Individualiai pritaikyti BESS sprendimai elektromobilių įkrovimo parkams

Greitas atsakymas

Sunkvežimius elektrifikuojantiems transporto priemonių parkų operatoriams akumuliatorinė energijos kaupimo sistema (BESS) yra skirtumas tarp depo, kuris išsiunčia pagal grafiką, ir to, kuris stovi prie vartų. Individualiai pritaikytas BESS sprendimas sujungia stacionarų akumuliatorių bloką (paprastai nuo 200 kWh iki 2 MWh+) su didelės galios nuolatinės srovės įkrovikliais (nuo 120 kW iki 960 kW+), kad aikštelėje būtų galima teikti megavatų klasės įkrovimo sesijas nelaukiant tinklo atnaujinimo. Teisinga konfigūracija, kurią lemia parko darbo ciklas, atvykimo klasteriai ir turimas tinklo ryšys, sumažina paklausos mokesčius, padidina įkroviklių panaudojimą ir apsaugo ribotus išsiuntimo laikotarpius. Šiame vadove paaiškinama, kaip transporto parkų operatoriai, depo inžinieriai ir projektų vystytojai turėtų parinkti, konfigūruoti ir diegti BESS pagrįstus elektrinių sunkvežimių įkrovimo mazgus.

Svarbiausios išvados

• Sunkvežimių parkų BESS dydis nustatomas pagal grupinio atvykimo modelius ir maksimalius įkrovimo pliūpsnius, o ne pagal vidutinę dienos energijos sąnaudas.
• Megavatų įkrovimas (MCS klasės, 1 MW+) tampa įmanomas esant nedidelei tinklo jungtiai, kai BESS buferizuoja piką.
• Integruoti ir konteinerizuoti BESS projektai sumažina įrengimo išlaidas, paleidimo laiką ir užima mažiau vietos statybvietėje.
• Piko mažinimas ir paklausos reguliavimas paverčia saugyklą iš sąnaudų centro pajamų ir tarifų svertu.
• OCPP 2.0.1 ir ISO 15118 sąveikumas yra būtinos sąlygos automatizuotam energijos valdymui transporto parko mastu.

Elektromobilių įkrovimo kliūtis: kodėl pirmiausia sumažėja tinklo pajėgumai

8 klasės elektriniam sunkvežimiui su 500–700 kWh baterija paprastai reikia 300–500 kWh per seansą, kad būtų galima grįžti į darbą. Kai pamainos pabaigoje atvyksta penki sunkvežimiai, depui staiga reikia 1,5–2,5 MWh per keturias–šešias valandas. Vidutinis objekto transformatorius – dažnai nuo 500 kVA iki 1 MVA – negali atlaikyti tokios apkrovos, o komunalinių paslaugų jungčių atnaujinimas paprastai trunka nuo 12 iki 24 mėnesių ir daugelyje rinkų kainuoja šešiaženklę sumą.

Tai yra pagrindinė transporto parko elektrifikavimo problema: energija yra prieinama iš tinklo, bet galia – ne. Individualiai pritaikyta elektros energijos įkrovos sistema (BESS) šiuos du aspektus atskiria. Akumuliatorius kelias valandas kraunamas iš tinklo pastoviu, leistinu greičiu (pavyzdžiui, 250 kW), o atvykus sunkvežimiams išsikrauna 480 kW, 960 kW ar didesne galia. Maksimalus tinklo poreikis aikštelėje išlieka nepakitęs, o įkrovimo galimybės keičiasi atsižvelgiant į transporto parko poreikius.

Praktinė pasekmė transporto parkų valdytojams yra paprasta: BESS pašalina vieną dažniausių sunkvežimių įkrovimo projektų vėlavimo priežastį – laukimą komunalinių paslaugų teikėjo. [2 MWh 960 kW BESS įkrovimo stotelė](https://www.midapower.com/2mwh-960kw-bess-charging-station-megawatt-ev-charger-solar-battery-storage-system-product/) gali tiekti megavatų lygio galią iš jungties, kuri yra daug mažesnė už ją, todėl depo elektrifikavimas yra statybos, o ne komunalinių paslaugų projektas.

