شارژ قابل اعتماد BESS برای مناطق تحت پوشش خدمات بزرگراه‌های دورافتاده

پاسخ سریع

مناطق خدمات بزرگراهی دورافتاده، سخت‌ترین محیط برای شارژ خودروهای برقی هستند: اتصالات شبکه ضعیف یا غایب، دماهای بسیار بالا، زمان طولانی سفر برای تعمیر و نگهداری، و مشتریانی که شارژر از کار افتاده را نمی‌بخشند. شارژ با پشتیبانی BESS این مشکل را با جدا کردن توان شارژ از ظرفیت شبکه حل می‌کند - یک کابینت یا بانک کانتینر شارژر BESS، ۱۲۰ تا ۴۸۰ کیلووات شارژ را از انرژی ذخیره شده روی اتصالی که شرکت برق می‌تواند ارائه دهد، با مدیریت حرارتی خنک‌شده با مایع برای حفظ خروجی نامی در تابستان‌های ۴۵ درجه سانتیگراد و زمستان‌های -۲۰ درجه سانتیگراد، ارائه می‌دهد. قابلیت اطمینان در این محیط مهندسی شده است، نه چیزی که به آن امید داشته باشیم: ماژول‌های برق ماژولار قابل تعویض در حین کار، کنترل‌کننده‌های EMS اضافی، نظارت از راه دور و محفظه‌های دارای رتبه IP، یک تماس خدمات ۳ روزه را به یک تعویض ماژول ۱۵ دقیقه‌ای تبدیل می‌کنند. نتیجه عملیاتی برای سایت‌های دورافتاده با طراحی خوب، در دسترس بودن ۹۷ تا ۹۹ درصدی شارژر است، که همان چیزی است که یک ایستگاه بزرگراه را به یک نقطه درآمد قابل اعتماد تبدیل می‌کند.

نکات کلیدی

• BESS به مناطق تحت پوشش دورافتاده اجازه می‌دهد تا شارژ پرقدرت را روی اتصالات شبکه ضعیف یا غیرموجود ارائه دهند و مانع اصلی استقرار را از بین ببرند.
• قابلیت اطمینان از طریق افزونگی مهندسی می‌شود: ماژول‌های قابل تعویض در حین کار، باس‌های DC مجزا، کنترل‌کننده‌های EMS افزونه و تشخیص از راه دور.
• خنک‌کننده مایع و محفظه‌های IP65+ در مکان‌های دورافتاده که شرایط محیطی نامساعد و گرد و غبار/یخ، عملکرد روزانه را تعیین می‌کنند، غیرقابل مذاکره هستند.
• معماری ماژولار BESS، تعمیر و نگهداری را از یک سفر میدانی ۳ روزه به یک تعویض قطعات ۱۵ دقیقه‌ای توسط هر تکنسین محلی تبدیل می‌کند.
• آپتایم، نه قدرت اصلی، معیار درآمد است: دسترسی ۹۷ تا ۹۹ درصدی، عملکرد بهتری نسبت به نصب بزرگتر اما ضعیف‌تر دارد.

مشکل بزرگراه‌های دورافتاده: چرا برق شبکه‌ای نقطه شروع اشتباهی است

مناطق خدمات بزرگراهی دقیقاً در مکان‌هایی قرار دارند که برق شبکه در ضعیف‌ترین حالت خود قرار دارد: کیلومترها دورتر از پست‌های برق، روی فیدرهایی که برای بار روشنایی یک جایگاه سوخت طراحی شده‌اند و اغلب توسط خطوط هوایی قدیمی تغذیه می‌شوند. مسیر استقرار کلاسیک - درخواست برای ارتقاء ترانسفورماتور، انتظار ۱۲ تا ۲۴ ماه، پرداخت ۱۰۰۰۰۰ تا ۳۰۰۰۰۰ دلار آمریکا برای ساخت و ساز - برای مکانی که ترافیک آن ممکن است به طور غیرقابل پیش‌بینی افزایش یابد، از نظر اقتصادی پوچ است. بدتر از آن، در بسیاری از بخش‌های بزرگراه روستایی، شرکت برق به سادگی نمی‌تواند ظرفیت را به هر قیمتی در یک جدول زمانی معقول ارائه دهد.

