تحلیل ساختار و فناوری سیستم کابینت ذخیره انرژی

 

کابینت ذخیره انرژی (ESC) یک دستگاه جامع است که برای ذخیره انرژی الکتریکی و تنظیم وضعیت عملکرد سیستم های قدرت استفاده می شود. معمولاً از ماژول‌های باتری، یک مبدل قدرت (PCS)، یک سیستم مدیریت باتری (BMS)، یک تراشه کنترل، یک سیستم خنک‌کننده و یک پوشش محافظ تشکیل شده است. کابینت‌های ذخیره‌سازی انرژی انرژی را در دوره‌های کم بار شبکه ذخیره می‌کنند و آن را در زمان اوج بار آزاد می‌کنند، در نتیجه تراشیدن بار اوج، تنظیم فرکانس و ولتاژ، و توان پشتیبان را تسهیل می‌کنند.

 

در سیستم‌های انرژی جدید مدرن، کابینت‌های ذخیره انرژی باتری تجهیزات پشتیبانی حیاتی برای نیروگاه‌های فتوولتائیک، مزارع بادی و ریزشبکه‌های صنعتی هستند. آنها به طور موثری نوسانات در جریان منابع انرژی متناوب (مانند برق فتوولتائیک و باد) متصل به شبکه را صاف می کنند و پایداری شبکه را حفظ می کنند و ضریب توان کلی را بهبود می بخشند.

 

 

 

 

طراحی یک کابینت ذخیره انرژی به سناریوی کاربرد و نوع سیستم باتری بستگی دارد، اما به طور کلی شامل اجزای کلیدی زیر است:

 

ماژول باتری
به عنوان واحد ذخیره انرژی هسته، ماژول باتری ظرفیت و طول عمر سیستم را تعیین می کند. انواع متداول عبارتند از باتری‌های لیتیوم فسفات آهن، باتری‌های لیتیومی سه تایی، و باتری‌های اسید سرب-. طراحی مدولار گسترش و نگهداری را تسهیل می‌کند و کابینت بانک باتری را به یک راه‌حل استاندارد برای سیستم‌های انرژی-در مقیاس بزرگ تبدیل می‌کند.

 

سیستم مدیریت باتری (BMS)
BMS دما، ولتاژ، جریان، و وضعیت سلامت باتری را کنترل می‌کند و برای اطمینان از عملکرد پایدار باتری، از شارژ بیش از حد،-تخلیه و جریان بیش از حد محافظت می‌کند.

 

مبدل برق (PCS) و سیستم کنترل
PCS مسئول تبدیل انرژی DC/AC است. سیستم کنترل (EMS) جریان نیرو را نظارت می کند و استراتژی های توزیع انرژی را اجرا می کند و به عنوان "مغز" کل کابینه سیستم ذخیره انرژی عمل می کند.

 

سیستم خنک کننده
برای واحدهای ذخیره انرژی{0}بالا، کنترل دما بسیار مهم است. کابینت‌های ذخیره انرژی مایع{2}}خنک‌شده از خنک‌کننده در گردش برای کنترل دقیق دمای باتری استفاده می‌کنند که کارآمدتر و ایمن‌تر از راه‌حل‌های سنتی خنک‌شده با هوا است.

 

محفظه و ساختار حفاظتی ایمنی
محفظه کابینت ذخیره انرژی به طور کلی دارای رتبه حفاظتی بالایی (IP54 یا بالاتر) است و عایق الکتریکی، عایق حرارتی و آتش سوزی و ضد ضربه را یکپارچه می کند. برای کاربردهای خارج از منزل، یک سیستم ذخیره انرژی کابینت در فضای باز می تواند به طور مستقیم در محیط های پیچیده مستقر شود و از عملکرد 24/7 پشتیبانی کند.

 

سیستم اتصال (کابینت CCS / کابینت سیستم اتصال سلولی)
سیستم اتصال مسئول اتصالات الکتریکی و ارتباطی بین ماژول ها است که از انتقال قابل اعتماد سیگنال و انرژی اطمینان حاصل می کند. این امر به ویژه در سناریوهای-ولتاژ بالا و جریان بالا{2}} حیاتی است.

 

کابینت های ذخیره انرژی گسسته
هر جزء به طور مستقل نصب می‌شود و نگهداری آن را آسان می‌کند و برای سیستم‌های توزیع برق صنعتی و کارخانه‌ای در مقیاس بزرگ- مناسب است.

 

کابینت های ترکیبی ذخیره انرژی
واحدهای ظرفیت مختلف را می توان به طور انعطاف پذیر ترکیب کرد تا یک کابینت یکپارچه ذخیره انرژی مدولار را برای برآورده کردن نیازهای ولتاژ مختلف تشکیل دهد.

 

پایه-کابینت های ذخیره انرژی نصب شده
با طراحی یکپارچه باتری و اینورتر، می توان آنها را مستقیماً در محیط های بیرونی مستقر کرد. این یک سیستم معمولی ذخیره انرژی کابینت در فضای باز است.

