פתרונות BESS ניתנים להרחבה עבור מרכזי טעינה של רכבים חשמליים בעלי הספק גבוה

תשובה מהירה

מדרגיות היא האתגר ההנדסי המובהק של מרכזי טעינה לרכבים חשמליים בעלי הספק גבוה: אתר הטעינה של היום, המכיל ארבע עמדות טעינה, חייב להפוך למרכז הטעינה של שישה עשר מגה-וואט של המחר, ללא צורך בבנייה מחדש של מערכות BESS מודולריות. פתרונות BESS מודולריים עונים על כך באמצעות שלושה גורמי צורה שגדלים יחד - יחידות ארונות (120-300 קוט"ש), מטעני BESS משולבים (200-625 קוט"ש עם טעינה מובנית) ומערכות קונטיינריות (1-2 מגה-וואט+) - כולם מנוהלים על ידי מערכת EMS יחידה המתייחסת לאחסון, מטענים וחיבור לרשת כמשאב אחד. מכיוון שקיבולת הסוללה ומודולי הספק מתווספים במרווחים בזמן שהאתר פועל, מפעילים יכולים לשלב את הוצאות ההון עם צמיחת התנועה, לשמור על חיבור לרשת קטן ולעבור את המעבר מ-120 קילוואט ל-960 קילוואט ומעלה לטעינת מגה-וואט MCS. כלל האצבע: התאימו את גודל חיבור הרשת לתנועה של היום, התאימו את ארכיטקטורת BESS לזו של המחר.

נקודות מפתח

• גורמי צורה מודולריים - ארון, משולב, מיכל - מאפשרים למרכזות להגדיל את הקיבולת במרווחים של קילוואט וקוט"ש מבלי להפסיק את הפעילות.
• פריסה מדורגת של BESS מתאימה את הוצאות ההון לגידול בתנועה ומונעת בנייה יתר כבר מהיום הראשון.
• מערכת EMS משותפת היא עמוד השדרה של המדרגיות: מישור בקרה אחד לאחסון, מטענים ושירותי רשת בכל קנה מידה.
• רכזות בעלות הספק גבוה (480 קילוואט–2 מגה-וואט) זקוקות למודולי כוח מקוררים בנוזל וניהול תרמי של הסוללה כדי לשמור על תפוקה מדורגת.
• אתרים עם מוגבלות ברשת החשמל משתמשים ב-BESS כדי להגדיל את עוצמת הטעינה מבלי להמתין לשדרוגי שנאים.

בעיית קנה המידה בטעינה בהספק גבוה

הביקוש לטעינה ציבורית אינו גדל באופן ליניארי - הוא גדל בהדרגה. מרכז כבישים מהירים שנפתח עם ארבעה עמדות טעינה בהספק של 120 קילוואט עשוי לשלש את ניצולתו תוך 24 חודשים, כאשר ציי רכב סמוכים יתחשמלו, מה שיאלץ הרחבה לשנים עשר או שש עשרה יציאות. התגובה הקונבנציונלית, שנאי גדול יותר ויותר עמדות טעינה, מתנגשת בשתי מציאויות: שדרוגי שנאים עולים 50,000-200,000 דולר עם זמני אספקה ​​של 12-18 חודשים, והסכמי חיבור לתשתיות מתנהלים מחדש בכאב. מפעילים שבונים לתנועה של היום מגבילים את הצמיחה שלהם; מפעילים שבונים לתנועה של מחר מבזבזים הון על קיבולת פנויה.

BESS מנתק את הספק הטעינה מרשת החשמל. הרכזת יכולה להתקין מטענים בעלי הספק גבוה באופן מיידי, להפעיל אותם מפריקת הסוללה בזמן שיאים, וליצור פרופיל יציב ומוגבל מהרשת. כאשר התנועה גדלה, המפעיל מוסיף ארונות סוללות או מיכלים ומודולי כוח - לא שנאים. זהו מודל הסקיילביליות שאליו מתכנסות רכזות ברמת מגה-וואט באירופה ובצפון אמריקה, וזו בדיוק הסיבה שקו המוצרים של MIDA משתרע על פני ארונות, תחנות משולבות ומיכלים הבנויים סביב מודולי כוח נפוצים.

שלושה גורמי צורה, סיפור אחד של מדרגיות

פתרונות BESS עבור רכזות בעלות הספק גבוה מגיעים בשלושה גורמי צורה תואמים. הבחירה ביניהם אינה החלטה של ​​או/או - רכזות בוגרות מפעילות את שלושתם:

הרעיון המאחד: כל גורם צורה מדבר באותה שפת EMS ומשתמש באותם אבני בניין - המרה דו-כיוונית AC-DC, מתלי סוללות מקוררים בנוזל ומודולי כוח DC מודולריים. מפעיל יכול להתחיל עם שני [מטעני BESS משולבים](https://www.midapower.com/integrated-bess-charger/), להוסיף [ארון מטען BESS](https://www.midapower.com/bess-charger-cabinet/) כאשר חוזה צי נוחת, ולהכניס [מיכל של 2 מגה-וואט](https://www.midapower.com/bess-charger-container/) כאשר הרכזת מגיעה לקנה מידה של מגה-וואט, עם פלטפורמת בקרה אחת ומערך מיומנויות תחזוקה יחיד על פני כולה.

