Šis projektas buvo įgyvendintas Pietų Afrikoje, siekiant patenkinti vietinio komercinio ir pramoninio kliento atsarginio maitinimo, apkrovos valdymo ir energijos optimizavimo poreikius. Sistemą sudaro dvi 125 kW / 241 kWh oru aušinamos energijos kaupimo spintos, kurių bendra vardinė galia yra 250 kW, o bendra energijos kaupimo talpa – 482 kWh.

Sistema palaiko kelių įrenginių lygiagretų veikimą, todėl, atsižvelgiant į būsimą apkrovos augimą ir kintančius elektros energijos poreikius, galima pridėti papildomų energijos kaupimo spintų.

Kai kuriuose Pietų Afrikos regionuose ribotas tinklo pajėgumas, elektros energijos tiekimo sutrikimai ir įtampos svyravimai gali sutrikdyti gamybą, įrangos veikimą ir įprastą verslo veiklą. Tradiciniai dyzelinių generatorių sprendimai yra susiję su didelėmis kuro ir priežiūros sąnaudomis, taip pat triukšmu, išmetamųjų teršalų kiekiu ir sudėtingu kasdieniu valdymu.

Siekiant patenkinti kliento elektros energijos tiekimo patikimumo, sąnaudų kontrolės ir patogios priežiūros reikalavimus, šiame projekte naudojamas integruotas oru aušinamų akumuliatorių energijos kaupimo sprendimas. Sistema pagerina atsarginio maitinimo galimybes, optimizuoja elektros energijos suvartojimą ir sumažina tinklo apkrovą piko metu, suteikdama klientui stabilesnį, lankstesnį ir ekonomiškesnį energijos tiekimą.

2. Sistemos konfigūracija

Projekte numatytos dvi lauko oru vėsinamos energijos kaupimo spintos, kurių kiekvienos vardinė galia yra 125 kW, o energijos kaupimo talpa – 241 kWh.

Kai abu įrenginiai veikia lygiagrečiai, jie teikia:

• Bendra vardinė galia: 250 kW
• Bendra energijos kaupimo talpa: 482 kWh
• Vieno įrenginio vardinė galia: 125 kW
• Vieno įrenginio talpa: 241 kWh

Kiekvienoje spintelėje integruota akumuliatorių sistema, energijos konversijos sistema (PCS), akumuliatorių valdymo sistema (BMS), energijos valdymo sistema (EMS), temperatūros kontrolės sistema, priešgaisrinės apsaugos sistema ir elektros apsaugos komponentai.

Ši itin integruota konstrukcija sumažina įrangos montavimo ir sistemos paleidimo darbus vietoje. Ji taip pat sutrumpina projekto diegimo laikotarpį ir sumažina suderinamumo riziką tarp skirtingų sistemos komponentų.

3. Sistemos veikimo strategija

Įprastomis tinklo sąlygomis sistema gali krauti mažos paklausos arba mažesnių tarifų laikotarpiais, atsižvelgiant į kliento veikimo strategiją. Sukaupta energija gali būti iškrauta didžiausios paklausos laikotarpiais, siekiant sumažinti didžiausią tinklo suvartojimą ir optimizuoti kliento elektros energijos vartojimo profilį.

Kai nutrūksta elektros tiekimas tinkle, svyruoja įtampa arba nepakanka elektros energijos tiekimo, energijos kaupimo sistema gali palaikyti kritines apkrovas pagal sukonfigūruotą valdymo strategiją. Tai padeda sumažinti gamybos prastovas, verslo sutrikimus ir nuostolius, atsirandančius dėl netikėtų elektros energijos tiekimo sutrikimų.

EMS nuolat stebi ir koordinuoja tinklą, energijos kaupimo įrangą ir vietoje esančias apkrovas. Ji automatiškai koreguoja įkrovimo ir iškrovimo strategijas pagal apkrovos poreikį, akumuliatoriaus įkrovos būseną ir sistemos veikimo sąlygas, taip pagerindama bendrą energijos vartojimo efektyvumą.

