Прилагодени BESS решенија за флоти за полнење електрични камиони

Брз одговор

За операторите на возни паркови кои електрифицираат тешки камиони, системот за складирање на енергија од батерии (BESS) е разликата помеѓу депо кое испорачува на распоред и депо кое застанува на портата. Прилагодено BESS решение спојува стационарен пакет батерии (обично од 200 kWh до 2 MWh+) со полначи на еднонасочна струја со голема моќност (120 kW до 960 kW+), така што локацијата може да испорача сесии за полнење од класа мегавати без да чека надградба на мрежата. Точната конфигурација - одредена од работниот циклус на флотата, групирањето на пристигнувањата и достапното поврзување со мрежата - ги намалува трошоците за побарувачка, ја зголемува искористеноста на полначите и ги штити тесните временски периоди за испорачување. Ова упатство објаснува како операторите на возни паркови, инженерите на депоата и развивачите на проекти треба да ги димензионираат, конфигурираат и распоредуваат центрите за полнење поддржани од BESS за електрични камиони.

Клучни заклучоци

• Димензионирањето на BESS за возни паркови на камиони е водено од групирани шеми на пристигнување и максимални налети на полнење, а не од просечна дневна енергија.
• Полнењето од мегавати (MCS-класа, 1 MW+) станува изводливо на скромна мрежна конекција кога BESS го амортизира врвот.
• Интегрираните и контејнеризирани BESS дизајни ги намалуваат трошоците за инсталација, времето на пуштање во работа и големината на локацијата.
• Намалувањето на врвните вредности и одговорот на побарувачката го претвораат складирањето од центар на трошок во лост за приходи и тарифи.
• Интероперабилноста на OCPP 2.0.1 и ISO 15118 се предуслови за автоматизирано управување со енергија на ниво на возен парк.

Тесно грло за полнење на возниот парк: Зошто капацитетот на мрежата прво паѓа

Електричен камион од класа 8 со батерија од 500–700 kWh обично има потреба од 300–500 kWh по сесија за да се врати на работа. Кога пет камиони ќе пристигнат на крајот од смената, на депото одеднаш му се потребни 1,5–2,5 MWh испорачани во рок од четири до шест часа. Просечниот трансформатор на локацијата - често од 500 kVA до 1 MVA - не може да го издржи тоа оптоварување, а надградбите на поврзувањето со комуналните услуги рутински траат од 12 до 24 месеци и чинат шестцифрени бројки на многу пазари.

Ова е централниот проблем на електрификацијата на возниот парк: енергијата е достапна од мрежата, но струјата не е. Прилагодениот BESS ги одвојува двете. Батеријата се полни од мрежата со стабилна, дозволена брзина (на пример, 250 kW) во текот на неколку часа, а потоа се празни на 480 kW, 960 kW или повеќе кога ќе пристигнат камионите. Максималната побарувачка на мрежата на локацијата останува непроменета, додека капацитетот за полнење се скалира со потребите на возниот парк.

За менаџерите на возни паркови, практичната последица е едноставна: BESS ја отстранува најчестата причина зошто проектите за полнење камиони се одложуваат - чекањето на комуналната мрежа. [Станица за полнење BESS од 2 MWh 960 kW] (https://www.midapower.com/2mwh-960kw-bess-charging-station-megawatt-ev-charger-solar-battery-storage-system-product/) може да испорача производство на ниво на мегавати од врска што е само дел од нејзината големина, со што електрификацијата на депото станува градежен проект, а не проект за комунална мрежа.

Анатомија на прилагоден BESS за возни паркови на камиони

Центарот за полнење BESS од возен парк содржи повеќе од батерија и полнач. Клучните подсистеми се:

1. Блок за складирање на енергија од батеријата— LFP (литиум железо фосфат) ќелии распоредени во решетки, со големина од 100–500 kWh, со термичко управување и следење на нивото на ќелијата. 2.Брзи полначи на еднонасочна струја— единици од 120 kW до 960 kW+, користејќи CCS1, CCS2 или MCS конектори, често со кабли ладени со течност номинална вредност од 500 A и повеќе за одржливи сесии со висока струја. 3.Двонасочен PCS (систем за конверзија на енергија)— ја претвора наизменичната струја од мрежата во еднонасочна струја за батеријата и поддржува проток на енергија способен за V2G каде што тоа го дозволуваат прописите. 4.Систем за управување со енергија на локацијата (EMS)— закажува наплата, спроведува ограничувања на побарувачката и оркестрира арбитража, намалување на врвните напони и одговор на побарувачката. 5.Телематика и OCPP 2.0.1 бекенд— ги поврзува полначите со софтверот за управување со депоата на возниот парк и облачната платформа на операторот.

