வர்த்தக வாகனக் குழுக்களுக்கான 1.2 மெகாவாட் அதி உயர் சக்தி மின்னேற்றி: கட்டமைப்பு மற்றும் பொருளாதார மாதிரியாக்கம்

வர்த்தக வாகனக் குழுக்களுக்கான 1.2 மெகாவாட் அதி உயர் சக்தி மின்சார வாகன மின்னேற்ற உள்கட்டமைப்புப் புரட்சி: உயர் மின்னழுத்த நேரடி மின்னோட்ட (HVDC) கட்டமைப்புகள், திரவக் குளிரூட்டல், மெகாவாட் அளவிலான மின்கட்டமைப்புத் தாக்கப் பகுப்பாய்வு மற்றும் நீடித்த இயங்குதன்மைக்கான தளவாடப் பூங்காப் பொருளாதார மாதிரியாக்கம் ஆகியவற்றின் ஆழமான தொழில்நுட்ப ஆய்வு.

சுருக்கம்

மின்சார வர்த்தக வாகனங்களுக்கான உலகளாவிய மாற்றம் ஒரு முக்கியமான முட்டுக்கட்டையை எட்டியுள்ளது: அது மின்னேற்றும் உள்கட்டமைப்புத் திறன். பயணிகள் மின்சார வாகனங்களுக்கான மின்னேற்றம் முதிர்ச்சியடைந்திருந்தாலும், கிளாஸ் 8 டிரக்குகள் முதல் நீண்ட தூர சரக்கு போக்குவரத்து வேன்கள் வரையிலான கனரக வர்த்தக வாகனக் குழுக்களின் தேவைகளுக்கு, மின் விநியோகத்தில் ஒரு பெரும் மாற்றம் தேவைப்படுகிறது. இந்தக் கட்டுரை 1.2 மெகாவாட் சூப்பர்சார்ஜிங் நிலையத் தீர்வு குறித்த ஒரு விரிவான தொழில்நுட்பப் பகுப்பாய்வை வழங்குகிறது. பாரம்பரிய ஏசி/டிசி விநியோகத்திலிருந்து உயர் மின்னழுத்த டிசி (HVDC) கட்டமைப்புகளுக்கான மாற்றம், மெகாவாட் அளவிலான வெப்பச் சிதறலை நிர்வகிக்கத் தேவையான திரவக் குளிரூட்டலின் வெப்ப இயற்பியல், மற்றும் மின்கட்டமைப்பின் நிலையற்ற தன்மையைத் தடுக்கத் தேவைப்படும் அதிநவீன டைனமிக் எனர்ஜி மேனேஜ்மென்ட் சிஸ்டம்ஸ் (DEMS) ஆகியவற்றை நாங்கள் ஆராய்கிறோம். மேலும், சரக்கு போக்குவரத்து பூங்காக்களுக்கான ஒரு துல்லியமான பொருளாதார மாதிரியை நாங்கள் வழங்குகிறோம். அதிக ஆரம்ப மூலதனச் செலவு (CAPEX) இருந்தபோதிலும், மெகாவாட் அளவிலான மின்னேற்றத்தின் மொத்த உரிமையாளர் செலவு (TCO) மற்றும் செயல்பாட்டுத் திறன் ஆகியவை வர்த்தகப் போக்குவரத்தின் எதிர்காலத்தைத் திறப்பதற்கான திறவுகோல்கள் என்பதை இது நிரூபிக்கிறது.

அறிமுகம்: சவாலின் அளவு

வர்த்தக வாகனக் குழுக்களை மின்மயமாக்குவது என்பது இனி ஒரு சுற்றுச்சூழல் இலட்சியம் அல்ல; அது கடுமையான மாசு உமிழ்வு விதிமுறைகள், நகர்ப்புற அணுகல் கட்டுப்பாடுகள் மற்றும் டீசலைக் காட்டிலும் மின்சாரத்தில் கிடைக்கும் மறுக்க முடியாத நீண்டகால எரிபொருள் செலவு சேமிப்பு ஆகியவற்றால் உந்தப்படும் ஒரு தளவாடத் தேவையாகும். இருப்பினும், நவீன மின்சார செமி-டிரக்குகளில் காணப்படும் 600kWh முதல் 1MWh வரையிலான பேட்டரி பேக்கிற்கு, ஒரு சாதாரண 150kW அல்லது 350kW DC ஃபாஸ்ட் சார்ஜர் (DCFC) மிகவும் போதுமானதாக இல்லை. ஓட்டுநரின் கட்டாய ஓய்வு நேரத்திற்குள் (பொதுவாக 30-45 நிமிடங்கள்) 20-80% சார்ஜ் நிலையை (SoC) அடைய, சார்ஜ் செய்யும் திறன் 1 மெகாவாட்டிற்கு மேல் இருக்க வேண்டும்.

1.2 மெகாவாட் மின்னேற்றத் தீர்வு இந்தத் தொழில்நுட்பத்தின் எல்லையைக் குறிக்கிறது. இது வெறும் வீட்டு மின்னேற்றியின் பெரிதாக்கப்பட்ட வடிவம் மட்டுமல்ல; இது ஒரு உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட தொழில்துறை மின் உற்பத்தி நிலையமாகும். இதைச் செயல்படுத்துவதற்கு, ஆற்றல் மின்னணுவியல், பொருள் அறிவியல் மற்றும் மின்கட்டமைப்பு ஒத்திசைவு ஆகியவற்றில் உள்ள சிக்கலான பொறியியல் சவால்களுக்குத் தீர்வு காண வேண்டியுள்ளது. இந்த ஆழமான ஆய்வு, அடுத்த தலைமுறை தளவாடங்கள் மற்றும் வணிகப் போக்குவரத்திற்கு 1.2 மெகாவாட் மின்னேற்றத்தை ஒரு யதார்த்தமாக்கும் கூறுகள் மற்றும் அமைப்புகளை அலசி ஆராயும்.

அத்தியாயம் 1: வர்த்தக வாகனக் குழும மின்மயமாக்கலின் நிலப்பரப்பு

1.1 பயணிகள் தேவைகளிலிருந்து வணிகத் தேவைகளுக்கான மாற்றம்

பயணிகள் மின்சார வாகனங்கள் பொதுவாக 50kWh முதல் 100kWh வரையிலான பேட்டரி திறன்களுடன் 400V அல்லது 800V கட்டமைப்பில் இயங்குகின்றன. இதற்கு மாறாக, வர்த்தக வாகனங்களுக்கு மிக அதிக ஆற்றல் அடர்த்தியும் திறன் பரிமாற்றமும் தேவைப்படுகின்றன. ஒரு நீண்ட தூர சரக்கு வாகனம் தினமும் 500-800 கிலோமீட்டர் வரை பயணிக்கக்கூடும், இதனால் மிகப்பெரிய ஆற்றல் சேமிப்புக் கலன்கள் அவசியமாகின்றன. இந்த வாகனங்களுக்கான மின்னேற்றத் தேவை, ஒரு வாகனத்தின் இயக்கம் மற்றும் ஓய்வுக் காலங்களின் குறிப்பிட்ட நேரம் மற்றும் கால அளவைக் குறிக்கும் "பணிச் சுழற்சி" (Duty Cycle) மூலம் வரையறுக்கப்படுகிறது.

1.2 மின்னேற்ற செயல்திறனின் முக்கியப் பங்கு

சரக்குப் போக்குவரத்துத் துறையில், "காத்திருப்பு நேரம்" என்பது வீணான பணமாகும். ஒரு டிரக் நான்கு மணி நேரம் சார்ஜ் செய்தால், அது ஒரு ஷிப்ட்டின் பாதி உற்பத்தித்திறனை இழக்கிறது. இந்த 1.2 மெகாவாட் தீர்வு, மனிதர்களின் செயல்பாட்டுக் கட்டுப்பாடுகளுக்கு ஏற்ற ஒரு சார்ஜிங் விகிதத்தை இலக்காகக் கொண்டுள்ளது. 1,200 கிலோவாட் ஆற்றலை வழங்குவதன் மூலம், ஒரு நிலையம் கோட்பாட்டளவில் வெறும் 10 நிமிடங்களில் 200 கி.மீ. பயண தூரத்தை அதிகரிக்க முடியும். இது மின்சார டிரக்குகளை, உள் எரிப்பு இயந்திரங்களின் (ICE) எரிபொருள் நிரப்பும் வேகத்திற்குப் போட்டியாக மாற்றுகிறது.

1.3 ஒழுங்குமுறை மற்றும் ESG இயக்கிகள்

உலகெங்கிலும் உள்ள அரசாங்கங்கள் பூஜ்ஜிய-உமிழ்வு மண்டலங்களைக் கட்டாயமாக்குகின்றன. ஐரோப்பிய ஒன்றியத்தில், மாற்று எரிபொருள் உள்கட்டமைப்பு ஒழுங்குமுறை (AFIR), TEN-T மைய வலையமைப்பு நெடுகிலும் கனரக வாகன (HDV) மின்னேற்றும் நிலையங்களுக்கான குறிப்பிட்ட இலக்குகளை நிர்ணயிக்கிறது. அமெரிக்காவில், தேசிய மின்சார வாகன உள்கட்டமைப்பு (NEVI) திட்டமும், கலிபோர்னியாவில் உள்ள மேம்பட்ட தூய்மையான டிரக்குகள் (ACT) ஒழுங்குமுறையும், வாகனக் குழுக்களை மின்மயமாக்கலை நோக்கித் தள்ளுகின்றன. இந்தக் கட்டாயங்கள், மெகாவாட் அளவிலான உள்கட்டமைப்பை நிறுவுவதை வாகனக் குழு இயக்குநர்களுக்கு ஒரு காலக்கெடு சார்ந்த முன்னுரிமையாக ஆக்குகின்றன.

அத்தியாயம் 2: 1.2 மெகாவாட் சூப்பர்சார்ஜிங் கட்டமைப்பை வடிவமைத்தல்

2.1 அமைப்பு கண்ணோட்டம்: துணை மின்நிலையம் முதல் விநியோகிப்பான் வரை

1.2 மெகாவாட் மின்னேற்ற நிலையம் என்பது ஒரு சிக்கலான சூழலமைப்பு ஆகும். இது பொதுவாக 10kV முதல் 35kV வரையிலான நடுத்தர மின்னழுத்த (MV) மின்கட்டமைப்பு இணைப்பில் தொடங்குகிறது. இது ஒரு பிரத்யேக மின்மாற்றி வழியாகக் குறைக்கப்பட்டு, குறைந்த மின்னழுத்த (LV) அல்லது உயர் மின்னழுத்த நேர்மின்னோட்ட (HVDC) மின்பாதையாக மாற்றப்படுகிறது. இந்த அமைப்பின் மையமாக இருப்பது மின்மாற்று அமைப்பு (PCS) ஆகும். இது வாகனத்தின் மின்கலத்திற்குத் தேவைப்படும் மாறுமின்னோட்டத்தை (AC) உயர்தர நேர்மின்னோட்டமாக (DC) மாற்றுகிறது.

