Tämä projekti otettiin käyttöön Etelä-Afrikassa paikallisen kaupallisen ja teollisen asiakkaan varavirran, kuormituksen hallinnan ja energian optimoinnin tarpeiden täyttämiseksi. Järjestelmä koostuu kahdesta 125 kW/241 kWh ilmajäähdytteisestä energian varastointikaapista, joiden kokonaisteho on 250 kW ja energian varastointikapasiteetti 482 kWh.

Järjestelmä tukee usean yksikön rinnakkaiskäyttöä, mikä mahdollistaa lisäenergian varastokaappien lisäämisen tulevan kuormituksen kasvun ja muuttuvien sähkönkulutuksen mukaan.

Joillakin Etelä-Afrikan alueilla rajallinen sähköverkon kapasiteetti, sähkökatkot ja jännitevaihtelut voivat häiritä tuotantoa, laitteiden toimintaa ja normaalia liiketoimintaa. Perinteisiin dieselgeneraattoriratkaisuihin liittyy korkeat polttoaine- ja ylläpitokustannukset sekä melua, päästöjä ja monimutkaista päivittäistä hallintaa.

Asiakkaan sähkönsyötön luotettavuutta, kustannusten hallintaa ja kätevää huoltoa koskevien vaatimusten täyttämiseksi tässä projektissa otetaan käyttöön integroitu ilmajäähdytteinen akkukäyttöinen energian varastointiratkaisu. Järjestelmä parantaa varavirrantuotantoa, optimoi sähkönkulutusta ja vähentää sähköverkon kuormitusta huippukysynnän aikana, tarjoten asiakkaalle vakaamman, joustavamman ja kustannustehokkaamman energiantoimituksen.

2. Järjestelmän kokoonpano

Projekti sisältää kaksi ulkoilmajäähdytteistä energianvarastointikaappia, joiden kummankin nimellisteho on 125 kW ja energianvarastointikapasiteetti 241 kWh.

Rinnakkain toimiessaan nämä kaksi yksikköä tarjoavat:

• Kokonaisteho: 250 kW
• Kokonaisenergian varastointikapasiteetti: 482 kWh
• Yhden yksikön nimellisteho: 125 kW
• Yhden yksikön varastointikapasiteetti: 241 kWh

Jokainen kaappi integroi akkujärjestelmän, tehonmuunnosjärjestelmän (PCS), akunhallintajärjestelmän (BMS), energianhallintajärjestelmän (EMS), lämpötilansäätöjärjestelmän, palonsuojausjärjestelmän ja sähköiset suojauskomponentit.

Tämä pitkälle integroitu suunnittelu vähentää laitteiden asennus- ja käyttöönottotyötä paikan päällä. Se myös lyhentää projektin käyttöönottoaikaa ja minimoi yhteensopivuusriskit eri järjestelmäkomponenttien välillä.

3. Järjestelmän toimintastrategia

Normaaleissa verkko-olosuhteissa järjestelmä voi ladata alhaisen kysynnän tai alhaisemman tariffin aikana asiakkaan toimintastrategian mukaan. Varastoitu energia voidaan sitten purkaa huippukulutuksen aikana, mikä vähentää verkon huippukulutusta ja optimoi asiakkaan sähkönkäyttöprofiilin.

Kun sähköverkossa on sähkökatkos, jännitevaihtelu tai virransyöttö on riittämätön, energian varastointijärjestelmä voi tukea kriittisiä kuormia konfiguroidun ohjausstrategian mukaisesti. Tämä auttaa vähentämään tuotannon seisokkeja, liiketoiminnan keskeytyksiä ja odottamattomien sähkökatkosten aiheuttamia tappioita.

EMS valvoo ja koordinoi jatkuvasti sähköverkkoa, energian varastointilaitteita ja paikallisia kuormia. Se säätää lataus- ja purkausstrategioita automaattisesti kuormitustarpeen, akun varaustilan ja järjestelmän käyttöolosuhteiden mukaan, mikä parantaa energian kokonaiskäyttötehokkuutta.

