Решения для хранения энергии для горнодобывающей промышленности|Солнечные контейнеры и мобильные BESS

По мере ускорения электрификации шахт энергетическая инфраструктура часто с трудом успевает за ней. Это делает майнингрешения для хранения энергиикоторые сочетают солнечную генерацию с мобильной BESS, становятся все более важными для удаленных операций.

Задача заключается не просто в выработке электроэнергии. Он обеспечивает достаточную мощность для удаленных точек зарядки, временных рабочих зон и перемещаемых рабочих мест. Ограниченная мощность сети, фиксированная инфраструктура, переменная солнечная мощность и зависимость от дизельного топлива могут нарушить графики зарядки и увеличить эксплуатационные расходы.

В этой статье рассматриваются пять ключевых проблем власти и объясняется, какСолнечные контейнерыиМобильная БЭССмогут работать вместе, чтобы обеспечить гибкую и масштабируемую мощность для различных горнодобывающих проектов.

Пять энергетических проблем, с которыми сталкиваются электрифицированные горнодобывающие предприятия

Прежде чем планироватьдобыча полезных ископаемых решение для хранения энергии, важно понимать уникальные ограничения по мощности, возникающие в результате электрификации объекта:

1. Суровые условия на объекте ускоряют старение аккумулятора и время простоя

Открытые-карьеры и подземные площадки подвергают воздействию батареи,Блоки системы преобразования энергии (PCS), разъемы и системы терморегулирования к экстремальным температурам, сильной пыли, влаге, коррозии, большой высоте и постоянной механической вибрации. Без защитных корпусов промышленного-класса и точной терморегуляции производительность аккумулятора может ухудшаться быстрее, производительность зарядки падает, а время неожиданного простоя при обслуживании увеличивается.

2. Внезапные пики зарядки превышают доступную емкость сети

Хотя удаленные сети майнинга часто выдерживают непрерывную базовую нагрузку, они редко обладают запасом мощности, необходимым для одновременной-быстрой зарядки высокой мощности. Установка новых трансформаторов,-кабелей высокого напряжения или межсетевых соединений требует длительных сроков выполнения работ и высоких капитальных вложений. Следовательно, внезапные пики зарядки легко перегружают местные мощности и создают прямую конкуренцию жизненно важному производственному оборудованию.

3. Жесткие сроки загрузки создают узкие места для автопарка

Помимо чистой пропускной способности сети, время работы создает значительные трудности. Несколько тяжелых электромобилей часто возвращаются к зарядке одновременно во время смены или перерыва на обед. Большие расстояния до стационарных зарядных устройств в сочетании с очередями к доступным точкам зарядки сокращают продуктивное время работы и могут задерживать последующие смены.

4. Жесткая инфраструктура отстает от перемещения рабочих поверхностей

По мере развития добычи полезных ископаемых рабочие места постоянно совершенствуются. Стандартные стационарные трансформаторы, проводные кабели и стационарные зарядные станции не могут динамически адаптироваться к перемещениям на объекте. Повторное перемещение и удлинение кабеля отнимают много труда и времени, в то время как стационарные энергетические активы рискуют оказаться недостаточно загруженными задолго до того, как ступень будет полностью выработана.

Связанное чтение:Мобильный BESS против фиксированного BESS: как выбрать правильную систему хранения данных

5. Плохо интегрированные микросети снижают энергоэффективность.

Многие горнодобывающие предприятия сочетают в себе солнечные фотоэлектрические системы, дизельные генераторы, электроэнергию из сети и BESS. Однако без интегрированной микросетиСистема энергоменеджмента (EMS), эти источники работают в бункерах. Нескоординированное управление приводит к ограничению возобновляемой энергии, вынуждает дорогие дизельные генераторы компенсировать кратковременные всплески зарядки и не позволяет BESS полностью перезарядиться до периодов пиковой нагрузки,-что приводит к увеличению эксплуатационных расходов.

Как Mobile Solar и BESS решают эти проблемы

Преодоление ограничений, связанных с электрификацией шахт, требует отказа от жесткой, проводной инфраструктуры. ОбъединивКонтейнерная солнечная энергия, мобильная BESS и интеллектуальная EMS, операторы могут преобразовать статические энергетические ресурсы в динамичную, быстро развертываемую архитектуру микросети.

