Электр жүк көліктерінің зарядтау паркіне арналған BESS шешімдері

Жылдам жауап

Ауыр жүк көліктерін электрлендіретін автопарк операторлары үшін батарея энергиясын сақтау жүйесі (BESS) кесте бойынша жөнелтетін депо мен қақпада тұрып қалатын депоның айырмашылығы болып табылады. Арнайы жасалған BESS шешімі стационарлық батарея блогын (әдетте 200 кВт/сағ-тан 2 МВт/сағ-қа дейін) жоғары қуатты тұрақты ток зарядтағыштарымен (120 кВт-тан 960 кВт/сағ-қа дейін) жұптайды, осылайша учаске электр желісін жаңартуды күтпей-ақ мегаватт класты зарядтау сессияларын өткізе алады. Автопарктің жұмыс циклі, келу кластері және қолжетімді электр желісіне қосылу арқылы анықталатын дұрыс конфигурация сұраныс шығындарын азайтады, зарядтағыштарды пайдалануды арттырады және тығыз диспетчерлік терезелерді қорғайды. Бұл нұсқаулықта автопарк операторлары, депо инженерлері және жоба әзірлеушілері электр жүк көліктеріне арналған BESS қолдайтын зарядтау хабтарының өлшемін қалай анықтауы, конфигурациялауы және орналастыруы керектігі түсіндіріледі.

Негізгі қорытындылар

• Жүк көліктері паркіне арналған BESS өлшемдері орташа тәуліктік энергиямен емес, кластерлік келу үлгілерімен және максималды зарядтау жиілігімен анықталады.
• Мегаватт зарядтау (MCS класы, 1 МВт+) BESS шыңын буферлеген кезде қарапайым электр желісіне қосылу кезінде мүмкін болады.
• Интеграцияланған және контейнерленген BESS конструкциялары орнату құнын, іске қосу уақытын және алаң аумағын қысқартады.
• Ең жоғары деңгейдегі шығындарды азайту және сұранысқа жауап беру сақтауды шығындар орталығынан кіріс және тарифтік тұтқаға айналдырады.
• OCPP 2.0.1 және ISO 15118 өзара әрекеттесуі автопарк деңгейінде энергияны автоматтандырылған басқарудың алғышарттары болып табылады.

Флотты зарядтаудағы кедергі: Неліктен электр желісінің қуаты алдымен істен шығады

500–700 кВт/сағ батареясы бар 8-сыныпты электр жүк көлігі әдетте жұмысқа оралу үшін әр сеанс сайын 300–500 кВт/сағ энергияны қажет етеді. Ауысым соңында бес жүк көлігі келгенде, депо кенеттен төрт-алты сағат ішінде жеткізілетін 1,5–2,5 МВт/сағ энергияны қажет етеді. Орташа алаң трансформаторы — көбінесе 500 кВА-дан 1 МВА-ға дейін — бұл жүктемені көтере алмайды, ал коммуналдық қызметтерді жаңарту әдетте 12-24 айға созылады және көптеген нарықтарда алты таңбалы санды тұрады.

Бұл автопаркті электрлендірудің негізгі мәселесі: энергия желіден алынады, бірақ қуат жоқ. Арнайы жасалған BESS екеуін ажыратады. Аккумулятор желіден бірнеше сағат бойы тұрақты, рұқсат етілген жылдамдықпен (мысалы, 250 кВт) зарядталады, содан кейін жүк көліктері келгенде 480 кВт, 960 кВт немесе одан да көп қуатпен разрядталады. Сайттың электр желісіне максималды сұранысы тұрақты болып қалады, ал зарядтау мүмкіндігі автопарк қажеттіліктеріне байланысты өзгереді.

Автопарк менеджерлері үшін практикалық салдары қарапайым: BESS жүк көліктерін зарядтау жобаларының кешігуінің ең көп таралған себебін - коммуналдық қызметті күтуді жояды. [2 МВт/сағ 960 кВт BESS зарядтау станциясы](https://www.midapower.com/2mwh-960kw-bess-charging-station-megawatt-ev-charger-solar-battery-storage-system-product/) қосылымнан оның көлемінің бір бөлігіндей мегаватт деңгейіндегі қуат бере алады, бұл депоны электрлендіруді коммуналдық жоба емес, құрылыс жобасына айналдырады.