מתודולוגיית קביעת גודל: מארבעה מטענים לעשרים וארבעה

השאלה המעשית שכל מפעיל שואל היא "כמה סוללה, ומתי?". מתודולוגיית הגודל שלהלן הוכחה כיעילה במחסני צי, מרכזי כבישים מהירים ואתרי יעד:

1. בצע מודל של עקומת העומס.פרופיל של 12 חודשים של מפגשים צפויים: מפגשים ליום, אנרגיה ממוצעת למפגש, וקיבוץ אשכולות הגעה. חלון השיא (בדרך כלל 16:00-20:00 או צהריים עבור ציי רכב) מגדיר את חלון הפריקה. 2.קבע את גודל חיבור הרשת להיום.חוזה של 60-70% בלבד מביקוש הטעינה בשיא צריכת הרשת. הסוללה מספקת את ההפרש בשעות השיא. 3.קבע את גודל הסוללה לשלב הגדילה.כל תוספת קיבולת (למשל, +200 קוט"ש) אמורה לכסות את 18-24 החודשים הבאים של גידול בעומס. זהו השלב המתאים בין יעילות הון לבין תדירות מכרזים חוזרים. 4.הוסף הספק במרווחים של מודול.מודולי כוח (30-60 קילוואט סטנדרטיים, 40-125 קילוואט מקוררים בנוזל) בעלי תפוקת מטען בקנה מידה. מכיוון שהמודולים ניתנים להחלפה חמה בארונות MIDA, שדרוגי כוח אינם דורשים מארזי מטען חדשים. 5.לבצע הערכה מחדש אחת לרבעון.נתוני תעבורה מזינים תוכנית מתגלגלת; ניתן להוסיף מכולות במסגרת מחזור רכש רגיל כאשר הניצול עובר את הסף.

הטבלה שלהלן ממפה שכבות רכזות מייצגות לתצורות BESS:

גבול המגה-וואט: 960 קילוואט עד 2 מגה-וואט ומעלה

חשמול כבד דוחף את מרכזי הטעינה מעבר לרף ה-1 מגה-וואט, כאשר שתי דינמיקות משנות את ההנדסה: רמות הספק המטען מגיעות כעת ל-600 קילוואט-1.5 מגה-וואט לכל תקע (MCS למשאיות), וניהול תרמי הופך לאילוץ השליטה. ברמות הספק אלו, כבלים מקוררי נוזל של 500A+ ומודולי כוח מקוררי נוזל הם חובה - קירור אוויר פשוט לא יכול לדחות את צפיפות החום. מודולי הכוח מקוררי נוזל (40-125 קילוואט) ו-1,000 וולט של MIDA תומכים בתצורות ברמת מגה-וואט, עם תחנות טעינה שלמות של BESS, כגון יחידת 960 קילוואט/2 מגה-וואט ומערכות 480 קילוואט/1 מגה-וואט, המיועדות בדיוק למשימה זו.

עבור מפעילי רכזות, המעבר למגה-וואט מחזק את עקרון המדרגיות: מיכל של 2 מגה-וואט אינו ארון גדול יותר, אלא סוג אחר של נכס אנרגיה שמזין את כל אפיק הזרם הישר של הרכזת. ארביטראז' ה-EMS מבצע חלוקה בין מיכל, ארונות וכלי רכב מחוברים, ומבטיח שהעלות השולית של הוספת תקע נוסף של 600 קילוואט תהיה מודול חשמל וכבל - ולא תחנת משנה.

אילוצי רשת: כאשר BESS הוא נתיב ההתרחבות היחיד

רבים ממוקדי הכוח בעלי הערך הגבוה ביותר - אזורים עירוניים צפופים, פארקי תעשייה, אזורי שירות בכבישים מהירים - יושבים על קווי הזנה רוויים שבהם חברת החשמל אינה יכולה להבטיח קיבולת נוספת במשך שנים. באתרים אלה, BESS אינו אופטימיזציה כלכלית; זוהי הטכנולוגיה המאפשרת. האתר שואב את הקיבולת החוזית שלו באופן רציף, אוגר אנרגיה בתקופות של תנועה נמוכה (כולל לילה), ומספק כוח טעינה הרבה מעבר לדירוג החיבור עבור חלונות מתמשכים. מפעילים יוצרים למעשה רשת מיקרו פרטית על גבי שירות רשת מוגבל.

אופן פעולה זה משנה את פרופיל הסיכון לטובת המפעיל: אין המתנה לחיבור, אין ניתוקי דרישה-טעינה, ותפוקה מובטחת ללקוחות גם במהלך שיאי רשת. עם זאת, התכנון חייב לכלול הגנה חזקה מפני אי-התחברות וממירים תואמי קוד רשת, כך שהרכזת תתנתק בצורה נקייה במהלך אירועי שירות ותתחבר מחדש באופן אוטומטי - תאימות שאושרה על ידי אישורים אזוריים (CE, UL, קוד רשת מקומי).