Эта интегрированная экосистема спроектирована для устранения узких мест в энергоснабжении основных объектов за счет четырех ключевых возможностей:

Перемещаемая архитектура, которая адаптируется к развитию рабочих поверхностей

В отличие отфиксированный БЕСС, Containerized Solar и Mobile BESS используют разделенную модель развертывания,-позволяющую размещать активы по производству и хранению энергии независимо друг от друга в зависимости от планировки объекта:

• Солнечные контейнерыразмещайте складные солнечные батареи для компактной транспортировки и быстрого развертывания в полевых условиях, что позволяет размещать их на открытых площадках, чтобы максимизировать солнечное излучение и не затенять площадь.
• Мобильная БЭССагрегаты (монтируемые на раме-илиприцеп-установлен, поддерживающий подъем краном) можно размещать ближе к активным рабочим местам, маршрутам тяжелых перевозок или временным зонам зарядки, где мгновенная потребность в электроэнергии является самой высокой.

По мере извлечения операторы могут корректировать компоновку системы с помощью двух основных конфигураций:

• Унифицированное развертывание: перемещение обоих активов вместе с помощью трейлера или крана для формирования автономного временного узла питания.
• Раздельное развертывание: размещение генерации и хранения отдельно, чтобы сбалансировать оптимальное улавливание солнечной энергии с меняющейся нагрузкой.

Интеллектуальная солнечная-координация хранения данных поддерживает непрерывность зарядки

Под руководством централизованной системы EMS система автоматически переключается между ключевыми режимами работы для поддержания непрерывного электроснабжения объекта:

• Дневная солнечная энергия-Первый приоритет

В часы пик солнечного света солнечный контейнер напрямую снабжает активные рабочие нагрузки. Когда солнечная генерация превышает потребность в активной нагрузке, избыточная фотоэлектрическая энергия может быть направлена ​​на подзарядку Mobile BESS, что помогает сократить сокращение использования возобновляемых источников энергии.

• Буферизация пиковой зарядки (сглаживание пиков)

Когда несколько электрических машин одновременно возвращаются к зарядке во время смены, BESS действует как мощный-энергетический буфер. Он разряжается вместе с сетью или дизель-генераторами, поглощая кратковременные- скачки напряжения, предохраняя любой отдельный источник от перегрузки.

• Выкл.-Поддержка пиковой и ночной нагрузки

При низкой-солнечной погоде или в ночные смены накопленная энергия питает критически важное оборудование объекта и обеспечивает регулярную зарядку транспортных средств. В не-окна пиковой нагрузки

идентификатор местного тарифа или генератор могут заряжать BESS с контролируемой скоростью..

Координация гибридной энергетики снижает зависимость от топлива и эксплуатационные расходы

Координация гибридной энергетики выходит за рамки непрерывности зарядки и помогает горнодобывающим компаниям перейти к стратегии более низкого-выброса выбросов углекислого газа за счет увеличения использования возобновляемых источников энергии и снижения зависимости от генерации на основе топлива-.

• Более высокое использование возобновляемых источников энергии

Солнечная генерация может быть приоритетной, когда она доступна, а избыток возобновляемой энергии можно хранить для последующего использования, а не тратить впустую, что улучшает использование возобновляемой энергии в горнодобывающих операциях.

• Снижение зависимости от дизельного топлива

Mobile BESS функционирует как энергетический буфер, компенсирующий периоды, когда солнечная генерация недоступна или недостаточна. Это помогает сократить частую работу генератора и обеспечивает более стабильный источник питания с низким-углеродом.

• Более устойчивая горнодобывающая деятельность

Оптимизируя диспетчеризацию из нескольких-источников, EMS может сократить количество ненужных запусков дизель-генераторов и работу с низкой-нагрузкой, помогая снизить расход топлива, выбросы и общую интенсивность выбросов углекислого газа.