2.2 மாடுலர் மின் மாற்ற அலகுகள்

ஒற்றை 1.2MW இன்வெர்ட்டருக்குப் பதிலாக, நவீன அமைப்புகள் மாடுலர் தொகுதிகளைப் (எ.கா., 100kW அல்லது 200kW மாட்யூல்கள்) பயன்படுத்துகின்றன. இந்த மாடுலர் அமைப்பு பின்வருவனவற்றை வழங்குகிறது:

• தேவையற்ற நிலை:ஒரு தொகுதி செயலிழந்தாலும், நிலையம் குறைந்த சக்தியில் தொடர்ந்து இயங்கும்.
• அளவிடுதன்மை:இயக்குநர்கள் 600kW உடன் தொடங்கி, தங்கள் சாதனங்களின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்கும்போது 1.2MW ஆக மேம்படுத்திக்கொள்ளலாம்.
• செயல்திறன்:ஒரு வாகனம் குறைந்த ஆற்றல் மட்டங்களில் (சார்ஜிங் வளைவின் இறுதிப் பகுதி) சார்ஜ் செய்யப்படும்போதும் கூட, உயர் செயல்திறனைப் பராமரிப்பதற்காக இந்த அமைப்பு தொகுதிகளைச் செயல்படுத்தவோ அல்லது செயலிழக்கச் செய்யவோ முடியும்.

2.3 ஆல்-இன்-ஒன் மற்றும் ஸ்ப்ளிட் ஆர்கிடெக்சர்களை நோக்கிய நகர்வு

பிரித்தமைக்கப்பட்ட கட்டமைப்பில், ஆற்றல் மின்னணுவியல் சாதனங்கள் ஒரு தொலைதூரப் பெட்டியில் வைக்கப்பட்டுள்ளன, மேலும் மெல்லிய விநியோகிப்பான் ("பயனர் இடைமுகம்") மட்டுமே மின்னேற்றும் இடத்தில் அமைந்துள்ளது. 1.2 மெகாவாட் அமைப்புகளுக்கு இது இன்றியமையாதது, ஏனெனில் ஆற்றல் மின்னணுவியல் சாதனங்கள் குறிப்பிடத்தக்க சத்தத்தையும் வெப்பத்தையும் உருவாக்குகின்றன, மேலும் பரபரப்பான தளவாட மையங்களில் மின்னேற்றும் இடத்தில் இடவசதி பெரும்பாலும் குறைவாகவே இருக்கும். இந்தப் பிரித்தமைக்கப்பட்ட வடிவமைப்பு, ஆற்றல் தொகுதிகளுக்கு மையப்படுத்தப்பட்ட குளிரூட்டலையும் எளிதாக்குகிறது.

அத்தியாயம் 2 (தொடர்ச்சி): உயர்-சக்தி இடவியல்

1.2 மெகாவாட் திறனைக் கையாள, மின்னோட்டத்தைக் கட்டுக்குள் வைத்திருக்க மின்னழுத்தம் அதிகமாக இருக்க வேண்டும். முன்பு 800V ஒரு சிறந்த தரநிலையாக இருந்தபோதிலும், 1.2 மெகாவாட் அமைப்புகள் தற்போது 1000V முதல் 1500V வரையிலான DC பஸ் மின்னழுத்தங்களை அதிகளவில் நாடுகின்றன. 1.2 மெகாவாட் மற்றும் 1000V திறனில், மின்னோட்டமானது இன்னமும் மலைக்க வைக்கும் அளவான 1200A ஆக உள்ளது. இது, மாறுதல் இழப்புகளைக் குறைக்கவும் அதிக திறன் அடர்த்தியைச் சாத்தியமாக்கவும், பொதுவாக சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) MOSFET-களைப் பயன்படுத்தும் மேம்பட்ட பஸ்பார் வடிவமைப்புகளையும் அதிவேக மாறுதல் கூறுகளையும் அவசியமாக்குகிறது.

அத்தியாயம் 3: உயர் மின்னழுத்த நேர் மின்னோட்ட (HVDC) விநியோக அமைப்புகள்

3.1 HVDC-க்கான செயல்திறன் வாதம்

பாரம்பரிய மின்னேற்ற நிலையங்கள் பெரும்பாலும் ஒவ்வொரு சார்ஜருக்கும் குறைந்த மின்னழுத்த ஏசி (400V/480V) மின்சாரத்தை விநியோகிக்கின்றன. இருப்பினும், 1.2 மெகாவாட் அளவில், ஏசி வழியாக மின்சாரத்தை விநியோகிப்பது குறிப்பிடத்தக்க தாமிர இழப்புகளுக்கு (I²R இழப்புகள்) வழிவகுக்கிறது மற்றும் மிகப்பெரிய கேபிள் விட்டங்களைக் கோருகிறது. ஏசி/டிசி மாற்றத்தை ஒரு மையப்படுத்தப்பட்ட மின்மாற்றி நிலையத்திற்கு மாற்றுவதன் மூலம், நாம் உயர் மின்னழுத்த டிசி (HVDC) பஸ் (எ.கா., 1000V DC) வழியாக மின்சாரத்தை விநியோகிக்க முடியும்.

HVDC விநியோகம் பல நன்மைகளை வழங்குகிறது:

• குறைக்கப்பட்ட மாற்ற நிலைகள்:பல புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றல் மூலங்களும் (சூரிய ஒளி மின்னழுத்தம்) மற்றும் ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகளும் (கட்டமைப்பு ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்பு) இயல்பாகவே நேர் மின்னோட்ட (DC) தன்மை கொண்டவை. அவற்றை ஒரு உயர் மின்னழுத்த நேர் மின்னோட்ட (HVDC) அமைப்பில் ஒருங்கிணைப்பது, பல நேர் மின்னோட்ட/மாறுதல் மின்னோட்ட/நேர் மின்னோட்ட மாற்றப் படிகளைத் தவிர்த்து, ஒட்டுமொத்த அமைப்பின் செயல்திறனை 3-5% வரை அதிகரிக்கிறது.
• செப்பு சேமிப்பு:அதிக மின்னழுத்தம், அதே திறன் மற்றும் குறைந்த மின்னோட்டத்திற்கு வழிவகுப்பதால், விநியோக கேபிள்களின் எடை மற்றும் செலவு கணிசமாகக் குறைகிறது.
• மேம்படுத்தப்பட்ட மின்சாரத் தரம்:சீராக்கத்தை மையப்படுத்துவது, மின்கட்டமைப்பு இடைமுகத்தில் மின் காரணி மற்றும் ஹார்மோனிக் சிதைவு ஆகியவற்றின் மீது சிறந்த கட்டுப்பாட்டை அனுமதிக்கிறது.

3.2 பஸ்பார் வடிவமைப்பு மற்றும் வெப்ப மேலாண்மை

1.2 மெகாவாட் மின் நிலையத்தில், உள்ளக பஸ்பார்கள் 1,200 ஆம்பியருக்கும் அதிகமான மின்னோட்டங்களைக் கையாள வேண்டும். வழக்கமான செப்பு பஸ்பார்களுக்கு மிகப்பெரிய குறுக்குவெட்டுப் பரப்புகள் தேவைப்படும். ஸ்கின் எஃபெக்ட் மற்றும் ப்ராக்ஸிமிட்டி எஃபெக்ட் ஆகியவற்றால் உருவாகும் வெப்பத்தைக் கட்டுப்படுத்த, பொறியாளர்கள் இப்போது லேமினேட் செய்யப்பட்ட பஸ்பார்களையும், சில தீவிரமான நேர்வுகளில், திரவத்தால் குளிர்விக்கப்படும் பஸ்பார்களையும் பயன்படுத்துகின்றனர். இணைப்புகளில் உள்ள தொடர்பு மின்தடையைக் குறைக்க, வெள்ளி அல்லது தகரம் பூசப்பட்ட, துல்லியமாக CNC இயந்திரத்தால் செதுக்கப்பட்ட செப்பு பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

3.3 HVDC அமைப்புகளில் பாதுகாப்பு மற்றும் பத்திரத்தன்மை

HVDC விநியோகத்தில் பாதுகாப்பே முதன்மையான அக்கறையாகும். AC-ஐப் போலல்லாமல், DC-இல் “ஜீரோ-கிராசிங்” இல்லை, இதனால் ஒரு கோளாறு ஏற்பட்டால் மின் வில்லை அணைப்பது மிகவும் கடினமாகிறது.

• ஆர்க் ஃப்ளாஷ் தணிப்பு:1.2 மெகாவாட் அமைப்புகள், மில்லி விநாடிகளுக்குள் மின்வில்களை அணைப்பதற்காக, அதிவேக மின்னணு உருகிகள் மற்றும் காந்த ஊதுகுழல்களுடன் கூடிய டிசி காண்டாக்டர்களைப் பயன்படுத்துகின்றன.
• மின்காப்பு கண்காணிப்பு:DC நேர்மறை/எதிர்மறை ரெயில்களுக்கும் சேசிஸுக்கும் இடையிலான மின்காப்பு மின்தடையைத் தொடர்ந்து கண்காணிப்பது கட்டாயமாகும். மின்காப்பில் ஏற்படும் எந்தவொரு தரக்குறைவும், மின் அதிர்ச்சி அல்லது தீயைத் தடுப்பதற்காக, அமைப்பை உடனடியாக நிறுத்திவிடும்.
• அடித்தள அமைப்புகள்:DC பக்கத்திற்கான IT (Isolated Terra), TN (Terre-Neutre) அல்லது TT புவி இணைப்பு அமைப்புகளில் ஒன்றைத் தீர்மானிப்பது, பாதுகாப்பு மற்றும் மின்காந்த இணக்கத்தன்மை (EMC) ஆகிய இரண்டையும் பாதிக்கும் ஒரு முக்கியமான பொறியியல் தேர்வாகும்.

அத்தியாயம் 4: மெகாவாட்-நிலை ஆற்றல் மின்னணுவியல் மற்றும் மாற்றத் திறன்

4.1 சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) புரட்சி

1.2 மெகாவாட் அளவில், செயல்திறனில் ஏற்படும் ஒவ்வொரு சதவீதப் புள்ளியும் 12 கிலோவாட் வெப்பமாக மாறுகிறது.இல்லைசிதறடிக்கப்பட வேண்டும். பாரம்பரிய சிலிக்கான் அடிப்படையிலான IGBT-கள் (இன்சுலேட்டட் கேட் பைபோலார் டிரான்சிஸ்டர்கள்) இந்தத் துறையில் ஆதிக்கம் செலுத்தி வருகின்றன, ஆனால் அவை உயர் அதிர்வெண்களில் ஏற்படும் மாறுதல் இழப்புகளால் சிரமப்படுகின்றன. சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) MOSFET-கள் மெகாவாட் மின்னேற்றத்திற்கான புதிய தரநிலையாக உள்ளன, ஏனெனில்:

• மாறுதல் இழப்புகளைக் குறைக்கவும்:இது உயர் மாறுதல் அதிர்வெண்களை (எ.கா., IGBT-களுக்கான 10kHz-க்கு எதிராக 50kHz) அனுமதிப்பதால், மின்தூண்டிகள் மற்றும் மின்தேக்கிகள் போன்ற செயலற்ற கூறுகளின் அளவு மற்றும் எடை குறைகிறது.
• உயர் வெப்பநிலை தாங்கும் திறன்:SiC அதிக சந்தி வெப்பநிலைகளில் செயல்பட முடியும் என்பதால், குளிரூட்டும் அமைப்பின் மீதான சுமையைக் குறைக்கிறது.
• உயர் முறிவு மின்னழுத்தம்:1000V+ கட்டமைப்புகளுக்கு இன்றியமையாதது.