שיקולי תפעול בקנה מידה גדול

הגדלת חומרה ללא הגדלת הפעילות היא האופן שבו רווחיות המרכז דולפת. ארבעה עמודי תווך תפעוליים שומרים על מרכז צומח בריא:

1. EMS אחד, אמת אחת.פלטפורמת ניהול אנרגיה יחידה מאגדת נתוני מצב טעינה של BESS, עומס מטען, ביקוש מדוד ואותות רשת. שליטה מקוטעת בין ספקים היא מצב הכשל הנפוץ ביותר של מרכזים מדורגים. 2.OCPP 2.0.1 ופרוטוקולים פתוחים.מטענים ומערכות אחסון חייבים לחשוף את ממשקי הבקרה והטלמטריה הדרושים לשירותי הרפואה הרפואית. יכולות הטעינה החכמה וניהול המכשירים של OCPP 2.0.1 הן הבסיס המעשי לתיאום בין נכסים מרובים. 3.ניהול תרמי כמערכת מהשורה הראשונה.קירור נוזלי עבור מדפי סוללות ומודולים בעלי הספק גבוה חייב להיות מתוכנן בארכיטקטורה, ולא מחובר. בקנה מידה של 960 קילוואט, ירידה תרמית של אפילו 10% מתורגמת להפסדי הכנסות של שש ספרות במשך שנה. 4.יתירות לצורך הכנסות.בקנה מידה של רכזת, מטען בודד שכשל הוא אירוע חוויית לקוח, אך EMS כושל הוא הפסקת הכנסות. פרוס בקרים מיותרים, פצל את אפיק ה-DC בין מכולות, ושמור מודולי חשמל רזרביים באתר - מודולים הניתנים להחלפה חמה הופכים תיקון של 15 דקות מתוך כשל של 3 ימים.

שאלות נפוצות

1. כיצד BESS הופכת מרכז טעינה לגמיש?BESS מנתק את הספק הטעינה מהספק החיבור לרשת. מפעילים מוסיפים מטענים וקיבולת סוללה במרווחים תוך ציור פרופיל רשת מוגבל, תוך הימנעות משדרוגי שנאים ועיכובי חיבור שבדרך כלל מפעילים התרחבות.

2. אילו גדלי BESS זמינים עבור רכזות בעלות הספק גבוה?הספקטרום המעשי נע בין יחידות ארונות בהספק של 120-300 קוט"ש, דרך מטעני BESS משולבים בהספק של 200-625 קוט"ש, ועד למערכות קונטיינריות בהספק של 800 קוט"ש עד 2 מגה-וואט-שעה. קו המוצרים של MIDA מכסה את שלושת גורמי הצורה בפלטפורמות מודולי הספק נפוצות.

3. האם ניתן להרחיב רכזת BESS מבלי להפסיק את הפעילות?כן. ארונות מודולריים, מכולות ומודולי כוח הניתנים להחלפה חמה מאפשרים הוספת קיבולת בזמן שהאתר ממשיך לטעון. הרחבה היא אירוע רכש, לא פרויקט בנייה.

4. איזה גודל חיבור לרשת אני צריך עבור רכזת של 480 קילוואט עם BESS?רכזת של 480 קילוואט עם מערכת BESS של 625 קילוואט-שעה עד 1 מגה-וואט-שעה פועלת בדרך כלל על חיבור של 250-400 קילוואט. הסוללה מספקת את שיא הביקוש בעוד שהרשת מכסה את הפרופיל הממוצע.

5. מדוע קירור נוזלי חיוני בקנה מידה של מגה-וואט?בהספק של 600 קילוואט עד 1.5 מגה-וואט לכל תקע, קירור אוויר אינו יכול לדחות את צפיפות החום של מוצרי אלקטרוניקה להספק ומדפי סוללות. מודולים וכבלים מקוררי נוזל שומרים על תפוקה מדורגת ואורך חיים בתנאי סביבה גבוהים - חובה מעל הספק של כ-480 קילוואט לרכז.

6. כיצד אוכל לבחור בין ארונות, תחנות משולבות ומכולות?התאמת גורם הצורה לשלב הצמיחה: מטעני BESS משולבים לפריסה מדורגת בסגנון פוד, ארונות לקיבולת הולכת וגדלה לצד מטענים קיימים, ומכלים עבור עתודות אנרגיה ברמת רכזת ושירותי רשת בקנה מידה של 1 מגה-וואט-שעה ומעלה.

7. איזה תפקיד ממלא מערכת ה-EMS במרכז מורחב?מערכת ה-EMS היא מישור הבקרה שמתאם את פריקת הסוללה, עומס המטען, הביקוש המדוד ואותות הרשת בכל הנכסים. זה מה שגורם למרכזי ריבוי מכולות ומטענים להתנהג כמערכת אחת אמינה וממוטבת להכנסות ולא כאוסף של חלקים.