Прилагодениот елемент е важен бидејќи такси депото, регионалниот дистрибутивен центар и пристанишната операција за драјџирање имаат сосема различни криви на оптоварување. Операторот на пристаништето можеби ќе има потреба од кратки, интензивни налети помеѓу пристигнувањата на бродовите; дистрибутивниот центар има потреба од континуирано полнење преку ноќ; градежната флота може да има корист од [мобилна BESS станица за полнење од 418 kWh 240 kW] (https://www.midapower.com/418kwh-240kw-bess-charging-station-battery-storage-mobile-ev-charger-product/) што се движи помеѓу работните локации.

Димензионирање на системот: од работен циклус до капацитет на батеријата

Определувањето на големината започнува со податоци, а не со каталози на добавувачи. Процесот има пет чекори:

1. Собери телеметрија— евидентирајте ги растојанијата на рутата, енергијата по милја, времето на завршување на смената и профилите на напојување на полначот за вистинските модели на камиони. 2.Изградете ја кривата на пристигнување— мапирајте колку камиони имаат потреба од енергија во секој час од денот. Групирањето е непријател на рамното товарење. 3.Дефинирајте го прозорецот за испраќање— часовите во кои секој камион мора да достигне целна состојба на полнење (обично 80–100% за првата смена). 4.Изведете ја врвната моќност— максималната истовремено полнење, која ги регулира оценките на моќност на полначот и BESS. 5.Пресметка на потребната енергија— дневната потрошувачка на енергија, која го движи капацитетот на батеријата, плус маргина на дизајн од 15–20% за деградација и намалување на моќноста при ладно време.

Табелата подолу прикажува репрезентативни резултати од димензионирањето за три вообичаени профили на возен парк:

Корисно правило: BESS треба да покрива 30–50% од дневната енергија на депото, при што мрежата го напојува остатокот со константна брзина. Оваа рамнотежа ги минимизира трошоците за циклус на батериите, а воедно ги максимизира заштедите од побарувачката на полнење.

Контејнеризирани наспроти интегрирани архитектури

Локациите на флотите можат да го распоредат BESS во два основни форм-фактори, а изборот материјално влијае на инсталацијата и работењето.

Интегрирани BESS купови за полнењекомбинирајте ја батеријата, полначот и контролите во едно куќиште. [Станицата за полнење BESS од 200 kWh 120 kW со компатибилност со CCS, NACS и CHAdeMO] (https://www.midapower.com/ccs-nacs-chademo-200kwh-120kw-bess-charging-station-energy-storage-ev-charger-piles-product/) е добар пример за оваа компактна класа „вклучи и пушти“. Интегрираните единици се погодни за депоа со ограничен простор, привремени локации и флексибилност со повеќе конектори, и тие обично се пуштаат во работа за неколку дена, а не за неколку месеци.

Контејнеризирани BESS станициодвојте го блокот на батерии (често од 500 kWh до 2 MWh во контејнер или низа од кабинети) од полначите. Оваа архитектура доминира во големите депоа бидејќи овозможува:

• Независно скалирање на енергија (капацитет на батеријата) и моќност (број на полначи),
• Полесен пристап за одржување и замена на модулите,
• Централизирано гаснење пожари и контрола на животната средина,
• Пониска цена по киловат-час на големо.

За локации со ограничена мрежа, може да се распореди [контејнеризирана BESS станица за полнење од 500 kWh] (https://www.midapower.com/news/500kwh-containerized-bess-charging-station-for-grid-constrained-areas/) додека е во тек надградбата на комуналните услуги, со што возниот парк ќе има функционален коридор за полнење месеци порано.

Паметна контрола: OCPP 2.0.1, ISO 15118 и EMS

Прилагодениот BESS нуди вредност само ако софтверот го оркестрира добро. Современите центри за возни флоти користат EMS кој континуирано оптимизира три одлуки: кога да се полни батеријата, како да се распредели енергијата меѓу вклучените камиони и кога да се празнат за да се намалат врвовите на напонот на локацијата.

Три стандарди ја овозможуваат оваа автоматизација:

• OCPP 2.0.1— протоколот од полнач до бекенд; неговите функции за паметно полнење и управување со уреди му овозможуваат на EMS да поставува ограничувања на моќноста по полнач во реално време.
• ISO 15118— протоколот од возило до полнач; „Вклучи и полни“ автоматски ги автентицира возилата и ги соопштува состојбата на батеријата на возилото и ограничувањата на полнењето.
• IEC 61851— основниот стандард за комуникација при полнење што ја дефинира сигнализацијата помеѓу возилото и EVSE.