4.2 பல நிலை இன்வெர்ட்டர் கட்டமைப்புகள்

நிலையான மின்னழுத்த-மதிப்பீடு கொண்ட கூறுகளைப் பயன்படுத்தும் போது உயர் DC பஸ் மின்னழுத்தங்களைக் கையாள, பல-நிலை கட்டமைப்புகள் (நடுநிலைப் புள்ளி இறுக்கப்பட்ட – NPC அல்லது T-வகை இன்வெர்ட்டர்கள் போன்றவை) பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த வடிவமைப்புகள்:

• குறைந்த மொத்த ஹார்மோனிக் சிதைவுடன் (THD) கூடிய தெளிவான வெளியீட்டு அலைவடிவத்தை உருவாக்குங்கள்.
• வாகனத்தின் மோட்டார் அல்லது பேட்டரி அமைப்பின் மின்காப்பு மீதான மின்னழுத்த அழுத்தத்தை (dv/dt) குறைக்கவும்.
• தேவையான வடிகட்டுதலைக் குறைப்பதன் மூலம் செயல்திறனை அதிகரிக்கவும்.

4.3 இருவழி மின் ஓட்டம் (V2G/V2H)

ஒரு 1.2 மெகாவாட் மின் நிலையம் என்பது வெறும் நுகர்வோர் மட்டுமல்ல; அது மின்கட்டமைப்பில் ஒரு சாத்தியமான சொத்தாகும். இருவழி மின் மின்னணுவியல் மூலம், மின்சார டிரக்குகளின் ஒரு தொகுப்பு ஒரு மாபெரும் மெய்நிகர் மின் நிலையமாகச் செயல்பட முடியும். மின்கட்டமைப்பில் அதிகத் தேவை இருக்கும் காலங்களில், டிரக்குகளின் மின்கலன்களிலிருந்து ஆற்றலை மீண்டும் மின்கட்டமைப்பிற்குள் இழுக்குமாறு DEMS சார்ஜர்களுக்கு சமிக்ஞை அனுப்பும் (வாகனத்திலிருந்து மின்கட்டமைப்பிற்கு). டிரக்குகள் திட்டமிடப்பட்ட புறப்பாடுகளுக்குத் தேவையான அளவு மின்னூட்டத்தைக் கொண்டிருப்பதை உறுதிசெய்ய, இதற்குச் சிக்கலான கட்டுப்பாட்டு வழிமுறைகள் தேவைப்படுகின்றன, ஆனால் இது டிரக் குழும இயக்குநர்களுக்கு ஒரு புதிய வருவாய் வழியை உருவாக்குகிறது.

4.4 மென்-மாற்று மற்றும் ஒத்திசைவு மாற்றிகள்

செயல்திறனின் எல்லைகளை மேலும் விரிவுபடுத்துவதற்காக, 1.2 மெகாவாட் அமைப்புகள் பெரும்பாலும் ஒத்திசைவு கட்டமைப்புகளை (LLC அல்லது DAB – இரட்டைச் செயலுறு பாலம் போன்றவை) பயன்படுத்துகின்றன. இந்த நுட்பங்கள் பூஜ்ஜிய மின்னழுத்த நிலைமாற்றம் (ZVS) அல்லது பூஜ்ஜிய மின்னோட்ட நிலைமாற்றத்தை (ZCS) அனுமதிக்கின்றன, இதன் மூலம் டிரான்சிஸ்டர்களின் ஆன் மற்றும் ஆஃப் நிலைகளுக்கு இடையிலான நிலைமாற்றத்தின் போது ஏற்படும் மின் இழப்பை முற்றிலுமாக நீக்குகின்றன. ஏசி உள்ளீட்டிலிருந்து டிசி வெளியீடு வரை நிலையத்தின் செயல்திறனை >97% ஆகப் பராமரிப்பதற்கு இது மிகவும் இன்றியமையாதது.

அத்தியாயம் 5: திரவ குளிரூட்டும் அமைப்புகள்: பெரிய அளவிலான வெப்ப மேலாண்மை

5.1 மெகாவாட் மின்னேற்றத்தில் வெப்பத்தின் இயற்பியல்

அதிக சக்தி வாய்ந்த மின்னேற்றத்திற்கு, வெப்ப வடிவில் ஏற்படும் ஆற்றல் இழப்பே மிகப்பெரிய எதிரியாகும். ஒரு 1.2 மெகாவாட் மின்னேற்றி 95% செயல்திறன் கொண்டிருந்தால், அது 60 கிலோவாட் வெப்பத்தை உருவாக்குகிறது. இதை ஒப்பிட்டுப் பார்த்தால், குளிர்காலத்தில் பல பெரிய வீடுகளைச் சூடேற்றுவதற்கு அந்த வெப்பம் போதுமானது. இந்த வெப்பம் மூன்று பகுதிகளில் குவிந்துள்ளது:

1. மின் திறன் மாற்றும் தொகுதிகள் (இன்வெர்ட்டர்கள்/ரெக்டிஃபையர்கள்).
2. சார்ஜிங் கேபிள் மற்றும் கனெக்டர்.
3. வாகனத்தின் பேட்டரி மற்றும் உள் பஸ்பார்கள்.

5.2 திரவத்தால் குளிர்விக்கப்படும் கேபிள்கள்: எடைத் தடையைக் கடத்தல்

பாரம்பரிய காற்று குளிர்விக்கப்பட்ட செப்புக் கம்பியைப் பயன்படுத்தி 1,200A மின்னோட்டத்தைக் கடத்தினால், அந்தக் கம்பி மிகவும் தடிமனாகவும் கனமாகவும் இருப்பதால் மனிதனால் அதைத் தூக்க முடியாது. திரவ குளிர்விக்கப்பட்ட கம்பிகள், செப்புக் கடத்திகளைச் சுற்றியுள்ள வழிகள் வழியாகச் சுழற்சி செய்யப்படும் ஒரு சிறப்பு குளிர்விப்பானைப் (பெரும்பாலும் நீர்-கிளைக்கால் கலவை அல்லது ஒரு மின்காப்புத் திரவம்) பயன்படுத்துகின்றன. இது செப்பின் குறுக்குவெட்டுப் பரப்பைக் கணிசமாகக் குறைத்து, கம்பியை நெகிழ்வாகவும் எடை குறைவாகவும் வைத்திருப்பதோடு, பாதுகாப்பான இயக்க வெப்பநிலையையும் (பொதுவாக 60°C-க்குக் கீழ்) பராமரிக்கிறது.

5.3 செயல்திறன் மிக்க வெப்ப மேலாண்மை அமைப்புகள் (ATMS)

மின்னேற்றும் நிலையத்தில் ஒரு வலுவான குளிரூட்டும் அமைப்பு அல்லது ஒரு பெரிய திரவ-காற்று வெப்பப் பரிமாற்றி இடம்பெற்றிருக்க வேண்டும்.

• மாறுபடும் வேக பம்புகள்:DEMS ஆனது நிகழ்நேர மின்னோட்டம் மற்றும் சுற்றுப்புற வெப்பநிலையின் அடிப்படையில் குளிரூட்டியின் பாய்வு விகிதத்தைச் சரிசெய்கிறது.
• கூடுதல் குளிரூட்டும் சுற்றுகள்:நம்பகத்தன்மையை உறுதி செய்வதற்காக, 1.2 மெகாவாட் மின் நிலையங்கள் பெரும்பாலும் இரட்டை பம்ப் கட்டமைப்புகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.
• ஆவிசுருக்க மேலாண்மை:ஈரப்பதமான சூழல்களில், கேபிள் மற்றும் இணைப்பானின் வெப்பநிலை பனிப்புள்ளிக்குக் கீழே குறையாமல் குளிரூட்டும் அமைப்பு உறுதி செய்ய வேண்டும், இல்லையெனில் அது உள்ளகக் குறுக்குச் சுற்றுகளுக்கு வழிவகுக்கும்.

5.4 வாகன வெப்ப மேலாண்மையுடன் ஒருங்கிணைப்பு

உண்மையாகவே மேம்படுத்தப்பட்ட 1.2 மெகாவாட் தீர்வு என்பது, மின் நிலையத்திற்கும் வாகனத்தின் சொந்த பேட்டரி மேலாண்மை அமைப்புக்கும் (BMS) இடையேயான தகவல்தொடர்பை உள்ளடக்கியது. மின் நிலையம், திரவத்தால் குளிர்விக்கப்படும் கேபிளை முன்கூட்டியே குளிர்விக்க முடியும், அதே நேரத்தில் வாகனம் அதன் பேட்டரி பேக்கை அதிக சக்தி ஏற்புக்கான உகந்த வெப்பநிலை வரம்பிற்கு (பொதுவாக 30°C முதல் 45°C வரை) முன்கூட்டியே தயார் செய்கிறது. பேட்டரி மிகவும் குளிராகவோ அல்லது மிகவும் சூடாகவோ இருந்தால், மின்னேற்றும் வேகம் குறைக்கப்படும், இது 1.2 மெகாவாட் உள்கட்டமைப்பின் நன்மைகளைப் பயனற்றதாக்கிவிடும்.

அத்தியாயம் 6: மின்கட்டமைப்பு தாக்கப் பகுப்பாய்வு: மெகாவாட் மின்னேற்றத்தின் உச்சபட்ச சுமையை நிர்வகித்தல்

6.1 உள்ளூர் மின்கட்டமைப்பின் மீதான “சுத்தியல் விளைவு”

1.2 மெகாவாட் மின்சுமை என்பது, ஒரு நடுத்தர அளவிலான தொழிற்சாலையையோ அல்லது ஒரு சிறிய குடியிருப்புப் பகுதியையோ ஒரே நொடியில் மின் கட்டமைப்புடன் இணைப்பதற்குச் சமமாகும். ஒரு லாரி 1.2 மெகாவாட் மின்னேற்றத்தைத் தொடங்கும் போது, ​​இந்தத் திடீர் தேவை உள்ளூர் விநியோகப் பாதையில் குறிப்பிடத்தக்க மின்னழுத்த வீழ்ச்சியை (சாய்வு) ஏற்படுத்தக்கூடும். பல லாரிகள் ஒரே நேரத்தில் மின்னேற்றம் செய்யத் தொடங்கினால், அதன் ஒட்டுமொத்த விளைவானது குறிப்பிட்ட பகுதிகளில் மின்வெட்டுக்கு வழிவகுக்கலாம் அல்லது துணை மின் நிலையத்தை அணைத்துவிடும் பாதுகாப்பு ரிலேக்களைத் தூண்டலாம்.

6.2 அதிர்வெண் நிலைத்தன்மை மற்றும் நிலைமம்

நவீன மின்கட்டமைப்புகள் ஒரு நிலையான அதிர்வெண்ணை (50Hz அல்லது 60Hz) சார்ந்துள்ளன. பெரிய, உடனடி மின்சுமைகள் இந்த நிலைத்தன்மைக்கு சவாலாக அமைகின்றன. பாரம்பரிய மின்கட்டமைப்புகளில், நிலக்கரி அல்லது எரிவாயு ஆலைகளில் சுழலும் டர்பைன்களின் இயற்பியல் நிலைமம் ஒரு காப்புப் பட்டையாகச் செயல்படுகிறது. இருப்பினும், குறைந்த இயற்பியல் நிலைமத்தைக் கொண்ட, புதுப்பிக்கத்தக்க ஆற்றலை அதிகம் சார்ந்த மின்கட்டமைப்புகளை நோக்கி நாம் நகரும்போது, ​​1.2MW மின்னேற்றிகளின் "வேக அதிகரிப்பு விகிதம்" கவனமாகக் கட்டுப்படுத்தப்பட வேண்டும். மின்கட்டமைப்பின் அதிர்வெண் குறையத் தொடங்கினால், தானாகவே மின்சாரத்தைக் குறைக்கும் "அதிர்வெண்-வாட்" செயல்பாடுகளை இந்த மின்னேற்றிகள் ஆதரிக்க வேண்டும்.

