Цей проєкт було розгорнуто в Південній Африці для задоволення потреб місцевого комерційного та промислового клієнта в резервному живленні, управлінні навантаженням та оптимізації енергоспоживання. Система складається з двох шаф накопичення енергії з повітряним охолодженням потужністю 125 кВт/241 кВт·год, що забезпечують загальну номінальну потужність 250 кВт та загальну ємність накопичення енергії 482 кВт·год.

Система підтримує паралельну роботу кількох блоків, що дозволяє додавати додаткові шафи накопичення енергії відповідно до майбутнього зростання навантаження та зміни потреб в електроенергії.

У деяких регіонах Південної Африки обмежена потужність мережі, перебої з електропостачанням та коливання напруги можуть порушити виробництво, роботу обладнання та нормальну господарську діяльність. Традиційні рішення для дизельних генераторів пов'язані з високими витратами на паливо та обслуговування, а також з шумом, викидами та складним щоденним управлінням.

Щоб задовольнити вимоги замовника щодо надійності електропостачання, контролю витрат та зручності обслуговування, у цьому проєкті використовується інтегроване рішення для зберігання енергії в акумуляторах з повітряним охолодженням. Система покращує можливості резервного живлення, оптимізує споживання електроенергії та зменшує навантаження на мережу в періоди пікового навантаження, забезпечуючи замовнику більш стабільне, гнучке та економічно ефективне енергопостачання.

2. Конфігурація системи

Проєкт включає дві зовнішні шафи для зберігання енергії з повітряним охолодженням, кожна з номінальною потужністю 125 кВт та ємністю зберігання енергії 241 кВт·год.

При паралельній роботі два блоки забезпечують:

• Загальна номінальна потужність: 250 кВт
• Загальна ємність накопичення енергії: 482 кВт·год
• Номінальна потужність одного блоку: 125 кВт
• Ємність одного блоку: 241 кВт·год

Кожна шафа об'єднує систему акумуляторів, систему перетворення енергії (PCS), систему керування акумуляторами (BMS), систему керування енергією (EMS), систему контролю температури, систему пожежогасіння та компоненти електрозахисту.

Така високоінтегрована конструкція зменшує обсяг робіт з встановлення обладнання на місці та введення системи в експлуатацію. Вона також скорочує період розгортання проекту та мінімізує ризики сумісності між різними компонентами системи.

3. Стратегія роботи системи

За нормальних умов мережі система може заряджатися в періоди низького попиту або нижчих тарифів залежно від операційної стратегії клієнта. Збережену енергію потім можна розряджати в періоди пікового попиту, щоб зменшити пікове споживання електроенергії в мережі та оптимізувати профіль споживання електроенергії клієнтом.

Коли в мережі відбувається збій, коли напруга коливається або живлення недостатнє, система накопичення енергії може підтримувати критичні навантаження відповідно до налаштованої стратегії керування. Це допомагає зменшити час простою виробництва, перерви в роботі та втрати, спричинені неочікуваними збоями живлення.

Система управління енергопостачанням (EMS) постійно контролює та координує роботу мережі, обладнання для накопичення енергії та локальних навантажень. Вона автоматично коригує стратегії заряджання та розряджання відповідно до навантаження, стану заряду акумулятора та умов експлуатації системи, підвищуючи загальну ефективність використання енергії.

4. Конструкція системи повітряного охолодження

У проекті використовується зріла архітектура повітряного охолодження. Оптимізовані внутрішні канали повітряного потоку та системи моніторингу температури забезпечують безперервне відведення тепла для акумуляторних модулів та обладнання перетворення енергії.

Порівняно зі складнішими системами рідинного охолодження, рішення з повітряним охолодженням позбавляє потреби в трубопроводах охолодження, охолоджувальній рідині, насосах та інших компонентах циркуляції рідини. Це призводить до простішої структури системи, легшого планового огляду та зручнішого довгострокового обслуговування.

Конструкція з повітряним охолодженням також допомагає зменшити початкові інвестиції в обладнання та довгострокові експлуатаційні витрати й витрати на обслуговування.

Щоб працювати в умовах високої температури та запиленості на відкритому повітрі, характерних для деяких районів Південної Африки, обладнання використовує стійку до атмосферних впливів конструкцію зовнішнього корпусу в поєднанні з інтелектуальною вентиляцією, контролем температури та механізмами захисту системи. Ці функції покращують стабільність роботи в складних умовах навколишнього середовища.

5. Інтелектуальне керування та управління безпекою

Система інтегрує три основні платформи керування: PCS, BMS та EMS. Разом вони координують керування акумуляторами, перетворення енергії, моніторинг системи та диспетчеризацію енергії.

Система BMS постійно контролює напругу, температуру, струм, стан заряду та робочий стан акумуляторних елементів. У разі виявлення аномального стану система може видати сповіщення та активувати відповідні захисні заходи.

PCS керує двонаправленим перетворенням енергії між системою акумуляторів та системою живлення змінного струму, тоді як EMS розробляє та виконує стратегії заряджання та розряджання відповідно до потреб клієнта в електроенергії.

Завдяки багаторівневим механізмам моніторингу, попередження та захисту, система може виявляти та реагувати на такі експлуатаційні ризики, як перенапруга, знижена напруга, перевантаження по струму, перегрів, короткі замикання та збої зв'язку. Це підвищує загальну безпеку та надійність системи накопичення енергії.

6. Вартість заявки на проект

Система забезпечує енергетичну підтримку критичних навантажень, коли живлення мережі недостатнє або переривається, зменшуючи виробничі та експлуатаційні втрати, спричинені перебоями в електропостачанні.

Під час нормальної роботи система накопичення енергії також може виконувати компенсацію пікових навантажень, перерозподіл навантаження та оптимізацію споживання електроенергії. Це зменшує пікове навантаження та покращує пропускну здатність існуючої системи розподілу електроенергії клієнта.

Використовуючи акумуляторні накопичувачі енергії, клієнт може уникнути або відкласти дорогу модернізацію трансформаторів та іншої електричної інфраструктури, отримуючи водночас більш гнучкий доступ до електроенергії.

Модульна система підтримує паралельне розширення. Додаткові шафи накопичення енергії можна встановлювати в міру збільшення виробничих потужностей, кількості обладнання або попиту на електроенергію. Це допомагає уникнути надмірних початкових інвестицій та покращує довгострокову масштабованість проекту.

Завдяки інтегрованому дизайну, інтелектуальному управлінню енергією, нижчим загальним інвестиційним витратам та зручному довгостроковому обслуговуванню, цей проект є практичним орієнтиром для комерційних та промислових застосувань накопичення енергії в Південній Африці та інших ринках з високими температурами або слабкою енергосистемою.