Промышленная-защита поддерживает суровые условия горнодобывающей промышленности

• Наружная защита:В зависимости от конкретной модели,ПолиновельСистемы предназначены для сложных условий эксплуатации на открытом воздухе с различными уровнями защиты от коррозии, в том числеСтепень защиты IP54–IP65 (пылезащита-изолированность и устойчивость к струям воды под высоким-напором) и защита от коррозии C4–C5 (подходит для прибрежных зон и сред с высокой-влажностью).по избранным решениям.
• Термическое управление:В зависимости от конструкции и мощности системы в решениях Polinovel используютсявоздушное или жидкостное охлаждениедля поддержания постоянства температуры и поддержки стабильной работы. Отдельные модели солнечных контейнеров поддерживают работу при температуре от –20 до +50 градусов, а некоторые модели Mobile BESS поддерживают разрядку аккумулятора до –30 градусов.
• Безопасность и мониторинг: Система управления батареями (BMS)управление, электрическая защита, пожаротушение, мониторинг рабочего-состояния и оповещения о неисправностях помогают выявлять ненормальные условия во время удаленного управления.

Эти четыре возможности можно комбинировать по-разному. Окончательное направление работы системы зависит от продолжительности проекта, потребности в зарядке, доступных источников энергии, солнечных условий и того, как часто оборудование необходимо перемещать.

Примеры конфигураций хранения энергии для майнинга для различных требований проекта

Чрезмерное-определение микросети приводит к потере капитала; при-указании причин проблем с взиманием платы, которые останавливают работу автопарка. Эффективные решения по хранению энергии для майнинга не статичны. Они должны меняться вместе с этапом добычи объекта, размером флота и пространственным расположением.

Следующие конфигурации иллюстрируют типичные пути инженерного развертывания в зависимости от масштаба сайта:

Пример конфигурации 1: небольшой или временный горнодобывающий объект

Геологоразведочные площадки, участки раннего строительства и временные рабочие места обычно имеют предсказуемые нагрузки. Электричество в первую очередь необходимо для освещения, связи, мониторинга, временных офисов и небольшого количества электрических машин.

Для этих приложений приоритетом является быстрое создание пригодного к использованию узла питания с минимальными капитальными затратами и без сложной-интеграции оборудования на объекте.

• Типичная конфигурация: Складная солнечная контейнерная система + дополнительный резервный генератор
• Состав системы: В зависимости от конфигурации система может сочетать в себе развертываемые солнечные панели, аккумуляторную батарею LFP, PCS, EMS, распределение нагрузки переменного тока и дополнительную интеграцию генератора в рамках одной платформы.

Поскольку генерация, хранение, преобразование энергии и управление интегрированы в одном устройстве, такая конфигурация сокращает необходимость отдельного согласования оборудования, проводки на местах и ​​работы по интеграции на-площадке. Эта установка работает как автономный силовой остров,-идеально подходит для недорогих-пилотов по электрификации. Развертывание и удаление всей-системы полностью централизовано, что позволяет легко перемещать ее при смене временных рабочих зон.

Пример конфигурации 2: средний объем майнинга с гибким спросом на оплату

На предприятии среднего- размера зарядка оборудования обычно балансируется с нагрузками на вспомогательную площадку. Активная рабочая среда может меняться в зависимости от стадии проекта, в то время как существующая сетевая или генераторная инфраструктура может поддерживать базовые нагрузки, но не может справиться с концентрированным пиковым спросом на зарядку.

В этом сценарии необходимо гибко развертывать и расширять солнечную генерацию и аккумуляторные батареи, чтобы снизить зависимость от ископаемого топлива, сохраняя при этом стабильность электроснабжения.

• Типичная конфигурация: отдельный солнечный контейнер + мобильная BESS + сеть/генератор + EMS.
• Состав системы: Солнечный контейнер размещается в зонах с высоким-освещением, а мобильная BESS размещается рядом с активными точками зарядки. Существующийдизельные генераторымогут служить резервными источниками питания во время экстремальных погодных условий, временных пиков нагрузки или периодов недостаточной генерации из возобновляемых источников.

Эта архитектура позволяет независимо масштабировать мощность солнечных батарей и батарей. Координируя генерацию солнечной энергии, аккумуляторные батареи и резервные источники питания, система может снизить расход топлива и время работы генератора, одновременно улучшая непрерывность электропитания для высоко-точек зарядки с высоким приоритетом.

Пример конфигурации 3: Крупная удаленная операция майнинга с требованиями к питанию для нескольких-узлов

Крупные удаленные шахты требуют непрерывного производства в режиме 24/7, использования нескольких-электрических машин высокой мощности и высокого ежедневного спроса на электроэнергию в нескольких рабочих зонах. В этом масштабе система больше не сосредоточена на одной электростанции-она должна координировать работу нескольких активов генерации, хранения и резервного копирования по всей площадке.