Жүк көліктері паркіне арналған арнайы BESS анатомиясы

Автопарк деңгейіндегі BESS зарядтау хабы батарея мен зарядтағыштан да көп нәрсені қамтиды. Негізгі ішкі жүйелер:

1. Батарея энергиясын сақтау блогы— 100–500 кВт/сағ қадамдармен өлшенген, термиялық басқару және ұяшық деңгейін бақылау мүмкіндігі бар сөрелерге орналастырылған LFP (литий темір фосфаты) ұяшықтары. 2.Тұрақты токпен жылдам зарядтағыштар— 120 кВт-тан 960 кВт+ дейінгі қондырғылар, CCS1, CCS2 немесе MCS қосқыштарын пайдаланады, көбінесе жоғары токпен үздіксіз жұмыс істеу үшін 500 А және одан жоғары токқа дейінгі сұйықтықпен салқындатылатын кабельдермен. 3.Екі бағытты PCS (қуатты түрлендіру жүйесі)— батарея үшін айнымалы токты тұрақты токқа түрлендіреді және ережелер рұқсат еткен жағдайда V2G қуат ағынын қолдайды. 4.Нысанның энергия басқару жүйесі (ЭБЖ)— төлемдерді жоспарлайды, сұраныс шектерін сақтайды және арбитражды, ең жоғары деңгейдегі шығындарды және сұранысқа жауап беруді ұйымдастырады. 5.Телематика және OCPP 2.0.1 артқы жағы— зарядтағыштарды автопарктің депоны басқару бағдарламалық жасақтамасына және оператордың бұлттық платформасына қосады.

Такси депосының, аймақтық тарату орталығының және порттық дрейж операциясының жүктеме қисықтары мүлдем басқа болғандықтан, бейімделген элемент маңызды. Порт операторына кемелердің келуі арасында қысқа, қарқынды үзілістер қажет болуы мүмкін; тарату орталығына түнде үздіксіз зарядтау қажет; құрылыс флоты жұмыс орындары арасында ауысатын [418 кВт/сағ 240 кВт мобильді BESS зарядтау станциясынан] (https://www.midapower.com/418kwh-240kw-bess-charging-station-battery-storage-mobile-ev-charger-product/) пайда көруі мүмкін.

Жүйенің өлшемін анықтау: жұмыс циклінен батарея сыйымдылығына дейін

Өлшемді анықтау жеткізушілердің каталогтарынан емес, деректерден басталады. Процесс бес қадамнан тұрады:

1. Телеметрияны жинау— нақты жүк көліктерінің үлгілері үшін маршрут қашықтықтарын, бір мильге шаққандағы энергияны, ауысымның аяқталу уақытын және зарядтағыштың қуат профильдерін тіркеу. 2.Келу қисығын құрыңыз— тәуліктің әр сағатында қанша жүк көлігіне қуат қажет екенін картаға түсіріңіз. Кластерлеу – тегіс жүктеменің жауы. 3.Диспетчерлік терезені анықтаңыз— әрбір жүк көлігінің мақсатты зарядтау күйіне жету уақыты (әдетте бірінші ауысымда 80–100%). 4.Ең жоғары қуатты алу— зарядтағыштың және BESS қуат көрсеткіштерін анықтайтын бір мезгілдегі максималды зарядтау қуаты. 5.Қажетті энергияны есептеңіз— батарея сыйымдылығын арттыратын күнделікті энергия өткізу қабілеті, сонымен қатар тозу және суық ауа райының әсерінен тозу үшін 15–20% жобалық маржа.

Төмендегі кестеде үш кең таралған автопарк профилі үшін өлшемдердің типтік нәтижелері көрсетілген:

Пайдалы ереже: BESS депоның күнделікті энергиясының 30–50%-ын қамтуы керек, ал қалған бөлігін электр желісі тұрақты жылдамдықпен қамтамасыз етеді. Бұл баланс батареяның циклдік шығынын азайтады, сонымен бірге сұраныс пен зарядты үнемдеуді барынша арттырады.

Контейнерленген және интеграцияланған архитектуралар

Парк алаңдары BESS жүйесін екі негізгі форма факторында орналастыра алады, және таңдау орнату мен пайдалануды айтарлықтай өзгертеді.