6.3 ஹார்மோனிக் சிதைவு மற்றும் திறன் காரணி

அதிக சக்தி வாய்ந்த மின்னணு சாதனங்கள், ஹார்மோனிக்ஸ் எனப்படும் அலைவடிவமற்ற மின்னோட்டங்களால் மின்கட்டமைப்பை மாசுபடுத்தக்கூடும். இந்த ஹார்மோனிக்ஸ், மின்மாற்றிகளில் அதிக வெப்பத்தை ஏற்படுத்துவதோடு, உணர்திறன் மிக்க மின்னணு சாதனங்களில் குறுக்கீட்டையும் உண்டாக்குகின்றன.

• செயல்திறன் மிக்க முன்முனைகள் (AFE):1.2 மெகாவாட் அமைப்புகள், மின்கட்டமைப்பிலிருந்து எடுக்கப்படும் மின்னோட்டமானது முற்றிலும் சைனசாய்டல் வடிவத்திலும், மின்னழுத்தத்துடன் ஒரே கட்டத்திலும் (திறன் காரணி ≈ 1.0) இருப்பதை உறுதிசெய்ய AFE-களைப் பயன்படுத்துகின்றன.
• மொத்த ஹார்மோனிக் சிதைவு (THD):IEEE 519 போன்ற ஒழுங்குமுறைத் தரநிலைகள், THD 5%-க்கும் குறைவாக இருக்க வேண்டும் எனக் கட்டாயப்படுத்துகின்றன. மெகாவாட் அளவுகளில் இதை அடைவதற்கு, மேம்பட்ட வடிகட்டுதலும் உயர் அதிர்வெண் PWM (துடிப்பு அகலப் பண்பேற்றம்) கட்டுப்பாடும் தேவைப்படுகின்றன.

6.4 தீர்வு: மின்கல ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புகள் (BESS)

மின்கட்டமைப்பில் ஏற்படும் தாக்கத்தைக் குறைப்பதற்காக, 1.2 மெகாவாட் மின் நிலையம் அரிதாகவே நேரடியாக மின்கட்டமைப்புடன் தனித்து இணைக்கப்படுகிறது. மாறாக, அது ஒரு அடிப்படை ஆற்றல் சேமிப்பு அமைப்புடன் (BESS) இணைக்கப்படுகிறது.

• உச்சநிலை குறைப்பு:குறைந்த தேவை உள்ள காலங்களில் BESS மின் கட்டமைப்பிலிருந்து மெதுவாக மின்னேற்றம் செய்துகொள்கிறது, மேலும் டிரக் மின்னேற்றத்தின் போது ஏற்படும் 1.2 மெகாவாட் திடீர் மின் தேவையை ஆதரிப்பதற்காக வேகமாக மின்னிறக்கம் செய்கிறது. இது, இயக்குபவர் பயன்பாட்டு நிறுவனத்திற்குச் செலுத்த வேண்டிய "ஒப்பந்தத் திறனை" குறைக்கிறது.
• புதுப்பிக்கத்தக்கவற்றுக்கான இடையக இருப்பு:தளவாடப் பூங்காவில் கூரை மீது சூரிய மின்சக்தி அமைப்பு இருந்தால், ஒரு லாரி வரும்போது பயன்படுத்துவதற்காக BESS அந்த ஆற்றலைச் சேமித்து வைத்து, அதன் மூலம் "சுய நுகர்வை" அதிகப்படுத்துகிறது.
• பிளாக் ஸ்டார்ட் மற்றும் ஐலேண்டிங்:மின் கட்டமைப்பு செயலிழக்கும் பட்சத்தில், BESS ஆதரவு பெற்ற ஒரு நிலையம், தனித்து இயங்கும் நுண்கட்டமைப்பு முறையில் அத்தியாவசிய வாகனங்களுக்குத் தொடர்ந்து மின்னேற்றம் செய்யும் ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளது.

அத்தியாயம் 6b: மேம்பட்ட மின் தரம் மற்றும் மின்கட்டமைப்பு தணிப்பு உத்திகள்

6.5 மின்னழுத்த நிலைத்தன்மை மற்றும் PV வளைவு

ஒரு விநியோக வலையமைப்பில் 1.2 மெகாவாட் பளுவை அறிமுகப்படுத்துவது, மின்னழுத்த சுயவிவரத்தை கணிசமாக மாற்றுகிறது. PV வளைவின்படி (திறன்-மின்னழுத்த உறவு), செயலுறு திறன் (P) அதிகரிக்கும்போது, ​​பொது இணைப்புப் புள்ளியில் (PCC) உள்ள மின்னழுத்தம் (V) குறைகிறது. பளுவானது வளைவின் "முனைப் புள்ளியை" தாண்டினால், அமைப்பில் மின்னழுத்தச் சரிவு ஏற்படலாம். 1.2 மெகாவாட் நிலையங்களுக்கு, வலையமைப்பு நிலையான பகுதிக்குள் இருப்பதை உறுதிசெய்ய பொறியாளர்கள் பளுப் பாய்வு ஆய்வுகளை மேற்கொள்கின்றனர். இதற்கு பெரும்பாலும், அதிக மின்னோட்ட மின்னேற்றக் கட்டத்தின் போது மின்னழுத்தத்தை "தாங்கிப் பிடிக்கும்" எதிர்வினைத் திறன் ஆதரவை வழங்க, நிலை மின்னழுத்த ஈடுசெய்விகள் (SVC) அல்லது நிலை ஒத்திசைவு ஈடுசெய்விகளை (STATCOMs) நிறுவ வேண்டியுள்ளது.

6.6 ஹார்மோனிக் பகுப்பாய்வு மற்றும் LCL வடிகட்டி வடிவமைப்பு

1.2 மெகாவாட் இன்வெர்ட்டரில் உள்ள SiC MOSFET-களின் உயர் அதிர்வெண் நிலைமாற்றமானது, மின்கட்டமைப்பில் உயர் அதிர்வெண் இரைச்சலைச் செலுத்தக்கூடும். இதைச் சமாளிக்க, மின்கட்டமைப்பு இடைமுகத்தில் LCL (மின்தூண்டி-மின்தேக்கி-மின்தூண்டி) வடிப்பான்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

• ஒத்ததிர்வு தணிப்பு:உயர் அதிர்வெண்களில் எளிய L ஃபில்டர்களை விட LCL ஃபில்டர்கள் அதிக செயல்திறன் மிக்கவை, ஆனால் அவை ஒத்ததிர்வு சிக்கல்களை ஏற்படுத்தக்கூடும். 1.2MW அமைப்புகள், பருமனான மற்றும் திறனற்ற மின்தடையங்களைச் சேர்க்காமல், இந்த ஒத்ததிர்வுகளை மின்னணு முறையில் அடக்குவதற்காக, கட்டுப்பாட்டு மென்பொருளில் “செயல்திறன் மிக்க தணிப்பு” (Active Damping) வழிமுறைகளைப் பயன்படுத்துகின்றன.
• IEEE 519 உடன் இணங்குதல்:L, C, மற்றும் L மதிப்புகளைக் கவனமாகச் சரிசெய்வதன் மூலம், பொறியாளர்கள் மொத்த ஹார்மோனிக் சிதைவு (THD) 5%-க்கும் குறைவாக இருப்பதை உறுதிசெய்து, அருகிலுள்ள தொழில்துறை உபகரணங்களுடன் குறுக்கீடு ஏற்படுவதைத் தடுக்கின்றனர்.

6.7 சிமிட்டல் மற்றும் விரைவான மின்னழுத்த மாற்றங்கள் (RVC)

மின்னழுத்த மாற்றங்களால் ஏற்படும் ஒளிச்செறிவின் தொந்தரவான ஏற்ற இறக்கங்களையே "ஃப்ளிக்கர்" (Flicker) என்று குறிப்பிடுகிறோம். ஒரு 1.2MW சார்ஜர் அதன் திறனை அதிகரிக்கும்போது அல்லது குறைக்கும்போது, ​​அது IEC 61000-3-7 போன்ற தரநிலைகளால் நிர்ணயிக்கப்பட்ட வரம்புகளை மீறும் RVC-களை ஏற்படுத்தக்கூடும். ஃப்ளிக்கரைக் குறைப்பதற்காக, DEMS ஆனது "மென்-தொடக்கம்" (Soft-Start) மற்றும் "மென்-நிறுத்தம்" (Soft-Stop) என்ற நெறிமுறையைச் செயல்படுத்துகிறது. திறனை உடனடியாக 0-லிருந்து 1.2MW-க்குத் தாவுவதற்குப் பதிலாக, அது 5-10 வினாடிகள் என்ற காலப்பகுதியில் படிப்படியாக அதிகரிக்கப்படுகிறது. இது, மின்கட்டமைப்பின் தானியங்கி மின்னழுத்த சீராக்கிகளையும் (AVRs) மற்றும் நிலையத்தின் BESS-ஐயும் இந்த மாற்றத்தைப் படிப்படியாக ஈடுசெய்ய அனுமதிக்கிறது.

6.8 மைக்ரோகிரிட் கட்டுப்படுத்தி மற்றும் மெய்நிகர் மந்தநிலை

சூரியசக்தி, BESS மற்றும் 1.2 மெகாவாட் சார்ஜர்கள் பொருத்தப்பட்ட ஒரு தளவாடப் பூங்காவில், முழு வளாகமும் ஒரு மைக்ரோகிரிட்டாகச் செயல்படுகிறது. நிலைத்தன்மையைப் பராமரிப்பதற்காக, மைக்ரோகிரிட் கட்டுப்படுத்தி "ஒத்திசைவான குறிப்புச் சட்டகத்தை" (SRF) நிர்வகிக்கிறது.

• மெய்நிகர் நிலைமம்:நவீன 1.2 மெகாவாட் இன்வெர்ட்டர்களை, பாரம்பரிய சுழலும் ஜெனரேட்டர்களைப் போல செயல்படுமாறு நிரல்படுத்த முடியும். அதிர்வெண் மாற்றங்களுக்கு ஏற்ப சிறிய அளவிலான சக்தியைச் செலுத்துவதன் அல்லது உறிஞ்சுவதன் மூலம், அவை "மெய்நிகர் நிலைமத்தை" வழங்குகின்றன. இது, மேலும் பல நிலக்கரி மற்றும் எரிவாயு ஆலைகள் பயன்பாட்டிலிருந்து நீக்கப்படும்போது, ​​ஒட்டுமொத்த பிராந்திய மின்கட்டமைப்பையும் நிலைப்படுத்த உதவுகிறது.

அத்தியாயம் 7: மாறும் ஆற்றல் மேலாண்மை அமைப்பு (DEMS) மற்றும் சுமை சமநிலைப்படுத்துதல்

7.1 மெகாவாட் நிலையத்தின் மூளை

ஒரு தளவாடப் பூங்காவில் உள்ள 1.2 மெகாவாட் நிலையம், ஒரு பெரிய சூழல் அமைப்பின் ஒரு பகுதியாகும். DEMS என்பது மின்கட்டமைப்பு, BESS, சூரிய மின் தகடுகள் மற்றும் சுமார் 20-50 லாரிகள் கொண்ட ஒரு குழுவிற்கு இடையே ஆற்றல் ஓட்டத்தை ஒருங்கிணைக்கும் மென்பொருள் அடுக்கு ஆகும். DEMS இல்லாமல், அந்தப் பூங்கா அதன் மின்கட்டமைப்பு வரம்புகளை மீறிவிடும் அல்லது லாரிகள் புறப்படுவதற்குள் சரியான நேரத்தில் அவற்றுக்கு மின்சாரம் வழங்கத் தவறிவிடும்.