Pritaikytos BESS sunkvežimių parkams anatomija

Įrenginyje, skirtame automobilių parkui, yra daugiau nei akumuliatorius ir įkroviklis. Pagrindinės posistemės yra šios:

1. Baterijos energijos kaupimo blokas— LFP (ličio geležies fosfato) elementai, išdėstyti stelažuose, kurių dydis nustatomas 100–500 kWh intervalais, su šilumos valdymu ir elementų lygio stebėjimu. 2.Nuolatinės srovės greitieji įkrovikliai— Nuo 120 kW iki 960 kW+ įrenginiai, naudojantys CCS1, CCS2 arba MCS jungtis, dažnai su skysčiu aušinamais kabeliais, kurių vardinė srovė yra 500 A ir didesnė, kad būtų galima naudoti nuolatinę didelę srovę. 3.Dvikryptė PCS (energijos konvertavimo sistema)— konvertuoja tinklo kintamąją srovę į nuolatinę srovę akumuliatoriui ir palaiko V2G palaikantį energijos srautą, kai tai leidžia reglamentai. 4.Energijos valdymo sistema (EVS) statybvietėje— planuoja apmokestinimą, vykdo paklausos apribojimus ir organizuoja arbitražą, piko mažinimą ir reagavimą į paklausą. 5.Telematika ir OCPP 2.0.1 vidinė sistema– sujungia įkroviklius su transporto priemonių parko depo valdymo programine įranga ir operatoriaus debesijos platforma.

Individualus pritaikymas yra svarbus, nes taksi depo, regioninio paskirstymo centro ir uosto krovinių gabenimo operacijos apkrovos kreivės visiškai skiriasi. Uosto operatoriui gali prireikti trumpų, intensyvių įkrovimų tarp laivų atvykimo; paskirstymo centrui reikia nuolatinio įkrovimo per naktį; statybų transporto priemonių parkui gali būti naudinga [418 kWh 240 kW mobili BESS įkrovimo stotelė](https://www.midapower.com/418kwh-240kw-bess-charging-station-battery-storage-mobile-ev-charger-product/), kuri juda tarp darbo vietų.

Sistemos dydžio nustatymas: nuo darbo ciklo iki akumuliatoriaus talpos

Dydžio nustatymas prasideda nuo duomenų, o ne nuo tiekėjų katalogų. Procesą sudaro penki žingsniai:

1. Rinkti telemetriją— registruoti maršruto atstumus, energijos suvartojimą myliai, pamainos pabaigos laiką ir įkroviklių galios profilius konkretiems sunkvežimių modeliams. 2.Sukurkite atvykimo kreivę– sudaryti žemėlapį, kiek sunkvežimių reikia energijos kiekvieną paros valandą. Grupavimas yra plokščio pakrovimo priešas. 3.Apibrėžkite išsiuntimo langą— valandos, per kurias kiekvienas sunkvežimis turi pasiekti tikslinį įkrovos lygį (paprastai 80–100 % pirmajai pamainai). 4.Išgauti maksimalią galią— maksimali vienalaikio įkrovimo galia, kuri lemia įkroviklio ir BESS galios įvertinimus. 5.Apskaičiuokite reikalingą energiją— paros energijos pralaidumas, kuris lemia akumuliatoriaus talpą, pridėjus 15–20 % projektinę degradacijos ir galios sumažėjimo dėl šalčio ribą.

Žemiau esančioje lentelėje pateikiami tipiniai trijų įprastų transporto priemonių parko profilių dydžių rezultatai:

Naudinga taisyklė: BESS turėtų padengti 30–50 % depo dienos energijos poreikio, o likusią dalį tiekti iš tinklo pastoviu greičiu. Ši pusiausvyra sumažina akumuliatorių ciklinio naudojimo išlaidas ir maksimaliai padidina taupymą pagal poreikį.

Konteinerinės ir integruotos architektūros

Autoparko stotys gali diegti BESS dviem pagrindiniais pavidalais, ir šis pasirinkimas daro didelę įtaką diegimui ir veikimui.

