Напруга не просто накопичується. Енергія накопичується в акумуляторних елементах, які згруповані в модулі, стійки або навіть кластери та працюють на високій напрузі постійного струму. Така архітектура зменшує струм для заданої потужності та таким чином забезпечує дуже ефективний промисловий обмін енергією. Однак негативний вплив дефектів ізоляції, нещільних контактів, перегріву, а також помилок керування значно зростає. Таким чином, безпечне зберігання залежить від усієї системи, а не лише від типу акумуляторних елементів.

Заснована у 2016 році, WonVolt розробляє промислові та комерційні системи накопичення енергії, контейнерні рішення BESS, літієві батареї, сонячні модулі та інтегровані проекти чистої енергії. Вона має значну виробничу потужність високовольтного накопичення енергії на літієвих батареях потужністю 2,5 ГВт·год та відповідну інженерну підтримку для проведення польових досліджень, проектування системи, запуску та введення в експлуатацію, а також забезпечує відповідне технічне навчання. Системи високовольтного накопичення повинні бути узгоджені з профілем навантаження, умовами на місці, інвертором, методом охолодження тощо і не можуть просто дотримуватися типового списку обладнання із заздалегідь визначеними специфікаціями.

Правило 1. Виберіть правильну хімію та архітектуру системи

Ваше перше рішення щодо безпеки приймається ще до того, як обладнання прибуде на об'єкт. Виберіть хімічний склад акумулятора, напругу, ємність, швидкість розряду, метод охолодження та корпус, які найкраще відповідають вашому робочому циклу. Завищений розмір збільшує вартість та накопичену енергію. Занижений розмір призведе до глибшого розряду акумулятора, вищого струму та частіших циклів розрядки.

Використовуйте комірки LFP для стаціонарного зберігання

Літій-залізофосфатні елементи широко використовуються у стаціонарних накопичувачах, оскільки вони поєднують тривалий термін служби з високою термостабільністю. Однак сам лише хімічний склад не може запобігти виходу з ладу. Також потрібні узгоджені елементи, надійне формування та сортування, узгоджені модулі та архітектура, яка обмежує вплив слабкого кластера.

Дизайн «один кластер — одне управління» може ізолювати відмінності на стороні постійного струму, щоб один аномальний кластер не створював циркуляційного струму по всій системі. Для заводів, лікарень, шкіл, супермаркетів та офісів, правильно підібраний кластер... рішення для зберігання енергії в промисловому та комерційному секторі може підтримувати пікове скорочення навантаження, резервне живлення та вище власне споживання сонячної енергії без примусового використання однієї конфігурації батареї в кожному проекті.

Правило 2. Тримайте стан заряду в безпечних межах

Акумулятор зазнає більшого навантаження, коли він залишається майже повністю зарядженим, досягає дуже низького стану заряду або циклічно переходить у ширший діапазон енергії, ніж потрібно для застосування. Високий стан заряду також залишає більше енергії доступною під час внутрішньої несправності. Тому ваша стратегія керування повинна захищати як безпеку, так і термін служби, а не прагнути максимально можливого щоденного розряду.

Уникайте тривалого використання на повній зарядці

Встановіть межі заряду та розряду відповідно до інструкції постачальника, робочої температури, резервного живлення та очікуваної кількості циклів. Не розглядайте 100-відсотковий заряд та максимальну глибину розряду як цілі за замовчуванням.

Зверніть увагу, що хоча випробування на ємність можна проводити за певних умов, таких як температура навколишнього середовища 25°C, глибина скидання повітря 90% та швидкість нагрівання 0,5°C, воно не обов'язково відображає справжні умови експлуатації на об'єкті, які можуть постійно змінюватися. Крім того, зберігання обладнання перед встановленням повинно здійснюватися в місці, захищеному від вогню, води, прямих сонячних променів, високої вологості та температури вище 35°C.

Правило 3. Використовуйте BMS на кожному рівні керування

Кластер високовольтних акумуляторів містить багато послідовно з'єднаних елементів. Невеликі різниці в напрузі, температурі, внутрішньому опорі або ємності можуть зростати з часом. Без активного моніторингу один слабкий елемент може досягти своєї межі раніше за решту акумулятора, навіть якщо загальна напруга акумулятора виглядає нормальною.

