Modulárnykomerčný a priemyselný (C&I) systém na ukladanie energie z batérií (BESS)sa môže zdať jednoduché škálovať: potrebujete väčšiu kapacitu, pridajte ďalšiu skrinku. V praxi závisí správny počet skriniek na viac ako kWh.
Jedna skrinka môže stačiť, ak spĺňa požadovaný výkon, využiteľnú energiu a dobu vybíjania. Pre vyššiu energiu, vyšší výkon, dlhšiu dobu prevádzky alebo budúci rast môže byť potrebných viacero skríň.
Ako sa systém škáluje, závisí aj odsystém konverzie energie (PCS)architektúra, požiadavky na nabíjanie, kapacita transformátora a pripojenie k sieti. Táto príručka vysvetľuje, ako nastaviť veľkosť modulárneho C&I BESS pre súčasné potreby a budúce rozšírenie.
Čo vlastne znamená škálovanie modulárneho C&I BESS?
V aC&I BESSškálovanie môže zahŕňať tri oblasti: energetickú kapacitu, výkon a širší systém. Tie spolu súvisia, no nemusia nevyhnutne pribúdať tak, ako pribúdajú ďalšie skrinky.
Výsledok závisí aj od architektúry BESS. So skriňou-len na batérie a zdieľanými alebo centralizovanými počítačmi PCS pridanie skríň hlavne zvyšuje energiu batérie, pokiaľ sa nezvýši aj kapacita PCS. So všetkými-v-skriňami, ktoré obsahujú vlastné PCS, môže pridanie skríň zvýšiť inštalovanú energiu aj menovitý výkon.
Škálovanie energetickej kapacity
Energetické škálovanieznamená zvýšenie množstva energie, ktorú dokáže BESS uložiť. Pri rovnakých batériových skriniach sa inštalovaná energia vo všeobecnosti zvyšuje s počtom skríň. Dodatočná energetická kapacita môže podporovať:
- dlhšie trvanie vybíjania alebo zálohovania
- viac presunu slnečnej energie
- väčšia dostupnosť energie pre každodenné bicyklovanie
Hlavným cieľom je viac kWh, než nevyhnutne vyšší okamžitý výkon.
Škálovanie výkonu
Škálovanie výkonuznamená zvýšenie množstva energie, ktorú môže BESS nabíjať alebo vybíjať naraz. Stáva sa to relevantné, keď miesto potrebuje podporovať vyššie špičkové zaťaženie, nabíjanie EV alebo súbežný dopyt po zariadení.
To, či dodatočné skrine zvýšia aj kW, závisí od architektúry PCS a menovitého výkonu.
Mierka na{0}}systémovej úrovni
Ako BESS rastie, rozšírenie môže ovplyvniť aj vybavenie mimo batériových skríň, vrátane:
- PCS a kapacita transformátora
- rozvádzače, káble a ochranné zariadenia
- systém riadenia energie (EMS)a komunikačná architektúra
- kapacita prepojenia siete
Modulárny dizajn skrine môže zjednodušiť rozšírenie, ale širší elektrický a riadiaci systém musí tiež podporovať zamýšľaný rozsah.
Jedna skrinka alebo viacero skriniek: Čo potrebuje váš projekt?
Počet skriniek BESS by nemal byť založený len na kWh. Začnite s tromi požiadavkami projektu:
- Výkon (kW):Koľko energie musí BESS dodať naraz?
- Energia (kWh):Koľko energie musí systém skladovať?
- Trvanie:Ako dlho musí vydržať požadovaný výkon?
Užitočným východiskovým bodom je: Doba skladovania ≈ využiteľná energia ÷ vybíjací výkon
Tieto hodnoty musia spolupracovať. Systém môže mať dostatok energie, ale nedostatočný výkon pre záťaž, alebo dostatok energie, ale príliš málo využiteľnej energie na splnenie požadovaného trvania.
Keď jeden kabinet môže stačiť
Jedna skriňa môže byť dostatočná, ak jej využiteľná energia, dostupný výkon a trvanie vybíjania spĺňajú požiadavky projektu.
Ak napríklad jedna skrinka dokáže vydržať požadovanú špičkovú{0}}holiacu záťaž počas celého cieľového obdobia, pridanie ďalšej skrinky jednoducho na zvýšenie inštalovanej kWh môže mať malú praktickú hodnotu.