BESS شبکه برق را از مسیر بحرانی خارج می‌کند. این سایت به طور مداوم هر ظرفیتی را که وجود دارد - اغلب ۱۰۰ تا ۲۰۰ کیلوولت‌آمپر - دریافت می‌کند، انرژی را در طول شب و در ساعات غیر اوج مصرف ذخیره می‌کند و ۱۲۰ تا ۴۸۰ کیلووات برق شارژ را به صورت انفجاری از باتری تحویل می‌دهد. شبکه برق به یک شارژر قطره‌ای برای باتری تبدیل می‌شود؛ باتری به زیرساخت شارژ تبدیل می‌شود. این دقیقاً معماری خط MIDA [ایستگاه شارژ BESS](https://www.midapower.com/bess-charging-station/) و واحدهای سیار/نجات BESS است که در استقرار اضطراری اثبات شده‌اند، جایی که همان منطق "ذخیره، سپس تحویل انفجاری" برای سایت‌هایی که اصلاً شبکه برق ندارند نیز صدق می‌کند.

چرا BESS عامل توانمندسازی است - و قابلیت اطمینان در اینجا به چه معناست

در یک سایت دورافتاده، قابلیت اطمینان تعریف خاصی دارد: شارژر در هر فصلی، وقتی مشتری به برق وصل می‌شود، توان نامی را ارائه می‌دهد و میانگین زمان لازم برای تعمیر آن ساعت‌ها است، نه روزها. سه لایه طراحی این نتیجه را ایجاد می‌کنند:

۱. در دسترس بودن انرژی

یک شارژر از راه دور متصل به شبکه، هر بار که فیدر محلی از کار می‌افتد، از کار می‌افتد - و فیدرهای از راه دور اغلب از کار می‌افتند. یک سایت BESS فقط زمانی که باتری خالی است از کار می‌افتد، که EMS با محدود کردن تخلیه در یک طبقه در حالت شارژ و شارژ از شبکه یا انرژی خورشیدی در هر زمان که موجود باشد، از آن جلوگیری می‌کند. [شارژرهای سیار BESS](https://www.midapower.com/mobile-bess-charger/) و سیستم‌های کانتینری این منطق را بیشتر گسترش می‌دهند: آنها را می‌توان با کامیون حمل کرد تا در طول افزایش تقاضا یا دوره‌های نگهداری شبکه، ظرفیت موقت را فراهم کنند.

۲. تاب‌آوری حرارتی

مناطق خدماتی دورافتاده جایی هستند که دما در شدیدترین حالت خود قرار دارد و تهویه در بدترین حالت خود است. باتری و قطعات الکترونیکی قدرت باید توان عملیاتی نامی را در دمای محیط ۴۵ درجه سانتیگراد بدون افت ظرفیت حفظ کنند و شب‌های ۲۰- درجه سانتیگراد را بدون افت ظرفیت تحمل کنند. سیستم‌های خنک‌کننده مایع - رک‌های باتری، ماژول‌های برق و کابل‌های ۵۰۰ آمپر- در آب و هوای سرد، گرما را به طور فعال دفع کرده و از همان حلقه، پیش گرمایش را انجام می‌دهند. جایگزین‌های خنک‌کننده هوا دقیقاً زمانی که سایت شلوغ‌ترین حالت خود را دارد، ۱۰ تا ۲۵ درصد از توان عملیاتی را از دست می‌دهند.