Моніторинг комірок, модулів та кластерів

Система керування акумуляторами повинна вимірювати напругу на елементах, струм акумулятора, температуру, стан заряду та стан справності. Вона також повинна балансувати елементи, записувати тривожні сигнали, керувати контакторами та обмінюватися даними із системою керування енергією та системою перетворення потужності. Логіка захисту повинна реагувати на перевищення напруги, зниження напруги, перевантаження по струму, перегрів та пошкодження ізоляції, перш ніж звичайне старіння стане серйозною подією.

Для середніх промислових проектів, Кластер літієвих акумуляторів 100-261 кВт·год 51,2 В 314 Аг забезпечує масштабований варіант високовольтного накопичувача на основі модулів 51,2 В 314 А·год. Він використовує елементи LFP, інтелектуальне керування BMS та можливість розряду 0,5 C, що робить його придатним для проектів, яким потрібна гнучка ємність та контрольована подача живлення.

Остаточну конфігурацію все одно слід перевірити на відповідність діапазону напруги інвертора, протоколам зв'язку, профілю навантаження та місцевим умовам. Сумісна система зменшує кількість збоїв зв'язку, неочікуваних вимкнень та небезпечних команд заряджання або розряджання.

Правило 4. Контролюйте температуру та потік повітря

Тепло прискорює старіння акумулятора та може спричинити побічні реакції всередині пошкодженого або перевантаженого елемента. Ризик зростає, коли теплоутворення стає швидшим за його розсіювання. Безпечна конструкція повинна контролювати середню температуру та різницю температур між елементами, оскільки одна прихована гаряча точка може старіти набагато швидше, ніж решта стійки.

Запобігання поширенню гарячих точок

Оберіть інтелектуальне повітряне або рідинне охолодження відповідно до щільності енергії, навколишнього середовища, розміру корпусу та швидкості розряду. Розмістіть датчики температури там, де вони можуть виявляти нерівномірне охолодження, блокування повітряного потоку, несправності насоса або аномальну поведінку елементів.

Під час технічного обслуговування перевіряйте рівень та чистоту охолоджувальної рідини, з'єднання труб, циркуляційні насоси, радіатори, фільтри, вентилятори та ущільнення шафи. Також слід переглянути температурну карту BMS на наявність ділянок, які постійно тепліші за сусідні модулі. Ніколи не заряджайте або розряджайте акумулятор примусово, коли він повідомляє про високу температуру або несправність охолодження.

Правило 5. Захистіть кожну електричну межу

Вихід з ладу через високу напругу часто починається поза коміркою. Неправильний розмір кабелю, нещільно закріплені клеми, погана ізоляція, несумісне обладнання, відсутність заземлення та неконтрольований струм короткого замикання можуть створювати локальне нагрівання або небезпечну напругу дотику. Безпека повинна охоплювати кожну межу між акумулятором, шафою постійного струму, інвертором, трансформатором та підключенням до мережі.

Розділяйте недоліки замість того, щоб ділитися ними

Використовуйте автоматичні вимикачі, запобіжники, контактори, ізоляцію, SPD, аварійні зупинки та пристрої контролю ізоляції з номінальними характеристиками. Перевірте правильність полярності перед увімкненням та захищайте позитивний та негативний кабелі.

Не змішуйте різні типи акумуляторних модулів в одній системі та не підключайте неперевірений інвертор. Кваліфікований установник повинен дотримуватися затвердженого проекту проводки, вимог до крутного моменту, послідовності введення в експлуатацію та налаштувань зв'язку. Несанкціоновані модифікації можуть порушити координацію між електричним захистом та керуванням BMS.

Правило 6. Створюйте кілька шарів вогнезахисту

Жоден окремий датчик чи вогнегасник не може забезпечити повного захисту. Надійна система зберігання високої напруги потребує профілактики, раннього виявлення, автоматичного вимкнення, локалізації, вентиляції та придушення. Мета полягає в тому, щоб запобігти перетворенню аномальної комірки на подію модуля та запобігти поширенню події модуля по шафі або контейнеру.

