פרויקט זה נפרס בדרום אפריקה כדי לעמוד בדרישות גיבוי חשמל, ניהול עומסים ואופטימיזציה של אנרגיה של לקוח מסחרי ותעשייתי מקומי. המערכת מורכבת משני ארונות אחסון אנרגיה מקוררים באוויר בהספק של 125 קילוואט/241 קילוואט-שעה, המספקים הספק מדורג כולל של 250 קילוואט וקיבולת אחסון אנרגיה כוללת של 482 קילוואט-שעה.

המערכת תומכת בפעולה מקבילה מרובת יחידות, המאפשרת הוספת ארונות אחסון אנרגיה נוספים בהתאם לגידול העומס העתידי ולדרישות החשמל המשתנות.

באזורים מסוימים בדרום אפריקה, קיבולת רשת מוגבלת, הפסקות חשמל ותנודות מתח עלולות לשבש את הייצור, את תפעול הציוד ואת הפעילות העסקית הרגילה. פתרונות מסורתיים של גנרטורים דיזל כרוכים בעלויות דלק ותחזוקה גבוהות, כמו גם רעש, פליטות וניהול יומיומי מורכב.

כדי לענות על דרישות הלקוח לאמינות אנרגיה, בקרת עלויות ותחזוקה נוחה, פרויקט זה מאמץ פתרון אחסון אנרגיה משולב של סוללה מקוררת אוויר. המערכת משפרת את יכולת גיבוי החשמל, מייעלת את צריכת החשמל ומפחיתה את הלחץ על הרשת בתקופות שיא הביקוש, ומספקת ללקוח אספקת אנרגיה יציבה, גמישה וחסכונית יותר.

2. תצורת מערכת

הפרויקט כולל שני ארונות אחסון אנרגיה חיצוניים מקוררי אוויר, כל אחד בהספק מדורג של 125 קילוואט וקיבולת אחסון אנרגיה של 241 קילוואט-שעה.

כאשר שתי היחידות פועלות במקביל, הן מספקות:

• הספק מדורג כולל: 250 קילוואט
• קיבולת אחסון אנרגיה כוללת: 482 קילוואט-שעה
• הספק מדורג של יחידה בודדת: 125 קילוואט
• קיבולת אחסון של יחידה בודדת: 241 קילוואט-שעה

כל ארון משלב את מערכת הסוללות, מערכת המרת חשמל (PCS), מערכת ניהול סוללות (BMS), מערכת ניהול אנרגיה (EMS), מערכת בקרת טמפרטורה, מערכת כיבוי אש ורכיבי הגנה חשמלית.

עיצוב משולב זה מפחית את עבודת התקנת הציוד באתר ואת עבודת ההפעלה של המערכת. הוא גם מקצר את תקופת פריסת הפרויקט וממזער את סיכוני התאימות בין רכיבי מערכת שונים.

3. אסטרטגיית תפעול המערכת

בתנאי רשת רגילים, המערכת יכולה להיטען בתקופות של ביקוש נמוך או בתעריף נמוך יותר, בהתאם לאסטרטגיית התפעול של הלקוח. לאחר מכן ניתן לפרוק את האנרגיה המאוחסנת בתקופות של ביקוש שיא כדי להפחית את צריכת הרשת השיאית ולמטב את פרופיל צריכת החשמל של הלקוח.

כאשר רשת החשמל חווה הפסקת חשמל, תנודות מתח או אספקת חשמל לא מספקת, מערכת אחסון האנרגיה יכולה לתמוך בעומסים קריטיים בהתאם לאסטרטגיית הבקרה שתצורתה נקבעה. זה מסייע להפחית השבתות ייצור, הפרעות עסקיות והפסדים הנגרמים כתוצאה מכשלות חשמל בלתי צפויות.

מערכת ה-EMS מנטרת ומתאמת באופן רציף את הרשת, ציוד אחסון האנרגיה והעומסים באתר. היא מתאימה אוטומטית את אסטרטגיות הטעינה והפריקה בהתאם לדרישת העומס, מצב טעינת הסוללה ותנאי הפעלת המערכת, ובכך משפרת את יעילות ניצול האנרגיה הכוללת.