Кіріктірілген BESS зарядтау қадаларыбатареяны, зарядтағышты және басқару элементтерін бір корпуста біріктіріңіз. [CCS, NACS және CHAdeMO үйлесімділігі бар 200 кВт/сағ 120 кВт BESS зарядтау станциясы] (https://www.midapower.com/ccs-nacs-chademo-200kwh-120kw-bess-charging-station-energy-storage-ev-charger-piles-product/) осы ықшам, «қосу және ойнату» класының жақсы мысалы болып табылады. Кіріктірілген қондырғылар шектеулі кеңістігі, уақытша орындары және көп қосқышы бар икемділігі бар қоймаларға сәйкес келеді және олар әдетте айлар емес, күндер ішінде іске қосылады.

Контейнерленген BESS станцияларыбатарея блогын (көбінесе контейнерде немесе шкаф массивінде 500 кВт/сағ-тан 2 МВт/сағ-қа дейін) зарядтағыштардан бөліңіз. Бұл архитектура ірі қоймаларда басым, себебі ол мыналарға мүмкіндік береді:

• Энергияның (батарея сыйымдылығы) және қуаттың (зарядтағыштар саны) тәуелсіз масштабталуы,
• Модульдерді техникалық қызмет көрсету және ауыстыруды жеңілдету,
• Орталықтандырылған өрт сөндіру және қоршаған ортаны бақылау,
• Масштабты киловатт-сағатқа шаққандағы төмен баға.

Электр желісі шектеулі учаскелер үшін коммуналдық қызметтерді жаңарту әлі жүріп жатқан кезде [500 кВт/сағ контейнерленген BESS зарядтау станциясын] (https://www.midapower.com/news/500kwh-containerized-bess-charging-station-for-grid-constrained-areas/) орналастыруға болады, бұл автопаркке бірнеше ай бұрын жұмыс істейтін зарядтау дәлізін береді.

Ақылды басқару: OCPP 2.0.1, ISO 15118 және EMS

Бейімделген BESS бағдарламалық жасақтама оны жақсы басқарған жағдайда ғана құндылық береді. Заманауи автопарк хабтары үш шешімді үздіксіз оңтайландыратын EMS жүйесін басқарады: батареяны қашан зарядтау керек, қуатты жалғанған жүк көліктері арасында қалай бөлу керек және учаскедегі шыңдарды жою үшін қашан зарядсыздандыру керек.

Бұл автоматтандыруды үш стандарт мүмкін етеді:

• OCPP 2.0.1— зарядтағыштан артқы жағына өту протоколы; оның ақылды зарядтау және құрылғыны басқару функциялары EMS-ке әрбір зарядтағыш үшін қуат шектерін нақты уақыт режимінде орнатуға мүмкіндік береді.
• ISO 15118— көліктен зарядтағышқа хаттама; Plug & Charge функциясы көліктерді автоматты түрде аутентификациялайды және көліктің аккумулятор күйі мен зарядтау шектері туралы хабарлайды.
• IEC 61851— көлік құралы мен EVSE арасындағы сигнал беруді анықтайтын базалық зарядтау байланыс стандарты.

Бұл хаттамалар бірге депоға жүк көліктерінің жөнелту уақыты бойынша басымдық беруге, учаске деңгейіндегі қуат шегін енгізуге және қолмен араласусыз коммуналдық сұранысқа жауап беру бағдарламаларына қатысуға мүмкіндік береді. Автопарк операторының диспетчері энергия менеджері сияқты зарядтау тақтасын көреді, бұл көлік құралдарының дайындығын тарифтік экономикамен үйлестіреді.

Флот масштабындағы операциялық экономика

BESS қолдауымен жүк көліктерін зарядтаудың экономикасы масштабтау мен пайдаланумен жақсарады. Тек электр желісімен жұмыс істейтін мегаватт алаңымен салыстырғанда, BESS конфигурациясы әдетте мыналарды қамтамасыз етеді:

• Сұраныс бағасының төмендеуіай сайынғы ең жоғары кВт мөлшері тегістелгендіктен, учаскенің коммуналдық төлемдерінің 30–50%-ы;
• Зарядтағышты жоғары пайдалану, себебі зарядтағыштар электр желісінің шектеулерінде дроссельдеудің орнына батареядан толық қуатта жұмыс істейді;
• Диспетчерлік сенімділік, бірінші ауысымдағы жүк көліктерінің аккумуляторды сіңіретін кластері бар, сондықтан жүк көліктері уақытында жөнелтіледі;
• Қосымша табыссұранысқа жауап беру оқиғаларынан және либералдандырылған нарықтарда энергетикалық арбитраждан.