7.2 பல முகவர் சக்தி ஒதுக்கீட்டு வழிமுறைகள்

பல டிரக்குகள் இணைக்கப்படும்போது, ​​1.2 மெகாவாட் (அல்லது பூங்காவின் மொத்தத் திறன்) எவ்வாறு பகிர்ந்தளிக்கப்படுகிறது?

• சம பங்கு:ஒவ்வொரு லாரிக்கும் ஒரே அளவு சக்தி கிடைக்கிறது. இது எளிமையானதுதான், ஆனால் ஒரு லாரி 10 நிமிடங்களிலும், மற்றொன்று 2 மணி நேரத்திலும் புறப்பட வேண்டியிருந்தால் இது திறனற்றதாக இருக்கும்.
• முதலில் வருபவருக்கே முன்னுரிமை:முதல் டிரக்கிற்கு முழு 1.2 மெகாவாட் மின்சாரம் கிடைக்கிறது, மற்றவை காத்திருக்கின்றன. இது தளவாடத் தடைகளுக்கு வழிவகுக்கிறது.
• முன்னுரிமை அடிப்படையிலான திட்டமிடல்:DEMS ஆனது வாகனக் குழுவின் போக்குவரத்து மேலாண்மை அமைப்புடன் (TMS) ஒருங்கிணைந்து செயல்படுகிறது. அது ஒவ்வொரு டிரக்கின் கால அட்டவணை, தற்போதைய செயல்பாட்டு நிலை (SoC) மற்றும் சேருமிடம் ஆகியவற்றை அறிந்திருக்கிறது. கடைசியாக வந்தடைந்தாலும், மிகவும் அவசரமாகப் புறப்பட வேண்டிய டிரக்கிற்கு அது அதிக ஆற்றலை ஒதுக்குகிறது.

7.3 நிகழ்நேர மின்வெட்டு

DEMS ஆனது கிடங்கு விளக்குகள், தானியங்கி அமைப்புகள் மற்றும் குளிரூட்டும் அலகுகள் உட்பட, முழு தளவாடப் பூங்காவின் நுகர்வையும் கண்காணிக்க வேண்டும். மொத்தச் சுமை அந்த வசதியின் வரம்பை நெருங்கும்போது, ​​DEMS முதலில் EV சார்ஜர்களில் இருந்து சுமையைக் குறைத்து, உச்சநிலை கடந்து செல்லும் வரை அவற்றின் சக்தியைத் தற்காலிகமாகக் குறைக்கிறது. இது பிரேக்கர்களை ட்ரிப் செய்யாமல், தடையின்றி செய்யப்படுகிறது.

7.4 முன்னறிவிப்பு மற்றும் இயந்திர கற்றல்

மேம்பட்ட DEMS தளங்கள், வரலாற்றுத் தரவுகள், வானிலை (இது மின்சார வாகனத்தின் பயண வரம்பைப் பாதிக்கிறது), மற்றும் நிகழ்நேரப் போக்குவரத்து நிலவரங்கள் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் மின்னேற்றத் தேவையைக் கணிக்க செயற்கை நுண்ணறிவைப் பயன்படுத்துகின்றன. பிற்பகல் 2:00 மணிக்கும் 2:30 மணிக்கும் இடையில் ஐந்து கிளாஸ் 8 டிரக்குகள் வந்து சேரும் என்று கணிப்பதன் மூலம், அந்த DEMS அமைப்பால் BESS-ஐ முன்கூட்டியே மின்னேற்றம் செய்யவும், நிலையத்தின் குளிரூட்டும் அமைப்புகளை முன்கூட்டியே குளிர்விக்கவும் முடியும்.

7.5 ஆற்றல் மேலாண்மையில் இணையப் பாதுகாப்பு

DEMS ஆனது மின் கட்டமைப்புடனும் (OpenADR அல்லது அது போன்ற நெறிமுறைகள் வழியாக) மற்றும் வாகனக் குழுவின் செயல்பாட்டுத் தரவுகளுடனும் இணைக்கப்பட்டிருப்பதால், அது இணையவழித் தாக்குதல்களுக்கு ஒரு உயர் மதிப்பு இலக்காக உள்ளது. வலுவான குறியாக்கம், வன்பொருள் பாதுகாப்பு தொகுதிகள் (HSM) மற்றும் கண்டிப்பான API அங்கீகாரம் ஆகியவை மிகவும் முக்கியமானவை. ஊடுருவப்பட்ட ஒரு DEMS-ஐப் பயன்படுத்தி, உள்ளூர் மின் கட்டமைப்பைச் சீர்குலைக்கவோ அல்லது ஒரு நிறுவனத்தின் தளவாடச் செயல்பாடுகளை முடக்கவோ முடியும்.

அத்தியாயம் 8: மைக்ரோவேவ்-நிலை இணைப்பிகளின் (MCS) இயற்பியல் பண்புகள் மற்றும் பொருட்கள்

8.1 மெகாவாட் மின்னேற்ற அமைப்பு (MCS) தரநிலை

பல ஆண்டுகளாக, இந்தத் துறை CCS (ஒருங்கிணைந்த மின்னேற்ற அமைப்பு) முறையைச் சார்ந்திருந்தது, ஆனால் CCS-இன் வெப்ப வரம்பு சுமார் 500A ஆகக் கட்டுப்படுத்தப்பட்டுள்ளது. 1.2MW திறனை எட்டுவதற்காக, MCS என்ற ஒரு புதிய தரநிலை பிறந்தது. MCS ஆனது, கனரக வாகனங்களின் பயன்பாட்டு வசதி மற்றும் தொழில்நுட்பத் தேவைகளுக்காகவே பிரத்யேகமாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது.

8.2 பின் கட்டமைப்பு மற்றும் தொடர்பு மின்தடை

MCS இணைப்பியானது, எதிர்கால மேம்படுத்தல்களில் 1250V மற்றும் 3000A வரை கையாளக்கூடிய பிரம்மாண்டமான பவர் பின்களைக் கொண்டுள்ளது.

• பொருள் அறிவியல்:ஆக்சிஜனேற்றத்தைத் தடுக்கவும், தொடர்பு மின்தடையைக் குறைக்கவும், இந்த முனைகள் பொதுவாக அதிக கடத்துத்திறன் கொண்ட செப்பு உலோகக் கலவைகளால் செய்யப்பட்டு, அவற்றின் மீது சிறப்பு வெள்ளி முலாம் பூசப்படுகிறது. 1,200A மின்னோட்டத்தில் சில மில்லிஓம் மின்தடை இருந்தாலே, தொடர்பு ஏற்படும் இடத்தில் நூற்றுக்கணக்கான வாட் வெப்பம் உருவாகிவிடும்.
• கவசம்:அதிக மின்னோட்டம் கொண்ட நேர் மின்னோட்டப் பாய்வினால் ஏற்படும் மின்காந்தக் குறுக்கீட்டை (EMI) தடுப்பதற்காக, இணைப்பான் உறையில் ஒருங்கிணைந்த கவசம் பொருத்தப்பட்டுள்ளது.

8.3 பணிச்சூழலியல் மற்றும் கையாளுதல்

அது கொண்டுள்ள மகத்தான சக்தி இருந்தபோதிலும், MCS இணைப்பியை ஒரே ஒரு டிரைவர் மூலம் இயக்க முடிய வேண்டும்.

• கேபிள் மேலாண்மை:1.2 மெகாவாட் மின் நிலையங்கள், திரவத்தால் குளிர்விக்கப்படும் கேபிளின் எடையைத் தாங்குவதற்காக, பெரும்பாலும் மேல்நிலை கேன்ட்ரிகளையோ அல்லது ஸ்பிரிங் பொருத்தப்பட்ட கேபிள் மேலாண்மை அமைப்புகளையோ பயன்படுத்துகின்றன.
• பூட்டுதல் பொறிமுறை:அதிக மின்னோட்டம் இருப்பதால், மின்சாரம் பாய்வதற்கு முன்பு இணைப்பான் வாகனத்துடன் பாதுகாப்பாகப் பூட்டப்பட வேண்டும். MCS ஆனது, கனரக கேபிளின் இயந்திர அழுத்தத்தைத் தாங்கக்கூடிய ஒரு வலுவான தானியங்கி பூட்டு முள்ளைப் பயன்படுத்துகிறது.

8.4 நீடித்துழைப்பு மற்றும் ஆயுட்காலம்

வர்த்தக இணைப்பிகள் கடுமையான சூழலை எதிர்கொள்கின்றன. அவை கான்கிரீட் தரையில் விழுகின்றன, சாலை உப்பிற்கு ஆளாகின்றன, மேலும் ஒரு நாளைக்கு பலமுறை பயன்படுத்தப்படுகின்றன. MCS இணைப்பிகள் 10,000-க்கும் மேற்பட்ட இணைப்புச் சுழற்சிகளுக்குச் சோதிக்கப்படுகின்றன. மேலும், இவற்றின் கைப்பிடியிலும் முனைகளுக்கு அருகிலும் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட வெப்பநிலை உணர்விகள் உள்ளன. இணைப்பியே அதிக வெப்பமடையத் தொடங்கினால், மின்னைக் கட்டுப்படுத்துவதற்காக இந்த உணர்விகள் சார்ஜருக்கு நிகழ்நேரத் தரவை வழங்குகின்றன.

8.5 MCS-இன் வெப்ப எதிர்ப்பு வலையமைப்பு

1.2 மெகாவாட்டைக் கையாள, பொறியாளர்கள் வெப்ப எதிர்ப்பு வலையமைப்பைப் (R-th) பயன்படுத்தி இணைப்பியை மாதிரியாக்குகின்றனர்.

• தொடர்பு மின்தடை (R-contact):உயர் அழுத்த ஸ்பிரிங் இணைப்புகள் மற்றும் வெள்ளி-வெள்ளி இணையும் பரப்புகள் மூலம் குறைக்கப்படுகிறது.
• கடத்தல் மின்தடை (R-cond):முனைகளிலிருந்து குளிர்விப்பான் சுற்றுக்கு வெப்பம் பாய வேண்டும். இணைப்பான் கைப்பிடியின் உள்ளே, வெப்பத்தைக் கடத்தும் ஆனால் மின்சாரத்தைக் காக்கும் பூச்சுப் பொருள்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் இது உச்சபட்சமாக அடையப்படுகிறது.
• வெப்பச்சலன எதிர்ப்பு (R-conv):பாயும் திரவம் வெப்பத்தை உள்வாங்கும் திறன். குளிரூட்டியின் ஓட்டக் கொந்தளிப்பை அதிகரிப்பது (உயர் ரெனால்ட்ஸ் எண்) R-conv-ஐ மேம்படுத்துகிறது, ஆனால் அதற்கு அதிக பம்ப் ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது.

இந்த மூன்று மின்தடைகளையும் சமநிலைப்படுத்துவதன் மூலம், 1.2 மெகாவாட் ஆற்றல் சில சென்டிமீட்டர் தொலைவில் பாய்ந்து கொண்டிருக்கும்போதும் கூட, MCS ஆனது கைப்பிடியின் தொடு வெப்பநிலையை 50°C-க்குக் கீழே பராமரிக்க முடியும்.