Integruoti BESS įkrovimo poliaiSujunkite akumuliatorių, įkroviklį ir valdiklius viename korpuse. [200 kWh 120 kW BESS įkrovimo stotelė su CCS, NACS ir CHAdeMO suderinamumu](https://www.midapower.com/ccs-nacs-chademo-200kwh-120kw-bess-charging-station-energy-storage-ev-charger-piles-product/) yra geras šios kompaktiškos, „plug-and-play“ klasės įrenginių pavyzdys. Integruoti įrenginiai tinka depams su ribota erdve, laikinoms aikštelėms ir kelių jungčių lankstumui, ir jie paprastai paleidžiami per kelias dienas, o ne mėnesius.

Konteinerinės BESS stotysatskirti akumuliatorių bloką (dažnai nuo 500 kWh iki 2 MWh konteineryje arba spintelių bloke) nuo įkroviklių. Ši architektūra dominuoja dideliuose depuose, nes ji leidžia:

• Nepriklausomas energijos (akumuliatoriaus talpos) ir galios (įkroviklių skaičiaus) mastelio keitimas,
• Lengvesnė prieiga prie priežiūros ir modulių keitimas,
• Centralizuota gaisrų gesinimo ir aplinkos kontrolės sistema,
• Mažesnė kilovatvalandės kaina dideliu mastu.

Vietovėse, kuriose ribojamas elektros tinklas, [500 kWh konteinerinė BESS įkrovimo stotelė](https://www.midapower.com/news/500kwh-containerized-bess-charging-station-for-grid-constrained-areas/) gali būti įrengta dar vykdant komunalinių paslaugų atnaujinimą, taip suteikiant parkui veikiantį įkrovimo koridorių keliais mėnesiais anksčiau.

Išmanusis valdymas: OCPP 2.0.1, ISO 15118 ir EMS

Individualiai pritaikyta BESS (bazinės energijos tiekimo sistema) duoda vertės tik tuo atveju, jei programinė įranga ją gerai koordinuoja. Šiuolaikiniai transporto priemonių parko centrai naudoja EMS, kuri nuolat optimizuoja tris sprendimus: kada įkrauti akumuliatorių, kaip paskirstyti energiją tarp prijungtų sunkvežimių ir kada jį iškrauti, kad būtų išvengta piko.

Šią automatizaciją įgalina trys standartai:

• OCPP 2.0.1— įkroviklio ir galinio tinklo protokolas; jo išmaniosios įkrovimo ir įrenginių valdymo funkcijos leidžia EMS realiuoju laiku nustatyti kiekvieno įkroviklio galios ribas.
• ISO 15118— transporto priemonės ir įkroviklio protokolas; „Plug & Charge“ automatiškai autentifikuoja transporto priemones ir praneša apie transporto priemonės akumuliatoriaus būseną bei įkrovimo ribas.
• IEC 61851— bazinis įkrovimo ryšio standartas, apibrėžiantis signalų perdavimą tarp transporto priemonės ir EVSE.

Šie protokolai kartu leidžia depui nustatyti sunkvežimių prioritetus pagal išvykimo laiką, taikyti objekto lygmens energijos suvartojimo ribojimą ir dalyvauti komunalinių paslaugų paklausos valdymo programose be rankinio įsikišimo. Parko operatoriaus dispečeris mato tą patį įkrovimo prietaisų skydelį kaip ir energijos valdytojas, suderindamas transporto priemonės parengtį su tarifų ekonomika.

Eksploatacinė ekonomika transporto parko mastu

BESS palaikomo sunkvežimių įkrovimo ekonomiškumas gerėja didėjant jo mastui ir panaudojimui. Palyginti su megavatų galios stotimi, prijungta tik prie tinklo, BESS konfigūracija paprastai užtikrina:

• Paklausos mokesčio sumažinimas30–50 % nuo objekto komunalinių paslaugų sąskaitos, nes mėnesio piko kW vertė yra suvienodinta;
• Didesnis įkroviklio naudojimas, nes įkrovikliai veikia visa akumuliatoriaus galia, o ne riboja galią pagal tinklo ribas;
• Siuntimo patikimumas, kai akumuliatorius sugeria energiją pirmos pamainos metu, kad sunkvežimiai išvyktų laiku;
• Papildomos pajamosdėl paklausos valdymo įvykių ir, liberalizuotose rinkose, energijos arbitražo.