۳. قابلیت سرویس‌دهی از راه دور

تماس برای سرویس به یک سایت دورافتاده، قبل از اینکه تکنسین به ابزاری دست بزند، یک روز کامل سفر هزینه دارد. پاسخ طراحی، ماژولار بودن است: ماژول‌های برق قابل تعویض در حین کار، قفسه‌های باتری قابل اتصال و واحدهای خنک‌کننده قابل تعویض با خط برق به این معنی است که یک پیمانکار محلی با آموزش اولیه می‌تواند تعمیراتی را انجام دهد که در غیر این صورت به یک مهندس کارخانه نیاز دارد. سیستم‌های MIDA [کابینت شارژر BESS](https://www.midapower.com/bess-charger-cabinet/) و معماری اسپلیت بر اساس این اصل ساخته شده‌اند - واحد قابل تعویض یک ماژول است، نه کل ایستگاه.

طراحی برای قابلیت اطمینان در شرایط سخت

جدول زیر، حالت‌های خرابی غالب در عملیات بزرگراه‌های از راه دور را بر اساس شمارنده‌های مهندسی آنها ترسیم می‌کند:

دو الگو شایسته تأکید هستند. اول، افزونگی لایه لایه است: یک سایت ۴۸۰ کیلوواتی باید بین چندین کابینت یا کانتینر تقسیم شود تا یک خرابی واحد، ظرفیت را بدون صفر کردن آن کاهش دهد. دوم، تله‌متری یک ویژگی قابلیت اطمینان است، نه یک ویژگی لوکس روی داشبورد - نظارت از راه دور عبارت «خرابی شارژر گزارش شده، کسی را بفرستید» را به «ماژول B-2 در کابینت ۳ خطای فن را نشان می‌دهد، یک ماژول جایگزین ارسال کنید» تبدیل می‌کند، که تفاوت بین یک روز و یک هفته از کارافتادگی است.

استراتژی نگهداری و زمان آماده به کار: مدل عملیاتی ۹۷-۹۹٪

سایت‌های از راه دور قابل اعتماد بر اساس یک مدل عملیاتی اداره می‌شوند، نه یک ضمانت. رویه‌هایی که دسترسی ۹۰٪ را از ۹۸٪ متمایز می‌کنند:

1. نظارت از راه دور.هر کابینت، وضعیت شارژ، دمای سلول‌ها، فشار حلقه خنک‌کننده، تعداد چرخه‌ها و کدهای خطا را به یک EMS ابری ارسال می‌کند. هشدارها قبل از خرابی فعال می‌شوند - روند افزایش دمای مایع خنک‌کننده هفته‌ها قبل از وقوع حادثه قابل پیگیری است. 2.قطعات یدکی از پیش آماده شده.هر منطقه، موجودی کمی از سه قطعه‌ای که بیشتر از همه خراب می‌شوند را نگه می‌دارد: ماژول‌های برق، واحدهای خنک‌کننده و بردهای کنترل. قیمت‌گذاری قطعات یدکی در محل، همیشه از حمل‌ونقل اضطراری بهتر است. ۳.شبکه خدمات شریک محلی.سخت‌افزار ماژولار امکان آموزش یک پیمانکار منطقه‌ای را در عرض یک روز فراهم می‌کند. توافق‌نامه سطح خدمات (SLA) به جای «مهندس کارخانه ظرف ۵ روز می‌رسد» به «تعویض ماژول ظرف ۲۴ ساعت» تبدیل می‌شود. ۴.بازه‌های زمانی نگهداری فصلی.دو بازدید برنامه‌ریزی‌شده در سال (قبل از تابستان، قبل از زمستان) حلقه‌های خنک‌کننده، عایق‌بندی و اتصالات را تأیید می‌کند. بازدیدهای برنامه‌ریزی‌نشده در سایت‌های دورافتاده معمولاً ۳ تا ۱۰ برابر یک بازدید برنامه‌ریزی‌شده هزینه دارند. ۵.اعزام آگاه از ظرفیت.سیستم مدیریت انرژی (EMS) یک سطح حداقلی از شارژ (مثلاً ۱۵ تا ۲۰ درصد) را برای مواقع اضطراری و قطعی شبکه برق در نظر می‌گیرد، بنابراین سایت همیشه می‌تواند حداقل شارژ جزئی را حتی پس از قطعی برق ارائه دهد.