BESS автопарк депосының өтелуі әдетте жергілікті тарифтер мен ынталандыруларға байланысты үш жылдан алты жылға дейін созылады — бұл көптеген юрисдикциялардағы коммуналдық қызметтерді жаңарту шығындарынан айтарлықтай жылдам, олар көбінесе BESS бағасынан асып түседі, бірақ операциялық икемділікті арттырмайды.

Қорытынды

Электр жүк көліктері паркі энергиямен емес, қуатпен жұмыс істемейді. Арнайы жасалған BESS деподағы қуат мәселесін желілік қуаттылықты буферлеу, сұранысты теңестіру және стандартты қосылымдардан мегаватт класты зарядтауды қосу арқылы шешеді. Дұрыс шешім парктің нақты жұмыс циклінен басталады және 200 кВт/сағ интеграцияланған блоктан 2 МВт/сағ контейнерленген хабқа дейін масштабталады — әрқайсысы жүк көліктеріне, ауысымдарға және учаскеге қолданылатын тарифке негізделген. Парк операторлары үшін шешім енді электрлендіру емес, BESS қолдайтын депоны қаншалықты тез пайдалануға беруге болатындығы.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. 20 электр жүк көлігінен тұратын автопарк үшін қандай көлемдегі BESS қажет?20 орташа жүк көлігінен тұратын аймақтық жеткізу паркі әдетте түнде зарядтауды және 8 сағаттық зарядтау терезесін ескере отырып, 400-500 кВА желілік қуатпен қамтамасыз етілген 400-500 кВт/сағ сақтау орнын қажет етеді. Нақты көрсеткіш маршруттық энергияға, ауысымдық кластерге және зарядтағыштың қуатына байланысты.

2. BESS шынымен мегаватт класты жүк көліктерін зарядтауды қолдай ала ма?Иә. 960 кВт+ зарядтағыштармен жұптастырылған 2 МВт/сағ BESS батареясы желілік қосылым зарядтағаннан тезірек разрядталатындықтан, кластерлер арасында тұрақты жылдамдықпен зарядталатындықтан, қатарынан сеанстар үшін мегаватт зарядын бере алады.

3. BESS автопаркінің зарядтау орны қанша уақытта іске қосылады?Интеграцияланған BESS зарядтау қадаларын бірнеше күн ішінде пайдалануға беруге болады; контейнерлік хабтар әдетте құрылыс жұмыстары мен электр желілерін қосуды қоса алғанда, төрт-сегіз аптаға созылады. Екеуі де трансформаторды жаңартуға қарағанда айтарлықтай жылдам, ол 12-24 айға созылуы мүмкін.

4. BESS автопаркінің зарядтағыштары жүк көліктері үшін қандай қосқыштарды пайдаланады?CCS1 (Солтүстік Америка), CCS2 (Еуропа және Азия-Тынық мұхитының көп бөлігі) және MCS (мегаватт зарядтау стандарты) ауыр жүктемелі нұсқалардың басым бөлігі болып табылады; NACS және CHAdeMO нақты көлік құралдары мен аймақтық жағдайларды қамтиды. Аралас деполарда көп қосқыш станциялар кең таралған.

5. BESS депоға айтарлықтай операциялық күрделілік қоса ма?Жоқ, EMS дұрыс конфигурацияланған кезде. OCPP 2.0.1 және ISO 15118 автоматтандырылған жоспарлауды, қуатты шектеуді және есеп беруді қамтамасыз етеді, сондықтан BESS екінші утилита емес, құрылғы сияқты жұмыс істейді.

6. BESS автопарк депосының әдеттегі өтелу мерзімі қандай?Үш жылдан алты жылға дейінгі мерзім әдетте сұраныс шығындарын үнемдеу, электр желісін жаңарту шығындарының төмендеуі, зарядтағыштарды пайдаланудың жоғарылауы және жергілікті ынталандырулармен байланысты. Жазалаушылық сұраныс тарифтері бар учаскелер ең жылдам өтемақы төлейді.

7. Сол BESS болашақтағы флоттың өсуін қолдай ала ма?Иә, егер архитектура модульдік болса. Контейнерленген және шкафқа негізделген жүйелер батарея блоктары мен зарядтағыштарды біртіндеп қосуға мүмкіндік береді, сондықтан учаске негізгі қондырғыны ауыстырмай-ақ паркпен бірге масштабталады.