Заедно, овие протоколи му овозможуваат на депото да ги приоритизира камионите според времето на поаѓање, да спроведе ограничување на моќноста на ниво на локација и да учествува во програмите за одговор на побарувачката на комуналните услуги без рачна интервенција. Диспечерот на операторот на возниот парк ја гледа истата контролна табла за полнење како и менаџерот за енергија, усогласувајќи ја подготвеноста на возилото со тарифната економија.

Оперативна економија на ниво на возен парк

Економиката на полнењето камиони поддржано од BESS се подобрува со обемот и искористеноста. Во споредба со локација со мегавати само на мрежа, конфигурацијата на BESS обично испорачува:

• Намалување на побарувачката и трошоцитеод 30–50% од сметката за комунални услуги на локацијата, бидејќи месечниот врвен kW е израмнет;
• Поголема потрошувачка на полнач, бидејќи полначите работат со полн капацитет од батеријата, наместо да ги ограничуваат ограничувањата на мрежата;
• Сигурност на испраќањето, при што батеријата го апсорбира групирањето во првата смена, така што камионите тргнуваат на време;
• Опционален приходод настани на одговор на побарувачката и, на либерализираните пазари, енергетска арбитража.

Времето на отплата за BESS во депо на флота обично трае помеѓу три и шест години, во зависност од локалните тарифи и стимулации - значително побрзо од трошоците за надградба на комуналните услуги во повеќето јурисдикции, кои честопати ја надминуваат самата цена на BESS, а не додаваат оперативна флексибилност.

Заклучок

Возовите на електрични камиони откажуваат од струја, а не од енергија. Прилагодениот BESS го решава проблемот со електричната енергија во депото со амортизација на капацитетот на мрежата, израмнување на побарувачката и овозможување полнење од мегаватна класа од стандардни приклучоци. Вистинското решение започнува со реалниот работен циклус на возниот парк и се зголемува од интегрирана единица од 200 kWh до контејнерски центар од 2 MWh - секој конфигуриран околу камионите, смените и тарифата што всушност се применуваат на локацијата. За операторите на возниот парк, одлуката повеќе не е дали да се електрифицира, туку колку брзо може да се пушти во употреба депо поддржано од BESS.

Најчесто поставувани прашања

1. Колку голем BESS ми е потребен за возен парк од 20 електрични камиони?Регионална флота за испорака од 20 камиони со средна носивост обично има потреба од 400–500 kWh складирање поддржано од 400–500 kVA капацитет на мрежата, претпоставувајќи полнење преку ноќ и 8-часовен прозорец за полнење. Точната бројка зависи од енергијата на рутата, групирањето на смените и моќноста на полначот.

2. Дали BESS навистина може да поддржи полнење камиони од класа мегавати?Да. BESS електричен полнач од 2 MWh поврзан со полначи од 960 kW+ може да испорача мегаватни експлозии за последователни сесии бидејќи батеријата се празни побрзо отколку што ја полни мрежната врска, а потоа се надополнува со стабилна брзина помеѓу кластерите.

3. Колку време е потребно за пуштање во употреба на полнач BESS за возен парк?Интегрираните BESS купови за полнење можат да бидат пуштани во употреба за неколку дена; контејнерските центри обично траат од четири до осум недели, вклучувајќи ги градежните работи и меѓусебното поврзување со мрежата. И двата се драматично побрзи од надградбата на трансформаторот, која може да трае 12-24 месеци.

4. Кои конектори ги користат полначите на BESS за камиони?CCS1 (Северна Америка), CCS2 (Европа и поголемиот дел од Азиско-пацифичкиот регион) и MCS (стандард за полнење со мегавати) се доминантни опции за тешки возила; NACS и CHAdeMO опфаќаат специфични случаи на возила и регионални случаи. Станиците со повеќе конектори се вообичаени кај мешаните депоа.

5. Дали BESS додава значителна оперативна сложеност на депото?Не, кога EMS е правилно конфигуриран. OCPP 2.0.1 и ISO 15118 овозможуваат автоматско закажување, ограничување на моќноста и известување, така што BESS работи како апарат, а не како втора алатка.

6. Кој е типичниот период на отплата на инвестицијата за BESS депо на возен парк?Типично е три до шест години, водено од заштеди на трошоци за побарувачката, намалени трошоци за надградба на мрежата, поголема употреба на полначи и локални стимулации. Локациите со казнени тарифи за побарувачката најбрзо се исплаќаат.

7. Може ли истиот BESS да поддржи идниот раст на возниот парк?Да, ако архитектурата е модуларна. Контејнеризираните и кабинетските системи овозможуваат постепено додавање на блокови батерии и полначи, така што локацијата се скалира со возниот парк без да се замени основната инсталација.