منطق مالی آن صریح است: یک جلسه شارژ بزرگراه که به دلیل خرابی شارژر با شکست مواجه می‌شود، برای اپراتور هزینه درآمد جلسه، حسن نیت مشتری و - در قراردادهای امتیازی - جریمه‌ای در برابر شاخص‌های کلیدی عملکرد در دسترس بودن را به همراه دارد. 97 تا 99 درصد در دسترس بودن، که در طول فصول مختلف حفظ شود، چیزی است که یک سایت BESS از راه دور را به یک دارایی قابل سرمایه‌گذاری تبدیل می‌کند.

الگوی استقرار: یک منطقه خدمات از راه دور در عمل

یک منطقه تحت پوشش را در فاصله ۱۲۰ کیلومتری از نزدیکترین شهر، در بزرگراهی با ترافیک رو به رشد خودروهای برقی در نظر بگیرید. ظرفیت شبکه در محل: ۱۵۰ کیلوولت‌آمپر - کافی برای روشنایی، یک فروشگاه و یک شارژر ۶۰ کیلوواتی. هدف اپراتور: چهار شارژر ۱۲۰ کیلوواتی (در اوج مصرف ۴۸۰ کیلووات) با ۹۷٪+ در دسترس بودن.

معماری مستقر:

• سمت شبکه:یک اتصال ۱۵۰ کیلوولت‌آمپر، بدون تغییر نسبت به سرویس موجود - بدون ارتقاء ترانسفورماتور، بدون پروژه تأسیساتی.
• سمت انبار:یک کانتینر BESS با ظرفیت ۱ مگاوات ساعت که به طور مداوم از ظرفیت اضافی یک شبه شبکه شارژ می‌شود، به علاوه یک [کابینت شارژر BESS] کوچک‌تر (https://www.midapower.com/bess-charger-cabinet/) به ازای هر جفت شارژر برای ارسال جزئی.
• سمت شارژ:چهار شارژر سریع جریان مستقیم ۱۲۰ کیلوواتی ایستاده که از باس جریان مستقیم تغذیه می‌شوند؛ اوج مصرف از باتری تأمین می‌شود.
• سمت کنترل:یک جفت EMS اضافی که عملیات ارسال مبتنی بر پیش‌بینی، منطق جزیره‌ای و تله‌متری کامل از راه دور را اجرا می‌کند.
• جنبه حرارتی:رک‌های باتری و ماژول‌های برق با خنک‌کننده مایع که برای اوج مصرف ۴۵ درجه سانتیگراد در تابستان طراحی شده‌اند.

نتایج عملیاتی از این مدل پیروی می‌کنند: این سایت روزانه بیش از ۱۵۰ وسیله نقلیه را با اتصال ۱۵۰ کیلوولت‌آمپر شارژ می‌کند، دو قطعی فیدر محلی در سال را حذف می‌کند و هرگونه خرابی ماژول را ظرف ۲۴ ساعت از طریق یک شریک منطقه‌ای آموزش‌دیده تعمیر می‌کند. سرمایه‌ای که می‌توانست یک ارتقاء ترانسفورماتور را خریداری کند، کل سیستم شارژ را خریداری کرد.

چک لیست تدارکات برای سایت‌های دورافتاده

قبل از امضای هرگونه قرارداد استقرار از راه دور، موارد زیر را در مشخصات فنی بررسی کنید:

• انطباق با قوانین جزیره‌ای و شبکه‌ای دارای گواهینامه(CE، UL یا استانداردهای محلی) - بدون آن، سایت نمی‌تواند به طور قانونی قطع و وصل شود.
• خنک‌کننده مایع به صورت استاندارد، نه برای ماژول‌های باتری و نه برای ماژول‌های برق، یک گزینه نیست.
• ماژول‌های قابل تعویض در حین کاربا رویه‌های مبادله مستند که هر پیمانکار آموزش‌دیده‌ای می‌تواند اجرا کند.
• رتبه‌بندی محفظه IP65+روی تمام کابینت‌ها و کانکتورهای فضای باز.
• پروتکل‌های باز— OCPP 2.0.1 برای شارژرها و یک API مستند EMS — تا سایت به پشته نظارتی یک فروشنده قفل نشود.
• محدوده دمای عملیاتی اعلام شدهپوشش شرایط آب و هوایی نامساعد محل، به همراه منحنی‌های کاهش دما که در برگه اطلاعات منتشر شده‌اند.