8.6 MCS வடிவமைப்புகளில் மின்காந்த இணக்கத்தன்மை (EMC)

நிலையத்தின் மாற்றிகளிலிருந்து வரும் உயர் அதிர்வெண்களில் மாறும் பெரிய DC மின்னோட்டங்கள், குறிப்பிடத்தக்க மின்காந்த இரைச்சலை உருவாக்கக்கூடும். டிரக்கின் உணர்திறன் மிக்க தகவல் தொடர்பு வழித்தடங்களில் (CAN அல்லது ஆட்டோமோட்டிவ் ஈதர்நெட் போன்றவை) குறுக்கீடு ஏற்படுவதைத் தடுக்க, MCS கேபிளும் இணைப்பானும் ஒரு கவச அமைப்பாகச் செயல்பட வேண்டும். இதில் பின்வருவன அடங்கும்:

• 360 டிகிரி பாதுகாப்பு:MCS பிளக்கின் உலோக உறை ஒரு தொடர்ச்சியான ஃபாரடே கூண்டை வழங்குகிறது.
• ஃபெரைட் மணிகள்:உயர் அதிர்வெண் பொது-முறை இரைச்சலை அடக்குவதற்காக, இது பெரும்பாலும் கேபிள் அமைப்பில் ஒருங்கிணைக்கப்படுகிறது.
• முறுக்கப்பட்ட இணைத் தொடர்பு கோடுகள்:மிகப்பெரிய DC மின் ஓட்டத்தால் ISO 15118 சிக்னல்கள் சிதைக்கப்படாமல் இருப்பதை உறுதி செய்வதற்காக, MCS-இல் உள்ள டேட்டா பின்கள் தனித்தனியாக முறுக்கப்பட்டு கவசமிடப்பட்டுள்ளன.

அத்தியாயம் 9: மென்பொருள் உள்கட்டமைப்பு: நெறிமுறைகள், இணையப் பாதுகாப்பு மற்றும் தொலைத்தொடர்பு

9.1 ISO 15118-20: மெகாவாட் மின்னேற்றத்தின் அடித்தளம்

1.2 மெகாவாட் சார்ஜருக்கும் வர்த்தக டிரக்கிற்கும் இடையேயான தகவல் தொடர்பு, ஒரு வீட்டு சார்ஜரின் எளிய நேரடித் தொடர்பை விட கணிசமாக மிகவும் சிக்கலானது. இந்தத் துறையானது ISO 15118-20 (“டாஷ் 20” பதிப்பு) தரநிலையை நிர்ணயித்துள்ளது, இது மெகாவாட் சகாப்தத்திற்கான பல முக்கியமான அம்சங்களை அறிமுகப்படுத்துகிறது:

• செருகி சார்ஜ் செய்யவும்:வாகனத்தில் சேமிக்கப்பட்ட டிஜிட்டல் சான்றிதழ்களைப் பயன்படுத்தி, டிரக்கை செருகியவுடன் அது தானாகவே அங்கீகரித்து, பணம் செலுத்துதலை அங்கீகரிக்க இது அனுமதிக்கிறது. ஒரு வாகனக் குழுவைப் பொறுத்தவரை, இது RFID அட்டைகள் அல்லது செயலிகளின் தேவையை நீக்கி, பணி முடிக்கும் நேரத்தை வேகப்படுத்துகிறது.
• டைனமிக் கட்டுப்பாடு:ஒவ்வொரு சில வினாடிகளுக்கும் வாகனமும் சார்ஜரும் மின்சார அளவுகளை மறுசீரமைக்க இது உதவுகிறது. 1.2 மெகாவாட் சார்ஜிங்கிற்கு இது மிகவும் இன்றியமையாதது, ஏனெனில் பேட்டரி நிரம்பிச் சூடேறும்போது மின்சாரத்தை ஏற்கும் அதன் திறன் வேகமாக மாறுகிறது.
• இருவழி ஆதரவு:V2G (வாகனத்திலிருந்து மின்கட்டமைப்புக்கு) ஆற்றல் பரிமாற்றத்திற்கான நெறிமுறைகளைத் தெளிவாக வரையறுக்கிறது.

9.2 OCPP 2.0.1: உள்கட்டமைப்பை நிர்வகித்தல்

ISO 15118 காரிலிருந்து சார்ஜருக்கான தரவுப் பரிமாற்றத்தைக் கையாளும் அதே வேளையில், ஓப்பன் சார்ஜ் பாயிண்ட் புரோட்டோகால் (OCPP) 2.0.1 சார்ஜரிலிருந்து கிளவுடுக்கான தரவுப் பரிமாற்றத்தைக் கையாளுகிறது. 1.2 மெகாவாட் திறன் கொண்ட ஒரு தளத்திற்கு, OCPP 2.0.1 இன்றியமையாதது, ஏனெனில்:

• சாதன மேலாண்மை:இது திரவ குளிரூட்டும் அமைப்பின் ஆரோக்கியம், MCS பின்களின் வெப்பநிலை மற்றும் தனிப்பட்ட பவர் மாட்யூல்களின் நிலை குறித்த நுணுக்கமான தரவுகளை வழங்குகிறது.
• ஸ்மார்ட் சார்ஜிங்:இது, மத்திய DEMS ஆனது நிலையத்திற்குச் சிக்கலான மின்னேற்ற விவரக்குறிப்புகளை அனுப்ப அனுமதித்து, பூங்கா அதன் மின்கட்டமைப்பு வரம்புகளுக்குள் இருப்பதை உறுதி செய்கிறது.
• பரிவர்த்தனை பாதுகாப்பு:பெரிய அளவிலான வணிக பில்லிங்கிற்கு இன்றியமையாத, பணம் செலுத்தும் தரவுகளின் பாதுகாப்பை மேம்படுத்துகிறது.

9.3 கடற்படை டெலிமேட்டிக்ஸ் ஒருங்கிணைப்பு

ஒரு 1.2 மெகாவாட் நிலையம் தனித்து இயங்குவதில்லை. அது, செயற்கைக்கோள் தொகுப்பின் டெலிமேட்டிக்ஸ் அமைப்புடன் (உதாரணமாக, ஜியோடாப், டிரிம்பிள்) ஒருங்கிணைக்கப்பட வேண்டும்.

• SoC கணிப்பு:ஒரு சரக்கு வாகனம் தளவாடப் பூங்காவை நெருங்கும் போது, ​​டெலிமேட்டிக்ஸ் அமைப்பு அதன் தற்போதைய மின்னேற்ற நிலை மற்றும் உத்தேச வருகை நேரத்தை DEMS-க்கு அனுப்புகிறது. அதனைத் தொடர்ந்து, அந்த நிலையம் உள்கட்டமைப்பைத் தயார் நிலையில் வைத்திருக்க, அதனை முடுக்கிவிடவோ அல்லது குளிர்விக்கவோ முடியும்.
• வழித்தட உகப்பாக்கம்:டிரக்கின் அடுத்தகட்டப் பயணம் வெறும் 100 கி.மீ. மட்டுமே என்று DEMS அறிந்தால், அது பேட்டரியின் ஆயுளைப் பாதுகாப்பதற்கும் மின் கட்டமைப்பின் மீதான சுமையைக் குறைப்பதற்கும், டிரக்கை 1.2 மெகாவாட் திறனில் 50% வரை மட்டுமே சார்ஜ் செய்ய முடிவு செய்யலாம்.

9.4 MW சூழல் அமைப்பில் இணையப் பாதுகாப்பு

1.2 மெகாவாட் மின் நிலையத்தின் அபரிமிதமான சக்தி, அதனை "ஆற்றல் பயங்கரவாதத்திற்கான" ஒரு இலக்காக ஆக்குகிறது. இத்தகைய மின் நிலையங்களின் தொகுப்பைக் கட்டுப்பாட்டில் கொண்டுவரும் ஒரு தாக்குதல்தாரி, தேசிய மின் கட்டமைப்பில் அதிர்வெண் அலைவுகளை உருவாக்குவதற்காக அவற்றை விட்டுவிட்டு இயக்க முடியும்.

• வன்பொருள் பாதுகாப்பு தொகுதிகள் (HSM):குறியாக்கத் திறவுகோல்களைப் பாதுகாப்பாகச் சேமித்து வைக்க சார்ஜர்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• முழுமையான மறைகுறியாக்கம்:டிரக், சார்ஜர் மற்றும் கிளவுட் ஆகியவற்றுக்கு இடையேயான அனைத்துத் தரவுகளும் TLS 1.3-ஐப் பயன்படுத்தி மறைகுறியாக்கம் செய்யப்பட வேண்டும்.
• பூஜ்ஜிய நம்பிக்கை கட்டமைப்பு:தளவாடப் பூங்காவில் உள்ள நெட்வொர்க் பிரிக்கப்பட வேண்டும், இதன் மூலம் அலுவலக வைஃபையில் ஏற்படும் தடையானது சார்ஜிங் உள்கட்டமைப்பிற்கான அணுகலை வழங்க முடியாது.

9.5 பிளக் & சார்ஜ்-க்கான PKI படிநிலை

ISO 15118-20 பிளக் & சார்ஜ் முறையைச் செயல்படுத்துவதற்கு, ஒரு மேம்பட்ட பொது திறவி உள்கட்டமைப்பு (PKI) தேவைப்படுகிறது.

• V2G ரூட் CA:வாகன உற்பத்தியாளர்கள் (OEMs) மற்றும் மின்னேற்றி நிலைய இயக்குநர்களுக்கு (CSOs) சான்றிதழ்களை வழங்கும் ஒரு நம்பகமான உயர்மட்ட அமைப்பு.
• ஒப்பந்தச் சான்றிதழ்கள்:டிரக்கில் சேமிக்கப்பட்டுள்ள இவை, வாகனக் குழு உரிமையாளர் ஒரு போக்குவரத்து சேவை வழங்குநருடன் (உதாரணமாக, ஷெல் ரீசார்ஜ் அல்லது சார்ஜ்பாயிண்ட்) செல்லுபடியாகும் ஒப்பந்தத்தைக் கொண்டுள்ளார் என்பதை நிரூபிக்கின்றன.
• OEM வழங்கல்:உற்பத்தியின் போதே அந்த டிரக்கிற்கு ஒரு தனித்துவமான அடையாளம் ஒதுக்கப்படுகிறது. இதன்மூலம், ஒரு வாட் ஆற்றல் கூட பரிமாற்றம் செய்யப்படுவதற்கு முன்பே, சார்ஜர் அதன் நம்பகத்தன்மையைச் சரிபார்க்க முடிகிறது. இது, "அங்கீகரிக்கப்படாத" டிரக்குகள் 1.2 மெகாவாட் திறன் கொண்ட ஒரு தனியார் தளவாட மையத்தைப் பயன்படுத்துவதைத் தடுத்தது.

9.6 OCPP 2.0.1 தரவு மாதிரியாக்கம் மற்றும் சாதன மேலாண்மை

விரிவாக்கப்பட்ட தரவு மாதிரியின் காரணமாக, 1.2 மெகாவாட் அமைப்புகளுக்கு OCPP 1.6 இலிருந்து 2.0.1 க்கு மாறுவது கட்டாயமாகும்.