• Типичная конфигурация:Несколько солнечных контейнеров + несколько блоков BESS + соединение с сетью / генераторы + централизованная система EMS
• Состав системы: объединяет многоузловые солнечные контейнеры, стационарные контейнеры BESS для основных нагрузок на объекте и мобильные блоки BESS для смены рабочих мест, все они управляются централизованной системой EMS.

 

Эта установка из нескольких-модулей поддерживает более высокие требования к мощности и легко масштабируется по мере роста парка электромобилей.

Как спланировать правильную систему хранения энергии для майнинга

Подходящийрешение для хранения энергии для майнингатребует оценки фактических данных проекта, включая профиль нагрузки, потребность в зарядке, условия подзарядки и требования к площадке.

1. Требования к балансу мощности (кВт) и энергии (кВтч).

Первым шагом является понимание как потребности в электроэнергии, так и энергетических потребностей горнодобывающих предприятий.

Мощность (кВт)определяет, может ли система поддерживать нагрузки высокой-мощности, например одновременную зарядку нескольких электрических машин в периоды пиковой нагрузки.

Энергия (кВтч)определяет общее количество электроэнергии, которую батарея может хранить и отдавать с течением времени.

Для горнодобывающей промышленности оба фактора имеют решающее значение:

• Недостаточная выходная мощность может помешать системе справиться с пиковой нагрузкой на зарядку.
• Недостаточная энергоемкость может ограничить время работы между циклами зарядки.

Батарея большей емкости не всегда решает проблему. Система также должна иметь достаточную мощность PCS и возможность перезарядки, чтобы соответствовать полному циклу добычи полезных ископаемых.

Связанное чтение:Объяснение КВт и кВтч: понимание единиц мощности и энергии

2. Оцените потребность в зарядке и возможность перезарядки BESS.

График зарядки и доступное окно пополнения являются ключевыми факторами для определения мощности и операционной стратегии BESS.

Полный рабочий цикл следует учитывать:Эксплуатация оборудования → Зарядка парка → Зарядка BESS → Следующая рабочая смена

Ключевые факторы включают в себя:

Требования к зарядке флота

• Количество электрических машин, требующих зарядки;
• Одновременный запрос на зарядку;
• Требуемая мощность зарядки;
• Продолжительность зарядки;
• Энергопотребление за смену.

Условия пополнения счета BESS

• Доступные источники подзарядки, включая солнечные фотоэлектрические системы, сетевую энергию или генераторы;
• Доступная мощность перезарядки;
• Время, доступное до следующего периода эксплуатации;
• Доступность резервного питания в периоды низкого уровня возобновляемой генерации.

BESS может поддерживать один период зарядки, но при этом создавать эксплуатационные ограничения, если она не может восстановить достаточно энергии до начала следующей смены.

3. Учитывайте условия объекта и требования к мобильности.

Горнодобывающие площадки представляют собой динамичную среду. Поскольку рабочие места перемещаются, а условия эксплуатации меняются, энергетическая система должна оставаться практичной для транспортировки, развертывания и эксплуатации.

Прежде чем выбрать решение для хранения энергии для майнинга, проектные группы должны оценить следующие факторы:

На основе этих данных проекта инженеры могут определить наиболее подходящую архитектуру хранения энергии для майнинга. Окончательная конфигурация системы должна быть подтверждена на основе подробных требований проекта, характеристик оборудования и фактических условий на объекте.

В целом электрификация удаленных шахт — это не только вопрос зарядки, но и задача-планирования системы.Мобильная солнечная батарея и BESSможет приблизить электроэнергию к изменяющимся нагрузкам, одновременно координируя выработку солнечной энергии, ее хранение, энергоснабжение, генераторы и зарядку оборудования.

Окончательная мощность системы, емкость, стратегия перезарядки и форма развертывания должны быть подтверждены на основе фактических данных проекта и условий площадки.

Поделитесь своим профилем нагрузки, графиком зарядки и условиями на объекте с Polinovel. Наша команда инженеров предоставит предварительную конфигурацию для вашей работы.

Начните оценку проекта сегодня