Раннє виявлення тепла, диму та газу

Поєднуйте моніторинг температури камери з виявленням диму, сигналізацією шафи, контролем вихлопних газів, вогнестійким розділенням та автоматичним придушенням. Встановлюйте систему у вентильованому приміщенні подалі від горючих матеріалів, води, струмопровідного пилу, сольового туману та агресивних газів.

Для більших проектів, a рішення BESS комунального масштабу може інтегрувати акумулятори, інвертори, клімат-контроль, моніторинг, датчики диму та температури, автоматичне пожежогасіння та функції витяжки в одній контейнерній платформі. Висока інтеграція не усуває необхідності планування майданчика. Шляхи доступу, розташування обладнання, дренаж, аварійна ізоляція та простір для технічного обслуговування повинні залишатися частиною проекту.

Правило 7. Перевірка, запис та обслуговування системи

Введення в експлуатацію не завершує процес забезпечення безпеки. Стан акумулятора змінюється залежно від циклів, температури, календарного віку, робочого струму та впливу навколишнього середовища. Регулярна перевірка дозволяє виявити зростання опору, дисбаланс напруги, втрату охолодження, корозію або повторювані тривожні сигнали, перш ніж вони спричинять простої.

Перетворіть експлуатаційні дані на профілактичне обслуговування

Перевірте шафи на наявність деформації, іржі, потрапляння води, пошкоджених ущільнень, нещільно прилягаючих кабелів, витоку охолоджувальної рідини, аномального шуму та перегріву. Перегляньте розкид напруги на елементах, розподіл температури, опір ізоляції, стан, історію тривог та тенденції заряду та розряду.

Ведіть журнал операцій та порівнюйте поточні дані з базовими даними для введення в експлуатацію. Повільне зростання різниці температур або відхилення напруги на елементах може свідчити про проблему, що розвивається, до того, як система досягне порогу спрацьовування тривоги. Оновлення мікропрограмного забезпечення повинні надходити від авторизованої технічної підтримки, а також слід уникати робіт з електропроводки під напругою.

Безпечне зберігання високої напруги – це проблема координації. Хімія, логіка BMS, теплове проектування, електрозахист, пожежна безпека та технічне обслуговування повинні працювати як єдина система. Перш ніж вибирати потужність або остаточно визначати схему, скористайтеся огляд рішень для чистої енергії щоб порівняти шляхи застосування, тоді зв'яжіться з інженерною командою для проектування, введення в експлуатацію та підтримки навчання з урахуванням потреб конкретного об'єкта.

Часто задані питання

Q1: Який найбезпечніший хімічний склад акумуляторів для зберігання енергії високої напруги?
A: LFP широко обирається для стаціонарного зберігання через свою термостабільність та циклічність, але безпечна експлуатація все ще вимагає BMS, контролю температури, електричної ізоляції та пожежного захисту.

Q2: Чи повинен високовольтний акумулятор залишатися повністю зарядженим?
A: Не постійно. Зберігання резервної енергії може забезпечити резервне живлення, але тривалі періоди повного заряду можуть збільшити навантаження. Встановіть робочий діапазон відповідно до вашого профілю навантаження, температури та обмежень постачальника.

Q3: Що контролює BMS у високовольтній батареї?
В: Він контролює напругу, струм, температуру, стан заряду та стан справності. Він також балансує елементи, керує захисними пристроями, реєструє несправності та взаємодіє з іншими системними контролерами.

Q4: Як часто слід перевіряти комерційну акумуляторну систему?
A: Віддалені дані слід постійно переглядати, тоді як фізичні перевірки повинні відповідати рівню ризику на об'єкті та плану технічного обслуговування. Повторні тривожні сигнали, аномальне нагрівання, дисбаланс напруги, витік або пошкодження пломб вимагають негайних дій.

Q5: Чи можна встановлювати високовольтні накопичувачі на відкритому повітрі?
В: Так, якщо корпус, охолодження, герметизація, захист від корозії, дренаж, вентиляція, засоби пожежної безпеки та діапазон робочих температур відповідають об'єкту. WonVolt може врахувати ці фактори за допомогою інженерних рішень, розроблених з урахуванням потреб проекту.