4. Ilmajäähdytysjärjestelmän suunnittelu

Projektissa käytetään kypsää ilmajäähdytysarkkitehtuuria. Optimoidut sisäiset ilmavirtauskanavat ja lämpötilanvalvontajärjestelmät takaavat jatkuvan lämmönpoiston akkumoduuleille ja tehonmuunnolaitteille.

Verrattuna monimutkaisempiin nestejäähdytysjärjestelmiin, ilmajäähdytteinen ratkaisu poistaa jäähdytysputkistot, jäähdytysnesteen, pumput ja muut nesteen kiertoon käytettävät komponentit. Tämä johtaa yksinkertaisempaan järjestelmärakenteeseen, helpompiin rutiinitarkastuksiin ja kätevämpään pitkäaikaiseen huoltoon.

Ilmajäähdytteinen rakenne auttaa myös vähentämään alkuinvestointeja laitteisiin sekä pitkän aikavälin käyttö- ja ylläpitokustannuksia.

Etelä-Afrikan osissa vallitsevien korkeiden lämpötilojen ja pölyisten ulko-olosuhteiden vuoksi laitteessa on säänkestävä ulkokaappi yhdistettynä älykkääseen ilmanvaihtoon, lämpötilan säätöön ja järjestelmän suojausmekanismeihin. Nämä ominaisuudet parantavat toiminnan vakautta haastavissa ympäristöolosuhteissa.

5. Älykäs ohjaus ja turvallisuushallinta

Järjestelmä integroi kolme keskeistä ohjausalustaa: PCS:n, BMS:n ja EMS:n. Yhdessä ne koordinoivat akkujen hallintaa, tehonmuunnosta, järjestelmän valvontaa ja energian jakelua.

Akkuautomaatiojärjestelmä valvoo jatkuvasti akun jännitettä, lämpötilaa, virtaa, lataustilaa ja toimintatilaa. Kun järjestelmä havaitsee epänormaalin tilan, se voi antaa hälytyksen ja aktivoida vastaavat suojaustoimenpiteet.

PCS hallinnoi kaksisuuntaista energianmuunnosta akkujärjestelmän ja vaihtovirtajärjestelmän välillä, kun taas EMS kehittää ja toteuttaa lataus- ja purkausstrategioita asiakkaan sähköntarpeiden mukaisesti.

Monitasoisten valvonta-, varoitus- ja suojausmekanismien avulla järjestelmä voi tunnistaa ja reagoida käyttöriskeihin, kuten ylijännitteeseen, alijännitteeseen, ylivirtaan, ylikuumenemiseen, oikosulkuun ja tiedonsiirtohäiriöihin. Tämä parantaa energian varastointijärjestelmän yleistä turvallisuutta ja luotettavuutta.

6. Projektihakemuksen arvo

Järjestelmä tarjoaa energiatukea kriittisille kuormille, kun sähköverkkoon syötetty sähkö on riittämätöntä tai keskeytyneenä, mikä vähentää sähkökatkosten aiheuttamia tuotanto- ja käyttötappioita.

Normaalikäytössä energian varastointijärjestelmä voi myös suorittaa huippukuormituksen tasausta, kuorman siirtoa ja sähkönkulutuksen optimointia. Tämä vähentää huippukuormituspainetta ja parantaa asiakkaan olemassa olevan sähkönjakelujärjestelmän kapasiteettia.

Käyttämällä akkuihin varastoitua energiaa asiakas voi välttää tai lykätä kalliita muuntajien ja muun sähköinfrastruktuurin päivityksiä ja samalla saada joustavamman pääsyn sähköön.

Modulaarinen järjestelmä tukee rinnakkaislaajennusta. Lisää energian varastointikaappeja voidaan asentaa tuotantokapasiteetin, laitteiden määrän tai sähkönkulutuksen kasvaessa. Tämä auttaa välttämään liiallisia alkuinvestointeja ja parantaa projektin pitkän aikavälin skaalautuvuutta.

Integroidun suunnittelunsa, älykkään energianhallinnansa, alhaisempien kokonaisinvestointikustannustensa ja kätevän pitkäaikaisen ylläpidon ansiosta tämä projekti tarjoaa käytännöllisen referenssin kaupallisiin ja teollisiin energian varastointisovelluksiin Etelä-Afrikassa ja muilla korkean lämpötilan tai heikon sähköverkon markkinoilla.