 

کابینت ذخیره‌سازی انرژی یکپارچه (IESC) بسته باتری، PCS، BMS، سیستم خنک‌کننده و سیستم کنترل ارتباطی را در یک کابینت ادغام می‌کند و نصب آن را آسان می‌کند و جای کوچکی را اشغال می‌کند. این محلول به طور گسترده در کاربردهای صنعتی و تجاری، منابع تغذیه اضطراری و سیستم های ریزشبکه استفاده می شود.

 

کابینت ذخیره انرژی فتوولتائیک (PESC) با پانل های PV و سیستم های اینورتر ادغام می شود و می تواند به طور مرکزی در نیروگاه های بزرگ مستقر شود یا در سیستم های ذخیره سازی انرژی خانگی یا تجاری توزیع شود. این یک نمونه معمولی از کابینت ذخیره باتری خورشیدی است.

 

کابینت ذخیره‌سازی انرژی خنک‌شده مایع (LCESC) از فناوری کنترل دمای خنک‌کننده مایع استفاده می‌کند و برای کاربردهای باتری با چگالی توان بالا- مناسب است. در مقایسه با سیستم‌های{2}}خنک‌شده با هوا، راندمان مدیریت حرارتی بالاتر و عمر چرخه طولانی‌تری را ارائه می‌دهد، که باعث می‌شود به طور گسترده در نیروگاه‌های انرژی جدید و پروژه‌های ذخیره‌سازی انرژی یکپارچه استفاده شود.

 

 

 

ناهنجاری‌های باتری: این موارد شامل قدیمی شدن، شارژ بیش از حد، تخلیه بیش از حد-و اتصال کوتاه داخلی است. سیستم مدیریت باتری (BMS) باید وضعیت سلول باتری را در زمان واقعی نظارت کند.

 

خطاهای الکتریکی: جریان اضافه، کمبود ولتاژ یا آسیب عایق را می توان از طریق حفاظت ایزوله و طراحی اضافی برطرف کرد.

 

اثرات زیست محیطی: رطوبت، دما و گازهای خورنده می توانند طول عمر سیستم را کاهش دهند. بنابراین سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی کابینت در فضای باز باید از قابلیت حفاظت و کنترل دما قوی برخوردار باشند.

 

لرزش یا شلی سازه: اینها می توانند در حین حمل و نقل یا عملکرد طولانی مدت- رخ دهند. به طور مرتب پایداری تکیه گاه ها و سیم کشی ها را بررسی کنید.

 

 

طراحی و ساخت کابینت های ذخیره انرژی باید با استانداردهای ملی و صنعتی زیر مطابقت داشته باشد:

 

GB/T 40090-2021 "مقررات بهره برداری و نگهداری برای نیروگاه های ذخیره انرژی"

GB/T 36558-2022 "الزامات فنی عمومی برای سیستم های ذخیره انرژی الکتروشیمیایی در سیستم های قدرت"

GB/T 36549-2022 "شاخص های عملیاتی و ارزیابی نیروگاه های ذخیره انرژی الکتروشیمیایی"

GB/T 42288-2022 "مقررات ایمنی برای نیروگاه های ذخیره انرژی الکتروشیمیایی"

GB/T 36276-۲۰۱۸ «باتری‌های لیتیوم یونی برای ذخیره انرژی انرژی»

 

این استانداردها مبنایی سیستماتیک برای طراحی، آزمایش و عملکرد ایمن کابینت‌های CCS و کابینت‌های سیستم اتصال سلولی فراهم می‌کنند.

 

 

با رشد مداوم ظرفیت نصب شده فتوولتائیک و نیروی بادی، کابینت‌های ذخیره‌سازی انرژی نقش مهمی را در سیستم‌های{0} متصل به شبکه انرژی جدید بازی می‌کنند. از-ایستگاه‌های ذخیره انرژی در مقیاس بزرگ گرفته تا سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی خورشیدی{3} مسکونی مسکونی، کابینت‌های ذخیره‌سازی انرژی (ESC) به تجهیزات ضروری برای استفاده کارآمد از انرژی تبدیل شده‌اند.

 

در آینده، هوشمندسازی، مدولارسازی و خنک کننده مایع سه روند اصلی در توسعه کابینت های ذخیره انرژی خواهند بود. کابینت های ذخیره انرژی یکپارچه (ESC) از رابط های استاندارد و سیستم های مدیریت خودکار استفاده می کنند تا امکان استقرار و گسترش سریع سیستم های ذخیره انرژی را فراهم کنند. راه‌حل‌هایی که کابینت‌های ذخیره باتری خورشیدی را با کابینت‌های ذخیره انرژی فتوولتائیک ترکیب می‌کنند، تکامل انرژی سبز را به سمت کارایی و ایمنی بیشتر سوق می‌دهند.

 

 

کابینت‌های ذخیره‌سازی انرژی نه تنها واحد اصلی سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی، بلکه تجهیزات کلیدی هستند که توسعه هوشمند و مدولار صنعت انرژی جدید را هدایت می‌کنند. از کابینت‌های بانک باتری گرفته تا کابینت‌های ذخیره‌سازی انرژی مایع-، از سیستم‌های صنعتی و تجاری تا کاربردهای فتوولتائیک توزیع‌شده، تکامل فن‌آوری ذخیره‌سازی انرژی از سیستم‌های انرژی آینده پشتیبانی می‌کند.