Įrenginių parko depo BESS atsipirkimas paprastai trunka nuo trejų iki šešerių metų, priklausomai nuo vietinių tarifų ir paskatų – daugumoje jurisdikcijų gerokai greičiau nei komunalinių paslaugų atnaujinimo išlaidos, kurios dažnai viršija pačios BESS kainą, tačiau nesuteikia jokio veiklos lankstumo.

Išvada

Elektrinių sunkvežimių parkai sugenda dėl galios, o ne dėl energijos trūkumo. Individualiai pritaikyta elektros energijos tiekimo sistema (BESS) išsprendžia energijos tiekimo problemą depo zonoje, buferuodama tinklo pajėgumus, išlygindama paklausą ir įgalindama megavatų klasės įkrovimą iš standartinių jungčių. Tinkamas sprendimas prasideda nuo parko realaus darbo ciklo ir gali būti nuo 200 kWh integruoto įrenginio iki 2 MWh konteinerinio mazgo – kiekvienas konfigūruojamas atsižvelgiant į sunkvežimius, pamainas ir tarifą, kuris faktiškai taikomas vietai. Parkų operatoriams sprendimas nebėra susijęs su tuo, ar elektrifikuoti, o su tuo, kaip greitai galima pradėti eksploatuoti BESS palaikomą depą.

DUK

1. Kokio dydžio BESS man reikia 20 elektrinių sunkvežimių parkui?Regioniniam 20 vidutinio galingumo sunkvežimių pristatymo parkui paprastai reikia 400–500 kWh akumuliatorių, kuriuos palaiko 400–500 kVA tinklo galia, darant prielaidą, kad įkrovimas vyksta per naktį ir kad įkrovimo laikotarpis yra 8 valandos. Tikslus skaičius priklauso nuo maršruto energijos, pamainų grupavimo ir įkroviklių galios.

2. Ar BESS tikrai gali palaikyti megavatų klasės sunkvežimių įkrovimą?Taip. 2 MWh BESS, sujungtas su 960 kW+ įkrovikliais, gali tiekti megavatų pliūpsnius iš eilės einančių seansų metu, nes akumuliatorius išsikrauna greičiau nei jį įkrauna elektros tinklas, o tada tarp seansų tolygiai pasipildo.

3. Kiek laiko užtrunka pradėti eksploatuoti automobilių parko BESS įkrovimo stotelę?Integruoti BESS įkrovimo poliai gali būti paleisti per kelias dienas; konteinerinių mazgų įrengimas paprastai trunka nuo keturių iki aštuonių savaičių, įskaitant civilinius darbus ir tinklo sujungimą. Abu šie etapai yra gerokai greitesni nei transformatoriaus atnaujinimas, kuris gali užtrukti 12–24 mėnesius.

4. Kokias jungtis sunkvežimių BESS įkrovikliai naudoja?CCS1 (Šiaurės Amerika), CCS2 (Europa ir didžioji dalis Azijos ir Ramiojo vandenyno regiono) ir MCS (megavatų įkrovimo standartas) yra dominuojantys sunkiasvorių transporto priemonių variantai; NACS ir CHAdeMO apima konkrečias transporto priemones ir regioninius atvejus. Daugiajungtės stotys yra įprastos mišriuose depuose.

5. Ar BESS žymiai padidina depo eksploatavimo sudėtingumą?Ne, kai EMS sukonfigūruota teisingai. OCPP 2.0.1 ir ISO 15118 leidžia automatiškai planuoti, riboti energijos suvartojimą ir teikti ataskaitas, todėl BESS veikia kaip prietaisas, o ne kaip antroji komunalinė paslauga.

6. Koks yra tipinis automobilių parko BESS atsipirkimo laikotarpis?Įprastai tai trunka nuo trijų iki šešių metų, o tai lemia sutaupymai dėl paklausos mokesčių, sumažėjusios tinklo atnaujinimo išlaidos, didesnis įkroviklių naudojimas ir vietinės paskatos. Stotys su baudžiamaisiais paklausos tarifais atsiperka greičiausiai.

7. Ar ta pati BESS gali padėti ateityje plėsti transporto priemonių parką?Taip, jei architektūra yra modulinė. Konteinerinės ir spintelinės sistemos leidžia palaipsniui pridėti akumuliatorių blokus ir įkroviklius, todėl vieta gali būti plečiama kartu su parku nekeičiant pagrindinės instaliacijos.