja koja povlači vršnu potražnju od 150 kW uz naknade za potražnju od 15 USD/kW plaća 2250 USD mjesečno samo za taj skok - koji obično pokreće jedan komad teške opreme koji radi tijekom 2-satnog popodnevnog prozora. Modularni sustav od 100 kWh smanjuje 50 kW od tog vrhunca, štedi 750 USD mjesečno i ne zahtijeva da trgovina predvidi hoće li sljedeće godine doći druga proizvodna linija. Ako jest, dodaju kapacitet. Ako nije, nisu pretjerano izgradili.

Solarna vlastita-potrošnja slijedi istu logiku. Skladište s krovnim nizom od 50 kW koji izvozi višak od 0,04 do 0,08 USD/kWh može preusmjeriti tu energiju da nadoknadi večernju potrošnju od 0,20 do 0,35 USD. Prava veličina pohrane ovisi o profilu opterećenja koji se mijenja kako se mijenja poslovanje - modularna arhitektura to apsorbira.

Pomoćno napajanje zaokružuje sve. Maloprodaja treba 30 kWh za POS, hlađenje i sigurnost tijekom 4-satnog prekida rada. Mala podatkovna soba treba 80 kWh. Započinjanje s malim i skaliranje na temelju stvarnog iskustva ispada bolje je od pogađanja broja i otkrivanja da ste ili preveliki ili izloženi.

Kada koristiti koji

Moduli koji se mogu slagati obično imaju smisla u manjim komercijalnim primjenama - trgovina, malo skladište, poslovna zgrada - gdje ukupna pohrana ostaje ispod nekoliko stotina kilovat-sati, a biciklizam je umjeren. Ulazna cijena je niska, instalacija je brza, a kasnije dodavanje kapaciteta jednostavno.

Nekoliko čimbenika gura projekt prema integriranim ormarima umjesto toga:

• Pohrana treba prijeći u raspon od nekoliko-sto-kWh i više, gdje upravljanje desecima pojedinačnih modula stvara složenost-točke povezivanja
• Agresivni dnevni ciklusi - vršno brijanje plus odgovor na zahtjev ili višestruki ciklusi dnevno - gdje tvornički-integrirano upravljanje toplinom izdržava bolje od raspodijeljenog hlađenja preko zasebnih modula
• Otisak ograničene lokacije, gdje je bitna gustoća energije po kvadratnom metru
• Prednost isporuke po principu ključ u ruke: jedno kućište, jedno puštanje u rad, jedan nositelj jamstva

Ne postoji jasna linija između to dvoje. Mjesta od 200 kWh koja lagano kruže mogu raditi u oba smjera. Mjesto od 200 kWh koje provodi agresivno dnevno brijanje uz maksimalnu potrošnju i odgovor na potražnju obično radi dosljednije s integriranim sustavom gdjeBMS, upravljanje toplinom i pretvorba energije dizajnirani su zajedno.

Zašto LFP u oba formata

Gotovo svaka modularna komercijalna baterija - koja se može slagati ili u ormarić - koristi litij-željezo-fosfatne ćelije. LFP-ova toplinska razgradnja je na 270 stupnjeva naspram 210 stupnjeva za NMC. Ta margina od 60{7}}stupnjeva je ono što komercijalnu primjenu u zatvorenom prostoru čini praktičnom bez razrađene infrastrukture za suzbijanje. NMC daje više energije po litri, ali uži toplinski prozor povećava troškove ograđivanja i supresije koji često smanjuju prednost gustoće.

LFP također ima duži ciklus. Komercijalno vršno-brijanje pri dubini pražnjenja od 80% obično daje 5000–6000 punih ciklusa - 13+ godina dnevne upotrebe - prije nego što baterija dosegne 80% izvornog kapaciteta. Ispitivanje Sandia National Laboratories pokazalo je da LFP doseže 10 000 ciklusa u kontroliranim uvjetima. U odnosu na NMC-ov raspon od 2.000 do 4.000 ciklusa, usporedbu ukupnog troška vlasništva teško je raspravljati. A budući da LFP koristi željezo i fosfat umjesto kobalta i nikla, cijene sirovina su stabilnije - relevantne kada kupujete module proširenja u 4. godini po cijeni koju trebate predvidjeti danas.

Određivanje veličine: Počnite s manjim nego što mislite

Najčešća pogreška u komercijalnim modularnim projektima skladištenja je kupnja previše unaprijed. Cijela poanta ove arhitekture je da ne morate pogađati odmah prvi dan.

Za vršno brijanje, izvucite 12 mjeseci podataka mjerača intervala od 15 minuta. Saznajte kada je potražnja vrhunska, koliko dugo traje, koliko vas brijanje spušta na nižu razinu. Postrojenje koje troši 300 kWh/dan često treba samo 50-80 kWh pohrane ako je vrhunac koncentriran u predvidljivom prozoru. Počni tamo. Provjeri kroz dva ciklusa naplate. Zatim odlučite ima li širenje ekonomskog smisla na temelju stvarnih podataka.

Članak oučinkovitost i dimenzioniranje visokonaponske baterijedublje pokriva odluku o-klasi napona - visoko-naponski nizovi daju otprilike 5% bolju povratnu-učinkovitost od sustava od 48 V i smanjuju troškove ožičenja na dužim komercijalnim kabelima.

Jedno pravilo koje vrijedi ponoviti: nemojte paralelno miješati marke ili kapacitete modula. Različite implementacije BMS-a koriste različite pragove napona i logiku-ograničavanja struje. Sustav prema zadanim postavkama postavlja ono što je najkonzervativnije, a neusklađenost kapaciteta uzrokuje neravnomjeran ciklus koji brže troši manje module. Isti proizvođač, isti model, sličan datum proizvodnje.

Kamo tržište ide

Visok{0}}arhitekture koje se mogu slagati - 90V do 400 V+ po snopu - postaju standard u komercijalnoj pohrani. Viši napon znači manju struju pri istoj izlaznoj snazi: tanji kabeli, manji prekidači, manji gubitak topline. U instalacijama s kabelima od 20+ metara, ravnoteža--ušteda sustava se zbraja. Većinavisoko{0}}naponske konfiguracije koje se mogu složitisada podržavaju kompatibilnost s inverterskim ekosustavima Deye, Growatt, Goodwe, SMA i Victron. -Sabirnice za brzo{2}} spajanje bez žica pojavljuju se pored - dodajući 10 kWh u 15 minuta bez alata, mijenjajući ekonomičnost postupnog proširenja.

Format ćelije od 314 Ah zamjenjuje 280 Ah u modulima koji se mogu složiti iu integriranim ormarićima. Manje ćelija po modulu znači manje priključnih točaka, bolju distribuciju struje i jednostavnije upravljanje BMS-om. To je pomak koji podjednako koristi objema kategorijama proizvoda.

FAQ