• சாதன மாதிரி:2.0.1 பதிப்பில், ஒவ்வொரு பாகமும் (விசிறி, பம்ப், SiC மாட்யூல், காண்டாக்டர்) கண்காணிக்கவும் உள்ளமைக்கவும் கூடிய ஒரு "மாறியாக" கருதப்படுகிறது. இது, மைய செயல்பாட்டு மையம் "முன்கணிப்புப் பராமரிப்பை" மேற்கொள்ள அனுமதிக்கிறது. உதாரணமாக, ஒரு குளிரூட்டிப் பம்பின் மின்னோட்ட அளவு காலப்போக்கில் சிறிதளவு அதிகரித்தால், அதை மாற்றுவதற்காக கணினி அமைப்பு குறியிட முடியும்.முன்புஅது செயலிழந்து, 1.2 மெகாவாட் மின் நிலையத் தடைக்குக் காரணமாகிறது.
• தனிப்பயன் பிழைக் குறியீடுகள்:OCPP 2.0.1, மின்கட்டமைப்புப் பக்க மின்னழுத்தச் சரிவு, இணைப்பான் கைப்பிடி அதிக வெப்பமடைதல் அல்லது வாகனப் பக்க BMS கோளாறு ஆகியவற்றுக்கு இடையே வேறுபடுத்திக் காட்டும், மிகவும் விளக்கமான பிழைக் குறியீடுகளை வழங்குகிறது. இது, அதிக முக்கியத்துவம் வாய்ந்த தளவாடச் செயல்பாடுகளுக்கு இன்றியமையாததான “சராசரி பழுதுபார்க்கும் நேரத்தை” (MTTR) குறைக்கிறது.

அத்தியாயம் 10: தளவாடப் பூங்காக்களுக்கான பொருளாதார மாதிரியாக்கம் மற்றும் மொத்த உரிமையாளர் செலவுப் பகுப்பாய்வு

10.1 MW உள்கட்டமைப்பின் நிதி நிலப்பரப்பு

1.2 மெகாவாட் மின் நிலையத்தைக் கட்டுவது ஒரு மிகப்பெரிய முதலீடாகும். மின்கட்டமைப்பு இணைப்பு, பவர் எலக்ட்ரானிக்ஸ் மற்றும் MCS விநியோகிப்பான் உட்பட, ஒரு தனி நிலையத்தின் விலை $300,000 முதல் $600,000 வரை இருக்கலாம். இதனுடன் 2 மெகாவாட்-மணி BESS மற்றும் 500 கிலோவாட் சூரிய ஆற்றலையும் சேர்க்கும்போது, ​​ஒரு சிறிய தளவாட மையத்திற்கான மொத்த திட்டச் செலவு $2.5 மில்லியனை எளிதில் தாண்டிவிடும். இருப்பினும், மொத்த உரிமையாளர் செலவு (TCO) என்ற கண்ணோட்டத்தில் பார்க்கும்போது இந்தக் கணக்கீடு மாறுகிறது.

10.2 மூலதனச் செலவுப் பகுப்பாய்வு

ஒரு தளவாடப் பூங்காவில் உள்ள வழக்கமான 4-பே 1.2 மெகாவாட் நிறுவலுக்கு:

1. மின்கட்டமைப்பு இணைப்பு மற்றும் மின்மாற்றிகள்:செலவில் 20-30%. இதில், அந்த இடத்திற்கு நடுத்தர மின்னழுத்த மின்சாரத்தைக் கொண்டு வருவதற்கான பயன்பாட்டுக் கட்டணங்களும் அடங்கும்.
2. மின்னேற்றும் உபகரணங்கள் (பிசிஎஸ் மற்றும் டிஸ்பென்சர்கள்):செலவில் 40-50%. உயர்தர SiC-அடிப்படையிலான மாடுலர் கேபினெட்டுகள் மற்றும் திரவ-குளிரூட்டப்பட்ட MCS டிஸ்பென்சர்கள் கூடுதல் விலையில் விற்கப்படுகின்றன.
3. சிவில் பணிகள் மற்றும் நிறுவுதல்:செலவில் 15-25%. பிரம்மாண்டமான கேபிள்களுக்காக அகழி தோண்டுதல், கான்கிரீட் தளங்கள் அமைத்தல், மற்றும் மேல்நிலை கேபிள் மேலாண்மையை நிறுவுதல்.
4. மறைமுகச் செலவுகள்:5-10% (அனுமதி பெறுதல், பொறியியல் மற்றும் செயல்பாட்டுக்குக் கொண்டுவருதல்).

10.3 செயல்பாட்டுச் செலவினங்கள் மற்றும் “தேவைக் கட்டண” சிக்கல்

1.2 மெகாவாட் மின் நிலையத்தை இயக்குவது என்பது ஒரு வழக்கமான DCFC-ஐ இயக்குவதிலிருந்து கணிசமாக வேறுபட்டது.

• தேவைக் கட்டணங்கள்:பெரும்பாலான பயன்பாட்டு நிறுவனங்கள் வணிக வாடிக்கையாளர்களுக்கு அவர்களின் அடிப்படையில் கட்டணம் வசூலிக்கின்றன.உச்சம்ஒவ்வொரு மாதமும் மின்சாரப் பயன்பாடு. ஒரேயொரு 1.2 மெகாவாட் திடீர்ப் பயன்பாடு அதிகரிப்பால், அந்த மாதத்திற்கு மட்டும் $15,000 முதல் $30,000 வரை தேவைக்கட்டணம் ஏற்படக்கூடும். இதனால்தான் BESS மற்றும் DEMS ஆகியவை வெறும் தொழில்நுட்ப ஆடம்பரங்கள் மட்டுமல்ல—அவை செயல்பாட்டுச் செலவுகளை (OPEX) நிர்வகிப்பதற்கான பொருளாதாரத் தேவைகளாகும்.
• பராமரிப்பு:திரவ குளிரூட்டும் அமைப்புகளுக்கு அவ்வப்போது குளிரூட்டிச் சோதனைகளும் பம்ப் பராமரிப்பும் தேவைப்படுகின்றன. MCS இணைப்பிகள் அதிகப் பயன்பாட்டில் இருப்பதால், ஒவ்வொரு 12-24 மாதங்களுக்கும் அவற்றின் காண்டாக்ட்களை மாற்ற வேண்டியிருக்கலாம்.

10.4 முதலீட்டின் மீதான வருவாய் கணக்கீடு: டீசல் vs. 1.2 மெகாவாட் மின்சாரம்

10 கிளாஸ் 8 டீசல் டிரக்குகள் கொண்ட ஒரு தொகுதியையும், 1.2 மெகாவாட் ஹப்-ஐப் பயன்படுத்தும் 10 மின்சார டிரக்குகளையும் ஒப்பிட்டுப் பார்ப்போம்.

• எரிபொருள் சேமிப்பு:குறிப்பாக, உச்ச நேரக் கட்டணங்களைத் தவிர்ப்பதற்காக அந்தப் போக்குவரத்து மையம் சூரிய ஆற்றல் மற்றும் ஸ்மார்ட் சார்ஜிங்கைப் பயன்படுத்தினால், டீசலை விட மின்சாரம் பொதுவாக ஒரு மைலுக்கு 40-70% மலிவானதாகும்.
• பராமரிப்புச் சேமிப்பு:மின்சார டிரக்குகளில் நகரும் பாகங்கள் குறைவாக இருப்பதால், பராமரிப்புச் செலவுகள் சுமார் 30% குறைகின்றன.
• செயல்பாட்டுத் திறன்:1.2 மெகாவாட் மின்னேற்றி மூலம், மின்சார டிரக்குகள் டீசல் டிரக்குகளைப் போலவே அதே வழித்தடங்களிலும் கால அட்டவணைகளிலும் பயணிக்க முடியும். ஒருவேளை அவை வேகம் குறைந்த 150 கிலோவாட் மின்னேற்றிகளைப் பயன்படுத்த நேர்ந்தால், அதே வேலையைச் செய்வதற்கு 12 முதல் 14 டிரக்குகள் தேவைப்படும், இது மூலதனச் செலவை (CAPEX) கணிசமாக அதிகரிக்கும்.
• முதலீட்டைத் திரும்பப் பெறும் காலம்:பல சந்தைகளில், தற்போதைய சலுகைகளுடன், உள்கட்டமைப்பு மற்றும் டிரக்குகளின் கூடுதல் விலைக்கான முதலீட்டைத் திரும்பப் பெறும் காலம் 3.5 முதல் 5 ஆண்டுகள் வரை உள்ளது. வர்த்தக டிரக்குகள் பெரும்பாலும் 8-10 ஆண்டுகள் வரை சேவையில் இருப்பதால், நீண்ட கால முதலீட்டுப் பலன் மிகவும் சாதகமாக உள்ளது.

10.5 உணர்திறன் பகுப்பாய்வு: மாறிகளின் தாக்கம்

பொருளாதார மாதிரி பல காரணிகளைச் சார்ந்துள்ளது:

• டீசலின் விலை:ஒரு கேலன் டீசலின் விலையில் ஒரு டாலர் அதிகரிப்பு, முதலீட்டின் மீதான வருவாயை (ROI) ஒரு வருடம் குறைக்கக்கூடும்.
• பேட்டரி ஆயுள்:1.2 மெகாவாட் மின்னேற்றம், எதிர்பார்த்ததை விட வேகமான பேட்டரி சிதைவை ஏற்படுத்தினால், மொத்த உரிமையாளர் செலவு (TCO) பாதிக்கப்படும். இருப்பினும், நவீன LFP (லித்தியம் இரும்பு பாஸ்பேட்) மற்றும் அதிக நிக்கல் கொண்ட பேட்டரிகள், முன்பு எதிர்பார்த்ததை விட உயர் C-விகிதங்களுக்கு சிறந்த மீள்திறனைக் காட்டுகின்றன.
• அரசு மானியங்கள்:(அமெரிக்காவில் உள்ள IRA போன்ற) வரிச் சலுகைகள், உள்கட்டமைப்புச் செலவில் 30% வரை ஈடுசெய்ய முடியும் என்பதால், இது கணக்கீடுகளைப் பெருமளவில் மாற்றுகிறது.

அத்தியாயம் 10b: தளவாட வாகனக் குழுக்களுக்கான அளவுசார் பொருளாதார மாதிரியாக்கம்

10.6 மின்னேற்றத்தின் சமப்படுத்தப்பட்ட செலவு (LCOC)

மின்சாரத்தை டீசலுடன் உண்மையாக ஒப்பிடுவதற்கு, நாம் LCOC-ஐக் கணக்கிட வேண்டும். இது, உபகரணத்தின் ஆயுட்காலம் முழுவதும் (பொதுவாக 10-15 ஆண்டுகள்) வாகனத்திற்கு வழங்கப்படும் ஒரு kWh-க்கான மொத்த செலவைக் குறிக்கிறது. LCOC-க்கான சூத்திரம்:LCOC = (ஆரம்ப மூலதனச் செலவு + ஆண்டு இயக்கச் செலவின் கூட்டுத்தொகை + மின்சாரச் செலவுகளின் கூட்டுத்தொகை) / வழங்கப்பட்ட மொத்த ஆற்றல் (kWh)1.2 மெகாவாட் திறன் கொண்ட ஒரு தளவாடப் பூங்காவிற்கு, ஒரு வழக்கமான LCOC ஆனது ஒரு kWh-க்கு $0.15 முதல் $0.25 வரை இருக்கும். இதற்கு மாறாக, டீசலின் சமமான ஆற்றல் செலவு (இயந்திரத் திறனுக்கு ஏற்ப சரிசெய்யப்பட்டது) பெரும்பாலும் ஒரு kWh-க்கு $0.35 முதல் $0.50 வரை உள்ளது. இந்த வேறுபாடு, வாகனக் குழும இயக்குநர்களுக்கான மிகப்பெரிய சேமிப்பு சாத்தியத்தைக் குறிக்கிறது.