4. תכנון מערכת קירור אוויר

הפרויקט מאמץ ארכיטקטורת קירור אוויר בוגרת. ערוצי זרימת אוויר פנימיים אופטימליים ומערכות ניטור טמפרטורה מספקים פיזור חום רציף עבור מודולי הסוללה וציוד המרת החשמל.

בהשוואה למערכות קירור נוזלים מורכבות יותר, פתרון מקורר האוויר מבטל את הצורך בצינורות קירור, נוזל קירור, משאבות ורכיבי זרימת נוזלים אחרים. התוצאה היא מבנה מערכת פשוט יותר, בדיקה שגרתית קלה יותר ותחזוקה ארוכת טווח נוחה יותר.

העיצוב מקורר האוויר מסייע גם בהפחתת ההשקעה הראשונית בציוד ועלויות התפעול והתחזוקה לטווח ארוך.

כדי להתאים את הציוד לתנאי החוץ הגבוהים והאבקיים המצויים בחלקים מדרום אפריקה, הציוד משתמש בתכנון ארון חיצוני עמיד בפני מזג אוויר בשילוב עם אוורור חכם, בקרת טמפרטורה ומנגנוני הגנה על המערכת. תכונות אלו משפרות את יציבות ההפעלה בתנאי סביבה מאתגרים.

5. בקרה חכמה וניהול בטיחות

המערכת משלבת שלוש פלטפורמות בקרה מרכזיות: PCS, BMS ו-EMS. יחד, הן מתאמות את ניהול הסוללה, המרת הספק, ניטור המערכת ושילוח האנרגיה.

מערכת ה-BMS מנטרת באופן רציף את מתח תאי הסוללה, את הטמפרטורה, את הזרם, את מצב הטעינה ואת מצב הפעולה. כאשר מזוהה מצב חריג, המערכת יכולה להוציא התראה ולהפעיל את אמצעי ההגנה המתאימים.

מערכת ה-PCS מנהלת המרת אנרגיה דו-כיוונית בין מערכת הסוללה למערכת החשמל AC, בעוד שמערכת ה-EMS מפתחת ומבצעת אסטרטגיות טעינה ופריקה בהתאם לדרישות החשמל של הלקוח.

באמצעות מנגנוני ניטור, התרעה והגנה רב-מפלסיים, המערכת יכולה לזהות ולהגיב לסיכוני תפעול כגון מתח יתר, תת-מתח, זרם יתר, התחממות יתר, קצר חשמלי וכשלים בתקשורת. זה משפר את הבטיחות והאמינות הכוללת של מערכת אחסון האנרגיה.

6. ערך יישום הפרויקט

המערכת מספקת תמיכה אנרגטית לעומסים קריטיים כאשר אספקת החשמל לרשת אינה מספקת או מופסקת, ובכך מפחיתה הפסדי ייצור ותפעול הנגרמים כתוצאה מהפסקות חשמל.

במהלך פעולה רגילה, מערכת אגירת האנרגיה יכולה גם לבצע ניתוק שיא, הזזת עומס ואופטימיזציה של צריכת חשמל. זה מפחית את לחץ הביקוש השיא ומשפר את הקיבולת של מערכת חלוקת החשמל הקיימת של הלקוח.

באמצעות אחסון אנרגיה בסוללות, הלקוח יכול להימנע או לעכב שדרוגים יקרים של שנאים ותשתיות חשמל אחרות, תוך קבלת גישה גמישה יותר לחשמל.

המערכת המודולרית תומכת בהרחבה מקבילה. ניתן להתקין ארונות אחסון אנרגיה נוספים ככל שקיבולת הייצור, כמות הציוד או ביקוש החשמל גדלים. זה עוזר למנוע השקעה ראשונית מוגזמת ומשפר את יכולת ההרחבה ארוכת הטווח של הפרויקט.

עם עיצוב משולב, ניהול אנרגיה חכם, עלות השקעה כוללת נמוכה יותר ותחזוקה נוחה לטווח ארוך, פרויקט זה מספק נקודת ייחוס מעשית ליישומי אחסון אנרגיה מסחריים ותעשייתיים בדרום אפריקה ובשווקים אחרים בעלי טמפרטורה גבוהה או רשת חשמל חלשה.