این پروژه در آفریقای جنوبی برای برآورده کردن نیازهای برق پشتیبان، مدیریت بار و بهینه‌سازی انرژی یک مشتری تجاری و صنعتی محلی اجرا شد. این سیستم شامل دو کابینت ذخیره‌سازی انرژی خنک‌شونده با هوا با ظرفیت ۱۲۵ کیلووات/۲۴۱ کیلووات ساعت است که توان نامی کل ۲۵۰ کیلووات و ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی کل ۴۸۲ کیلووات ساعت را فراهم می‌کند.

این سیستم از عملکرد موازی چند واحدی پشتیبانی می‌کند و امکان اضافه کردن کابینت‌های ذخیره‌سازی انرژی اضافی را با توجه به رشد بار آینده و تغییر تقاضای برق فراهم می‌کند.

در برخی مناطق آفریقای جنوبی، ظرفیت محدود شبکه، قطعی برق و نوسانات ولتاژ می‌تواند تولید، عملکرد تجهیزات و فعالیت‌های عادی تجاری را مختل کند. راهکارهای سنتی ژنراتور دیزلی شامل هزینه‌های بالای سوخت و نگهداری، و همچنین سر و صدا، انتشار گازهای گلخانه‌ای و مدیریت پیچیده روزانه است.

برای پاسخگویی به نیازهای مشتری در زمینه قابلیت اطمینان برق، کنترل هزینه و نگهداری راحت، این پروژه از یک راهکار ذخیره‌سازی انرژی باتری خنک‌شونده با هوا به صورت یکپارچه استفاده می‌کند. این سیستم قابلیت برق پشتیبان را بهبود می‌بخشد، مصرف برق را بهینه می‌کند و فشار بر شبکه را در دوره‌های اوج تقاضا کاهش می‌دهد و منبع انرژی پایدارتر، انعطاف‌پذیرتر و مقرون‌به‌صرفه‌تری را برای مشتری فراهم می‌کند.

2. پیکربندی سیستم

این پروژه شامل دو کابینت ذخیره‌سازی انرژی خنک‌شونده با هوا در فضای باز است که هر کدام دارای توان نامی ۱۲۵ کیلووات و ظرفیت ذخیره‌سازی انرژی ۲۴۱ کیلووات ساعت هستند.

وقتی این دو واحد به صورت موازی کار می‌کنند، موارد زیر را فراهم می‌کنند:

• توان نامی کل: ۲۵۰ کیلووات
• ظرفیت کل ذخیره انرژی: ۸۶ کیلووات ساعت
• توان نامی تک واحدی: ۱۲۵ کیلووات
• ظرفیت ذخیره‌سازی تک واحدی: ۲۴۱ کیلووات ساعت

هر کابینت شامل سیستم باتری، سیستم تبدیل توان (PCS)، سیستم مدیریت باتری (BMS)، سیستم مدیریت انرژی (EMS)، سیستم کنترل دما، سیستم حفاظت در برابر آتش و اجزای حفاظت الکتریکی است.

این طراحی بسیار یکپارچه، کار نصب تجهیزات در محل و راه‌اندازی سیستم را کاهش می‌دهد. همچنین دوره استقرار پروژه را کوتاه کرده و خطرات سازگاری بین اجزای مختلف سیستم را به حداقل می‌رساند.

۳. استراتژی عملیاتی سیستم

در شرایط عادی شبکه، سیستم می‌تواند در دوره‌های کم‌مصرف یا با تعرفه پایین‌تر، بر اساس استراتژی عملیاتی مشتری، شارژ شود. سپس انرژی ذخیره‌شده می‌تواند در دوره‌های اوج مصرف تخلیه شود تا مصرف اوج شبکه کاهش یابد و مشخصات مصرف برق مشتری بهینه شود.

هنگامی که شبکه برق دچار قطعی، نوسان ولتاژ یا کمبود برق می‌شود، سیستم ذخیره انرژی می‌تواند بارهای بحرانی را طبق استراتژی کنترل پیکربندی‌شده پشتیبانی کند. این امر به کاهش زمان خاموشی تولید، وقفه‌های تجاری و تلفات ناشی از قطعی‌های غیرمنتظره برق کمک می‌کند.

سیستم مدیریت انرژی (EMS) به طور مداوم شبکه، تجهیزات ذخیره انرژی و بارهای موجود در محل را رصد و هماهنگ می‌کند. این سیستم به طور خودکار استراتژی‌های شارژ و دشارژ را بر اساس تقاضای بار، وضعیت شارژ باتری و شرایط عملیاتی سیستم تنظیم می‌کند و راندمان کلی مصرف انرژی را بهبود می‌بخشد.