4. Oro aušinimo sistemos projektavimas

Projekte naudojama brandi oro aušinimo architektūra. Optimizuoti vidiniai oro srauto kanalai ir temperatūros stebėjimo sistemos užtikrina nuolatinį šilumos išsklaidymą akumuliatorių moduliams ir energijos konversijos įrangai.

Palyginti su sudėtingesnėmis skysčio aušinimo sistemomis, oru aušinamas sprendimas pašalina aušinimo vamzdynus, aušinimo skystį, siurblius ir kitus skysčio cirkuliacijos komponentus. Dėl to sistemos struktūra yra paprastesnė, įprastinė patikra lengvesnė, o ilgalaikė priežiūra – patogesnė.

Oru aušinama konstrukcija taip pat padeda sumažinti pradines investicijas į įrangą ir ilgalaikes eksploatavimo bei priežiūros išlaidas.

Siekiant prisitaikyti prie aukštos temperatūros ir dulkių lauko sąlygų, būdingų Pietų Afrikos dalims, įranga naudoja oro sąlygoms atsparų lauko korpuso dizainą kartu su išmaniaisiais vėdinimo, temperatūros reguliavimo ir sistemos apsaugos mechanizmais. Šios savybės pagerina veikimo stabilumą sudėtingomis aplinkos sąlygomis.

5. Pažangus valdymas ir saugos valdymas

Sistema integruoja tris pagrindines valdymo platformas: PCS, BMS ir EMS. Kartu jos koordinuoja akumuliatorių valdymą, energijos konvertavimą, sistemos stebėjimą ir energijos paskirstymą.

BMS nuolat stebi akumuliatoriaus elementų įtampą, temperatūrą, srovę, įkrovos būseną ir veikimo būseną. Aptikusi nenormalią būklę, sistema gali įjungti įspėjimą ir aktyvuoti atitinkamas apsaugos priemones.

PCS valdo dvikryptę energijos konversiją tarp akumuliatorių sistemos ir kintamosios srovės maitinimo sistemos, o EMS kuria ir vykdo įkrovimo ir iškrovimo strategijas pagal kliento elektros energijos poreikius.

Naudodama daugiapakopius stebėjimo, įspėjimo ir apsaugos mechanizmus, sistema gali nustatyti ir reaguoti į veikimo rizikas, tokias kaip viršįtampis, per žema įtampa, viršsrovis, perkaitimas, trumpieji jungimai ir ryšio sutrikimai. Tai pagerina bendrą energijos kaupimo sistemos saugą ir patikimumą.

6. Projekto paraiškos vertė

Sistema teikia energijos paramą kritinėms apkrovoms, kai tinklo tiekimas yra nepakankamas arba nutrūksta, taip sumažindama gamybos ir eksploatavimo nuostolius, atsirandančius dėl elektros energijos tiekimo sutrikimų.

Įprasto veikimo metu energijos kaupimo sistema taip pat gali atlikti piko mažinimą, apkrovos perkėlimą ir elektros energijos suvartojimo optimizavimą. Tai sumažina piko apkrovos spaudimą ir pagerina kliento esamos elektros energijos paskirstymo sistemos pajėgumą.

Naudodamas akumuliatorių energijos kaupimą, klientas gali išvengti brangių transformatorių ir kitos elektros infrastruktūros atnaujinimų arba juos atidėti, tuo pačiu įgydamas lankstesnę prieigą prie energijos.

Modulinė sistema palaiko lygiagretų plėtrą. Papildomos energijos kaupimo spintos gali būti montuojamos didėjant gamybos pajėgumams, įrangos kiekiui ar elektros energijos poreikiui. Tai padeda išvengti didelių pradinių investicijų ir pagerina ilgalaikį projekto pritaikomumą.

Dėl integruoto dizaino, išmanaus energijos valdymo, mažesnių bendrų investicijų sąnaudų ir patogios ilgalaikės priežiūros šis projektas yra praktinis pavyzdys komercinėms ir pramoninėms energijos kaupimo reikmėms Pietų Afrikoje ir kitose aukštos temperatūros arba silpno tinklo rinkose.