Что такое система хранения энергии в уличном шкафу?

 

система хранения энергии в уличном шкафупредставляет собой интегрированнуюрешение для хранения энергии на аккумуляторах(BESS) разработан для развертывания во внешних средах, где ограниченное пространство и воздействие окружающей среды создают проблемы при эксплуатации. Этот шкаф-формы BESS, отличающийся от контейнерных систем своей компактностью и от жилых помещений характеристиками коммерческого-класса, объединяет в себе литий-железо-фосфатные аккумуляторные модули,системы преобразования энергии (СУП), системы управления батареями (BMS), оборудование терморегулирования и механизмы пожаротушения в одном корпусе со степенью защиты IP55 или NEMA 3R-.

Почему корпус компьютераразмерыважный?

Вот что люди упускают из виду при покупке накопителя энергии: шкаф — это не просто коробка.

Подумайте об этом. У вас есть небольшое производство. Может быть, автосалон с зарядными устройствами для электромобилей сзади. Сельская больница, которая не может позволить себе потерять электричество. 20-контейнерные решения, доминирующие на рынке коммунальных-масштабов, не подходят. А бытовые электростены? Далеко не достаточно сока.

Шкафы для наружного применения заполняют этот пробел, хотя, честно говоря, отрасли потребовались годы, чтобы это понять. Первые коммерческие установки часто подразумевали переоборудование внутренних батарейных стоек в защищенные от атмосферных воздействий корпуса, и результаты были... в лучшем случае неоднозначными. Проблемы с конденсатом. Кошмары по термоциклированию. Один установщик, о котором я читал, описал обнаружение лужи внутри предположительно запечатанного шкафа всего после одной зимы в Миннесоте.

Современные конструкции во многом решили эти головные боли. Конструкция из оцинкованной стали или алюминия. Двойная-изоляция стен. Настоящая мысль вложена в то, как воздух движется через эту штуку.

Основные компоненты (и какие из них действительно важны)

В маркетинговых материалах каждый компонент будет перечислен так, как будто все они одинаково важны. Это не так.

Сами батарейкиочевидно, критичны. Химия LFP доминирует в этом сегменте не зря-порог температурного неконтроля превышает 250 градусов, что значительно превышает допустимые пределы для химикатов NMC или NCA. Вы не увидите драматических видеороликов с пожарами, которые преследовали ранние проекты сетевых хранилищ. Компромиссом является более низкая плотность энергии, но когда вы строите что-то, что будет стоять без присмотра за зданием в течение пятнадцати лет, безопасность побеждает.

Управление температурным режимом именно здесь проекты фактически терпят неудачу. Воздушное охлаждение отлично работает при температуре разряда 1°C или ниже-, что подходит для большинства приложений C&I, сценариев снижения пиковых нагрузок и тому подобного. Если выйти за пределы 2°С, вы начнете генерировать тепло быстрее, чем естественная конвекция сможет его рассеять. Некоторые производители начали интегрировать жидкостное охлаждение, циркулируя растворы гликоля через охлаждающие пластины, расположенные между блоками элементов. Повышение эффективности реально. Как и сложности с обслуживанием.

PCS осуществляет преобразование постоянного-переменного тока. BMS контролирует напряжение и температуру элементов. Служба скорой помощи все координирует. Это, очевидно, имеет значение. Но на данный момент это зрелые технологии. Дифференциация между поставщиками происходит в области теплового проектирования и проектирования корпусов.

Рекомендации по установке, о которых никто не говорит

В брошюрах показано, что эти шкафы красиво стоят на бетонных подушках, возможно, с декоративным гравием вокруг них. Реальность более запутана.

Подготовка почвы имеет большее значение, чем думает большинство людей. Скопление воды вокруг основания ускоряет коррозию кабельных вводов и может -при неправильных условиях-создать пути замыкания на землю. Одному коммунальному предприятию, с которым я столкнулся, пришлось переместить шесть шкафов в течение двух лет после ввода в эксплуатацию, потому что первоначальные участки превратились в сезонные пруды.

Требования к свободному доступу различаются в зависимости от юрисдикции, но обычно предполагаются боковые зазоры в 3-фута и доступ спереди в 6 футов. Нормы пожарной безопасности в некоторых регионах требуют дополнительных отступов от зданий. И удачи вам в получении прямого ответа о сроках выдачи разрешений: я видел, как аналогичные проекты в соседних округах занимали три недели и девять месяцев соответственно.

Электрическое соединение – это отдельное приключение. Большинство уличных шкафов рассчитаны на трехфазное подключение к сети напряжением 400 В или 480 В. Интерфейс трансформатора (если вам нужно регулирование напряжения) может добавить к стоимости проекта 15 000–40 000 долларов. Байпасные переключатели. Отсоединить механизмы. Рекомендации по вспышке дуги. Сам шкаф может быть выполнен «под ключ», но установка редко осуществляется.

Вопрос безопасности

Это заслуживает отдельного раздела, хотя я уже касался этого.

Батареи LFP нелегко воспламеняются. Это верно. Что также верно: они все еще могут испытывать тепловые явления в условиях неправильного обращения, а уличный шкаф концентрирует много накопленной энергии в небольшом пространстве.

В некоторых новых конструкциях применяется-масляное иммерсионное охлаждение, одновременно действующее как огнезащитное. Исследовательская литература показывает, что эти системы могут существенно снизить риск неконтролируемого теплового распространения, хотя данные о развертывании на местах остаются ограниченными.