۴. طراحی سیستم خنک‌کننده هوا

این پروژه از یک معماری خنک‌کننده هوای بالغ بهره می‌برد. کانال‌های جریان هوای داخلی بهینه‌شده و سیستم‌های نظارت بر دما، اتلاف حرارت مداوم را برای ماژول‌های باتری و تجهیزات تبدیل برق فراهم می‌کنند.

در مقایسه با سیستم‌های خنک‌کننده مایع پیچیده‌تر، راه‌حل خنک‌کننده هوا، خطوط لوله خنک‌کننده، مایع خنک‌کننده، پمپ‌ها و سایر اجزای گردش مایع را حذف می‌کند. این امر منجر به ساختار سیستم ساده‌تر، بازرسی روتین آسان‌تر و نگهداری طولانی‌مدت راحت‌تر می‌شود.

طراحی خنک‌کننده هوا همچنین به کاهش سرمایه‌گذاری اولیه تجهیزات و هزینه‌های عملیاتی و نگهداری بلندمدت کمک می‌کند.

برای سازگاری با شرایط دمای بالا و گرد و غبار موجود در فضای باز در بخش‌هایی از آفریقای جنوبی، این تجهیزات از طراحی کابینت فضای باز مقاوم در برابر آب و هوا همراه با تهویه هوشمند، کنترل دما و مکانیسم‌های محافظت از سیستم استفاده می‌کنند. این ویژگی‌ها پایداری عملکرد را در شرایط محیطی چالش‌برانگیز بهبود می‌بخشند.

۵. کنترل هوشمند و مدیریت ایمنی

این سیستم سه پلتفرم کنترل اصلی را با هم ادغام می‌کند: PCS، BMS و EMS. این پلتفرم‌ها با هم، مدیریت باتری، تبدیل برق، نظارت بر سیستم و توزیع انرژی را هماهنگ می‌کنند.

سیستم مدیریت باتری (BMS) به طور مداوم ولتاژ، دما، جریان، وضعیت شارژ و وضعیت عملکرد سلول‌های باتری را کنترل می‌کند. هنگامی که یک وضعیت غیرعادی تشخیص داده شود، سیستم می‌تواند هشدار صادر کرده و اقدامات حفاظتی مربوطه را فعال کند.

PCS تبدیل انرژی دو طرفه بین سیستم باتری و سیستم برق AC را مدیریت می‌کند، در حالی که EMS استراتژی‌های شارژ و دشارژ را مطابق با نیاز برق مشتری توسعه داده و اجرا می‌کند.

از طریق مکانیسم‌های نظارت، هشدار و حفاظت چند سطحی، سیستم می‌تواند خطرات عملیاتی مانند ولتاژ اضافی، ولتاژ کم، جریان اضافی، گرمای بیش از حد، اتصال کوتاه و خرابی‌های ارتباطی را شناسایی و به آنها پاسخ دهد. این امر ایمنی و قابلیت اطمینان کلی سیستم ذخیره انرژی را بهبود می‌بخشد.

۶. ارزش درخواست پروژه

این سیستم در صورت ناکافی بودن یا قطع برق شبکه، پشتیبانی انرژی برای بارهای بحرانی فراهم می‌کند و تلفات تولید و عملیاتی ناشی از قطع برق را کاهش می‌دهد.

در طول عملکرد عادی، سیستم ذخیره انرژی می‌تواند عملیات اصلاح اوج مصرف، تغییر بار و بهینه‌سازی مصرف برق را نیز انجام دهد. این امر فشار تقاضای اوج مصرف را کاهش داده و ظرفیت سیستم توزیع برق موجود مشتری را بهبود می‌بخشد.

با استفاده از ذخیره‌سازی انرژی باتری، مشتری می‌تواند از ارتقاءهای پرهزینه ترانسفورماتورها و سایر زیرساخت‌های الکتریکی جلوگیری کند یا آنها را به تأخیر بیندازد، در حالی که دسترسی انعطاف‌پذیرتری به برق پیدا می‌کند.

سیستم ماژولار از توسعه موازی پشتیبانی می‌کند. با افزایش ظرفیت تولید، تعداد تجهیزات یا تقاضای برق، می‌توان کابینت‌های ذخیره‌سازی انرژی اضافی نصب کرد. این امر به جلوگیری از سرمایه‌گذاری اولیه بیش از حد کمک می‌کند و مقیاس‌پذیری بلندمدت پروژه را بهبود می‌بخشد.

این پروژه با طراحی یکپارچه، مدیریت هوشمند انرژی، هزینه سرمایه‌گذاری کلی پایین‌تر و نگهداری بلندمدت و راحت، مرجعی کاربردی برای کاربردهای ذخیره‌سازی انرژی تجاری و صنعتی در آفریقای جنوبی و سایر بازارهای با دمای بالا یا شبکه ضعیف فراهم می‌کند.