سوالات متداول

۱. آیا شارژ BESS می‌تواند در جایی که اصلاً شبکه برق وجود ندارد، کار کند؟بله. واحدهای BESS کانتینری و سیار توسط انرژی خورشیدی، ژنراتور یا دسترسی گاه به گاه به شبکه برق شارژ می‌شوند و شارژ پرقدرت را به صورت انفجاری ارائه می‌دهند. مزیت، توان عملیاتی انرژی در روز است که اندازه آن باید با ترافیک مطابقت داشته باشد.

۲. یک سایت BESS از راه دور به چه میزان ظرفیت شبکه نیاز دارد؟یک سایت شارژ ۴۸۰ کیلوواتی با یک BESS یک مگاوات ساعتی معمولاً با ظرفیت شبکه ۱۰۰ تا ۲۰۰ کیلوولت‌آمپر کار می‌کند، که اکثر مناطق تحت پوشش خدمات موجود از قبل این ظرفیت را دارند. باتری انرژی را در طول شب ذخیره می‌کند و در طول روز شارژهای پشت سر هم ارائه می‌دهد.

۳. چه چیزی باعث می‌شود یک شارژر از راه دور در گرما یا سرمای شدید قابل اعتماد باشد؟رک‌های باتری و ماژول‌های برق با خنک‌کننده مایع، توان عملیاتی نامی را در محدوده دمایی مختلف حفظ می‌کنند، در حالی که محفظه‌های IP65+ از قطعات الکترونیکی در برابر گرد و غبار، یخ و نمک محافظت می‌کنند. مدیریت حرارتی فعال، تفاوت بین ۱۰۰٪ و ۸۰٪ توان نامی در تابستان است.

۴. در صورت خرابی ماژول، تعمیر یک سایت از راه دور چقدر سریع انجام می‌شود؟با ماژول‌های قابل تعویض در حین کار و یک شریک منطقه‌ای آموزش‌دیده، یک ماژول برق خراب معمولاً ظرف ۲۴ ساعت جایگزین می‌شود. این را با نصب‌های فقط شبکه‌ای مقایسه کنید که اغلب روزها منتظر مهندس کارخانه می‌مانند.

۵. میزان واقعی شارژر موجود برای یک سایت BESS از راه دور با طراحی خوب چقدر است؟با استفاده از کنترلرهای افزونه، نظارت از راه دور، قطعات یدکی از پیش تعیین‌شده و نگهداری فصلی، می‌توان به دسترسی‌پذیری ۹۷ تا ۹۹ درصدی دست یافت. زمان از کارافتادگی باقی‌مانده عمدتاً مربوط به لجستیک است که طراحی ماژولار آن را به حداقل می‌رساند.

۶. چگونه این سایت در هنگام قطعی برق، شارژ را ادامه می‌دهد؟EMS سایت را به حالت جزیره‌ای تغییر می‌دهد: اینورترها از شبکه جدا می‌شوند و سایت کاملاً با باتری (و در صورت وجود، با انرژی خورشیدی) کار می‌کند. یک طبقه با وضعیت شارژ رزرو شده است تا سایت بتواند حتی پس از قطعی‌های طولانی، شارژهای جزئی را ارائه دهد.

۷. آیا سایت‌های دورافتاده به تکنسین‌های حضوری نیاز دارند؟خیر. مدل عملیاتی شامل نظارت از راه دور به علاوه یک شریک خدمات منطقه‌ای آموزش دیده در زمینه تعویض ماژول است. بازدیدهای فصلی برنامه‌ریزی شده (قبل از تابستان و قبل از زمستان) از بیشتر خرابی‌ها جلوگیری می‌کند؛ تله‌متری از راه دور بقیه را زود تشخیص می‌دهد.