10.7 பயன்பாட்டுக் கட்டணக் கட்டமைப்புகளின் தாக்கம்

தளவாடப் பூங்காக்கள் சிக்கலான பயன்பாட்டுக் கட்டணங்களைக் கையாள வேண்டியுள்ளது.

• பயன்பாட்டு நேரக் கட்டணங்கள் (TOU):காலை 4 மணியை விட மாலை 4 மணிக்கு மின்சாரக் கட்டணம் 5 மடங்கு அதிகமாக இருக்கலாம். தவறான நேரத்தில் எடுக்கப்படும் 1.2 மெகாவாட் மின்னேற்றம், ஒரு வார சேமிப்பை வீணாக்கிவிடும்.
• தேவைப் பதிலளிப்பு (DR) திட்டங்கள்:மின் கட்டமைப்பு அவசரநிலைகளின் போது, ​​1.2 மெகாவாட் நிலையத்தின் மின்னேற்றும் திறனைச் சிறிது நேரத்திற்குக் குறைக்க மின்சார நிறுவனத்தை அனுமதிப்பதன் மூலம், அதன் இயக்குபவர் கணிசமான தள்ளுபடிகளைப் பெற முடியும்; சில சமயங்களில் இந்தத் தள்ளுபடிகள், நிலையத்தின் முழு ஆண்டுப் பராமரிப்புச் செலவையும் ஈடுசெய்யும்.

10.8 பேட்டரியின் ஆயுட்காலம் மற்றும் மாற்றுச் செலவுகள்

1.2 மெகாவாட் உயர்-சக்தி மின்னேற்றம் (சுமார் 400-600kWh வர்த்தக பேட்டரி பேக்கிற்கு 2C முதல் 3C வரையிலான விகிதங்கள்) ஒரு இருமுனைக் கத்தி போன்றது: இது வாகனங்களை நிமிடங்களில் மீண்டும் பயன்பாட்டிற்குக் கொண்டுவருகிறது, ஆனால் பேட்டரியின் வெப்ப மேலாண்மை மற்றும் மின்னேற்ற வளைவுகள் இந்த அழுத்தத்தைத் தாங்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்படாவிட்டால், இது மின்கலத்தின் தேய்மானத்தை விரைவுபடுத்துகிறது.

2C-3C விகிதங்களில், மின்னூட்ட மின்னோட்டம் துல்லியமாகக் குறைக்கப்படாவிட்டால், லித்தியம்-அயன் மின்கலங்களில் லித்தியம் முலாம் பூசுதல் மற்றும் மின்முனை விரிசல் ஆகியவை துரிதப்படுத்தப்படுகின்றன. நவீன கனரக மின்கலங்கள் இதை மூன்று வழிமுறைகளைக் கொண்டு சமாளிக்கின்றன: உச்சபட்ச ஆற்றலின்போதும் மின்கலத்தின் வெப்பநிலையை ஒரு குறுகிய வரம்பிற்குள் வைத்திருக்கும் தீவிரமான செயலூக்க திரவக் குளிரூட்டல், அதிக மின்னூட்ட மின்னோட்டங்களைத் தாங்கக்கூடிய சிலிக்கான் கலந்த நேர்மின்முனைகள், மற்றும் SoC அதிகரிக்கும்போது ஆற்றலைக் குறைக்கும் அதிநவீன BMS மின்னூட்ட வளைவுகள் — இதுவே கொள்ளளவின் கடைசி 20%-ஐப் பாதுகாக்கும் நன்கு அறியப்பட்ட “குறைப்பு” முறையாகும்.

வாகனக் குழுமத்தை இயக்குபவரைப் பொறுத்தவரை, பேட்டரியின் ஆயுட்காலம் என்பதே நடைமுறை சார்ந்த கேள்வியாகும். நன்கு நிர்வகிக்கப்பட்டு, பெரும்பாலும் 1C முதல் 2C வரை சார்ஜ் செய்யப்படும் ஒரு பேட்டரி பேக், 3,000-5,000 சுழற்சிகளுக்குப் பிறகும் அதன் 80% திறனைத் தக்கவைத்துக் கொள்ளும்; தொடர்ச்சியாக 3C+ சார்ஜ் செய்தால், அந்த ஆயுட்காலத்தை 1,500-2,500 சுழற்சிகளாகக் குறைக்க முடியும். தற்போதைய வர்த்தக ரீதியான பேட்டரி விலைகளான ஒரு kWh-க்கு $90-120 என்ற நிலையில், ஒரு 500kWh பேட்டரி பேக்கை மாற்றுவதற்கு $45,000-60,000 செலவாகும் — இது எந்தவொரு 1.2MW வணிகத் திட்டத்திலும் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க செலவினமாகும்.

தணிப்பு உத்திகளில் பின்வருவன அடங்கும்:

• வாய்ப்பு கட்டணம்:பணி முடிக்கும் நேரம் தேவைப்படும்போது மட்டும் 1.2 மெகாவாட் மின்சக்தியைப் பயன்படுத்துங்கள்; பெரும்பாலான ஆற்றல் பரிமாற்றத்திற்கு, இரவு நேர 150-350 கிலோவாட் மின்னேற்றத்தையே நம்புங்கள்.
• வெப்ப முன் பதப்படுத்துதல்:திட்டமிடப்பட்ட மெகாவாட் அமர்வுக்கு முன்பு, BMS ஆனது பேட்டரி பேக்கை முன்சூடாக்குகிறது அல்லது முன்குளிரூட்டுகிறது. இதனால், பேட்டரி செல்கள் 25-35°C என்ற உகந்த வெப்பநிலையில் இருக்கும்போது சார்ஜ் தொடங்குகிறது.
• சேவையாக மின்கலம் (BaaS):தற்போது பல நிறுவனங்கள் பேட்டரிகளைக் குத்தகைக்கு எடுத்து, அதன் மீத மதிப்பு மற்றும் மாற்று அபாயத்தை வழங்குநருக்கு மாற்றி, மூலதனச் செலவுப் பொறுப்பைக் கணிக்கக்கூடிய செயல்பாட்டுச் செலவாக மாற்றுகின்றன.

முன்கணிப்புப் பராமரிப்பு சுழற்சியை நிறைவு செய்கிறது.நவீன சேமிப்பு நிலையங்கள் பேட்டரி பேக்கின் ஆரோக்கியத்தை தொடர்ச்சியாகக் கண்காணிக்கின்றன: உள்-மின்தடை வளர்ச்சி, சார்ஜ்-வளைவு விலகல்கள் மற்றும் வெப்ப நடத்தை ஆகியவை ஒவ்வொரு வாகனத்திற்கும் கண்காணிக்கப்பட்டு, வாகனக் குழு மேலாண்மை அமைப்பில் உள்ளீடு செய்யப்படுகின்றன. ஒரு பேட்டரி பேக்கின் தரவு, அதன் தேய்மானம் அதிகரிப்பதைக் குறிப்பிடும்போது, ​​திட்டமிடுபவர் தானாகவே அந்த வாகனத்தை மென்மையான சார்ஜிங் முறைகளுக்கு மாற்றி, ஆய்வுக்காகக் குறியிடுகிறார் — இதன் மூலம், சேவை நிலையில் எந்த மாற்றமும் இல்லாமல், பேட்டரி பேக்கின் ஆயுள் 20-30% வரை நீட்டிக்கப்படுகிறது. இந்தத் தரவு சார்ந்த அணுகுமுறை, பேட்டரியின் ஆயுட்காலத்தை ஒரு காப்பீட்டு கணிப்பிலிருந்து ஒரு செயல்பாட்டுக் கருவியாக மாற்றுகிறது. மேலும், இது போன்ற நுண்ணறிவுதான், சிறப்பாகச் செயல்படும் ஒரு 1.2 மெகாவாட் சேமிப்பு நிலையத்தை, மாற்றுச் செலவுக்கான நிதியை அமைதியாக வீணடிக்கும் ஒன்றிலிருந்து வேறுபடுத்துகிறது.

10.9 ஒருங்கிணைந்த வாகனக் குழு வணிக வழக்கு

LCOC, கட்டண மேலாண்மை மற்றும் பேட்டரி ஆயுட்காலம் ஆகியவற்றை ஒன்றாக மாதிரியாக்கும்போது, ​​ஒரு தெளிவான போக்கு வெளிப்படுகிறது: 1.2 மெகாவாட் அமைப்பு என்பது வெறுமனே ஒரு பெரிய சார்ஜர் மட்டுமல்ல — அது ஒரு ஆற்றல் அமைப்பின் மையப் புள்ளியாகும். தேவை அதிகரிப்பைக் குறைக்கும் BESS மற்றும் பகல்நேர மின்கட்டமைப்பு கொள்முதல்களை ஈடுசெய்யும் சூரிய ஆற்றல் ஆகியவற்றுடன் இணைக்கப்படும்போது, ​​இந்த மெகாவாட் சார்ஜர் ஒரு சேமிப்பு ஆற்றல் மையத்தின் ஆதாரமாக மாறுகிறது. இந்த மையத்தின் மொத்த ஆற்றல் செலவானது, டீசல் மற்றும் வழக்கமான 150kW சார்ஜிங் ஆகிய இரண்டையும் விடக் குறைவாக உள்ளது.

முக்கியக் குறிப்புகள்

• 1.2 மெகாவாட் சேமிப்பு நிலையத்திற்கான LCOC (பொதுவாக $0.15-0.25/kWh), டீசலின் அதற்கு இணையான விலையான $0.35-0.50/kWh-ஐ விடப் பெருமளவு குறைவாக உள்ளது.
• TOU கட்டணங்களும் தேவைக்கேற்ற பதிலளிப்புத் திட்டங்களும், மெகாவாட் அமர்வுகளைப் புத்திசாலித்தனமாகத் திட்டமிடும் இயக்குநர்களுக்கு வெகுமதி அளிக்கின்றன.
• பேட்டரி ஆயுள் என்பது ஒரு மறைக்கப்பட்ட மாறி: பேக்கின் நீண்ட ஆயுளைப் பாதுகாக்க, 2-3C சார்ஜிங்குடன் திரவக் குளிரூட்டல் மற்றும் டேப்பர் கர்வ்ஸ் ஆகியவற்றை இணைக்க வேண்டும்.
• BESS இடையகமானது, தேவைக்கட்டணப் பொறுப்பை மின்கட்டமைப்புச் சேவை வருவாய் ஆதாரமாக மாற்றுகிறது.

உயர்-சக்தி DC ஃபாஸ்ட் சார்ஜர்கள் முதல் 1.2MW மற்றும் அதற்கும் மேலான திறன்களுக்காக வடிவமைக்கப்பட்ட BESS-ஒருங்கிணைந்த டெப்போ அமைப்புகள் வரை, மெகாவாட் சார்ஜிங் எதிர்காலத்தை MIDA Power இன்று வடிவமைத்து வருகிறது. விரிவான LCOC மாடலிங், தள வடிவமைப்பு ஆதரவு அல்லது விலைப்புள்ளிக்கு, எங்கள் குழுவைத் தொடர்பு கொள்ளுங்கள். நீங்கள் தளத்தை அமைப்பதற்கு முன்பே, தேவையான புள்ளிவிவரங்களை உருவாக்க நாங்கள் உங்களுக்கு உதவுவோம்.