Больше, чем сценарии катастрофических сбоев, меня беспокоит то, что постепенная деградация остается незамеченной. Клетка развивает более высокое внутреннее сопротивление. Подшипник вентилятора системы охлаждения начал изнашиваться. Они не объявляют о себе сигналами тревоги. Они проявляются в снижении-эффективности поездок туда и обратно, медленно, в течение нескольких месяцев. Системы мониторинга фиксируют это... если кто-то действительно наблюдает за информационными панелями.

Практическое применение

Рынок C&I действительно принял эти системы. Не повсеместно и не без некоторых неудач, но траектория ясна.

Пиковое бритьеостается основным вариантом использования. Коммерческие тарифы на электроэнергию часто включают плату за потребление, основанную на максимальном 15-минутном потреблении электроэнергии в течение расчетного периода. Шкаф мощностью 100 кВт/215 кВтч может сгладить эти пики, обеспечивая реальную экономию, иногда достаточную, чтобы оправдать стоимость оборудования в течение 3-4 лет в зависимости от структуры тарифов.

Резервное питаниерастет, особенно после того, как события, связанные с надежностью энергосистемы, показали, что даже развитые регионы могут испытывать длительные перебои в работе сети. Шкафы поддерживают функцию автоматического запуска в большинстве конфигураций, хотя передача обслуживания не такая плавная, как в традиционных ИБП. Если вам нужно отсутствие перерывов в работе критических нагрузок, вы все равно используете многоуровневые решения.

Солнечная интеграцияработает хорошо, но требует тщательного подбора размера. Емкость хранилища обычно должна соответствовать нескольким часам избыточной генерации. Недостаточные системы просто тратят излишки производства; Негабаритные системы никогда не достигают глубины цикла, обеспечивающей максимальную рентабельность инвестиций.

Некоторые новые приложения-поддержки быстрой зарядки электромобилей и участия в сетевых сервисах-показывают многообещающие результаты, но остаются на ранней-стадии развертывания в масштабе шкафа-.

Что на самом деле искать

Если вы оцениваете эти системы, на мгновение проигнорируйте заголовки о производительности. Паспортная мощность 215 кВтч при 25 градусах ничего не говорит о реальной-мировой производительности летом в Техасе или зимой в Висконсине.

Спросите о:

Диапазон рабочих температур. Лучшие системы выдерживают температуру от -30 до +55 градусов без снижения номинальных характеристик. Меньшие системы налагают ограничения на зарядку ниже 0 градусов, что может сделать их бесполезными для хранения на ночь в холодном климате.

Полезная мощность в сравнении с номинальной. Некоторые производители указывают полную мощность; другие создают резервы. Вы хотите знать, что на самом деле доступно при глубине разряда 80% после трех лет езды на велосипеде.

Условия гарантии, превышающие срок действия. Угасание мощности гарантирует материю. То же самое относится и к мелкому шрифту о том, что представляет собой «нормальное использование». Я видел аннулирование гарантий из-за деталей установки, которые никогда не были указаны в качестве требований.

Подход к терморегулированию. Охлаждение воздушное или жидкостное? Какая температура окружающей среды приводит к снижению защитных характеристик системы? Какова паразитная нагрузка самой системы охлаждения?

Прозрачность цепочки поставок. Где производятся клетки? Где финальная сборка? Это влияет на сроки выполнения заказов, гарантийное обслуживание и, во все большей степени, на право на участие в программах поощрения.

Реальная стоимость

Прозрачность ценообразования на этом рынке ужасна. Каждое предложение основано на запросе. Но, грубо говоря, ожидайте 500–800 долларов США за кВтч за готовые шкафные системы в диапазоне 100–300 кВтч. Установка добавляет еще 15-25% в зависимости от сложности сайта.

Эти цифры продолжают снижаться-сами цены на аккумуляторы за два десятилетия упали примерно на 90 %-но, возможно, мы приближаемся к минимальным ценам на химию. Баланс--системных затрат оказался более жестким.

Работает ли экономика, полностью зависит от вашей конкретной ситуации. Тарифы на электроэнергию. Структуры начисления спроса. Доступные стимулы. Профили солнечной генерации, если применимо. Общие прогнозы рентабельности инвестиций здесь бесполезны. Получите анализ-специфического сайта или не беспокойтесь.

Куда движется эта технология

Производители повышают плотность энергии с каждым поколением продукции. Шкаф мощностью 215 кВтч, который пять лет назад требовал полной площади под открытым небом, теперь помещается на 30% меньше. Жидкостное охлаждение мигрирует из контейнерных систем. Дистанционный мониторинг достиг такой степени, что автоматическая работа становится скорее практичной, чем желательной.

Менее заметная эволюция происходит в сфере управления интеллектом. Прогнозирующая диспетчеризация на основе машинного обучения-. Динамическое реагирование на цены на электроэнергию-в реальном времени. Автоматическое моделирование деградации, которое корректирует рабочие параметры для продления срока службы.

Пока неизвестно, превратится ли все это в действительно коммерческую инфраструктуру, позволяющую установить-и-забыть. Линия тренда предполагает, что в конечном итоге да. Сроки? Любой, кто утверждает, что знает, догадывается.

Наружные шкафные накопители энергии занимают особую нишу в более широком переходе к электрификации,-слишком большие для домов, слишком маленькие для коммунальных подстанций, но идеально подходящие для коммерческих объектов и объектов легкой промышленности, которые составляют основную часть потребления электроэнергии в застроенной среде. Это не гламурная технология. Это не попадет в заголовки газет. Он все чаще будет просто тихо работать в фоновом режиме, сглаживая пики и сохраняя солнечный свет, что может быть именно тем, что имеет значение.