Stále je potrebné zvážiť budúci rast. Plánované rozšírenie PV, nabíjanie EV alebo nové výrobné zaťaženia môžu odôvodniť ponechanie priestoru pre dodatočnú kapacitu neskôr.
Keď má viacero skriniek väčší zmysel
Viaceré skrine sa stávajú praktickejšími, keď jedna skriňa už nemôže spĺňať energetické alebo prevádzkové požiadavky projektu.
Ak je energia limitujúcim faktorom, ďalšie skrine môžu podporovať:
- dlhšie trvanie vybíjania alebo zálohovania
- viac presunu slnečnej energie
- viac využiteľnej energie pre každodenné bicyklovanie
Ak je limitujúcim faktorom výkon, cesta rozšírenia závisí od architektúry PCS. Zdieľané alebo centralizované PCS môžu vyžadovať dodatočnú kapacitu PCS, zatiaľ čo všetky-v{2}}jednej skrinke s vlastným PCS môžu pridať energiu aj menovitý výkon. V oboch prípadoch musí podporná elektrická infraštruktúra podporovať vyšší výkon.
Budúca expanzia je ďalším dôvodom na zváženie viac{0}}skriňového dizajnu. Miesto, ktoré sa dnes zmestí do jednej skrinky, môže s rastúcou záťažou potrebovať viac energie a energie.
Množstvo skrine by malo zodpovedať požiadavkám projektu na výkon, energiu, trvanie a rast-nie naopak.
Čo sa v skutočnosti zmení, keď pridáte ďalšie skrinky BESS?
Keď je jasná požiadavka na škálovanie projektu, ďalšou otázkou je, čo sa vlastne zmení, keď sa pridá ďalšia skrinka.
Inštalovaná energia batérie sa meria priamo s počtom skriniek. Napájanie, kapacita nabíjania, kapacita na strane siete-a požiadavky na ovládanie viac závisia od architektúry BESS a širšieho elektrického systému.
Váhy energie batérie najviac priamo
S identickými skriňami s kapacitou 261 kWh, inštalovanými batériovými energetickými váhami priamo s počtom skríň:
- 1 × 261 kWh=261 kWh
- 2 × 261 kWh=522 kWh
- 4 × 261 kWh=1, 044 kWh
Táto dodatočná kapacita môže podporovať dlhšie obdobia vybíjania, väčší presun solárnej energie alebo dlhšiu záložnú prevádzku. Tieto čísla predstavujú skôr inštalovanú energiu ako využiteľnú energiu. Skutočná využiteľná energia môže byť nižšia v dôsledku prevádzkového okna SOC, rezervy SOC, degradácie batérie a zníženia výkonu súvisiaceho-s teplotou.
Výkon systému závisí od architektúry PCS
Napájanie sa neriadi počtom skriniek presne rovnakým spôsobom ako energia batérie.
So zdieľaným alebo centralizovaným PCS môže pridanie batériových skríň zvýšiť inštalovanú energiu bez zvýšenia menovitého výkonu PCS. So všetkými-v-skriňami, z ktorých každá obsahuje vlastný počítač PCS, môže pridanie skríň zvýšiť inštalovanú energiu aj menovitý výkon.
V oboch architektúrach môže byť použiteľný systémový výstup stále obmedzený:
- Množstvo PCS a menovitý výkon
- Limity prúdu batérie a rýchlosť C-
- Kapacita AC zbernice
- Kapacita transformátora a rozvádzača
- Prevádzkové limity EMS a stratégia riadenia
- Limity prepojenia siete
Širší elektrický systém teda určuje, koľko z inštalovaného výkonu možno skutočne využiť.
Viac energie môže zmeniť aj požiadavky na nabíjanie
Pridaním ďalších skriniek sa zvyšuje množstvo energie, ktoré môže byť potrebné dobiť po vybití.
Ak sa nabíjací výkon nezmení, väčší batériový systém bude vo všeobecnosti potrebovať dlhšie obdobie nabíjania. Zachovanie rovnakého času nabíjania si môže vyžadovať viac nabíjacej energie, ak:
- Nabíjací výkon PCS
- aktuálne limity nabitia batérie-
- kapacita transformátora
- dostupný výkon siete
Bočná{0}kapacita mriežky sa neškáluje automaticky
Pridanie väčšej kapacity batérie a PCS automaticky nezvýši výkon, ktorý môže stránka importovať, exportovať alebo distribuovať.
Vyšší výkon systému môže tiež vyžadovať dostatočnú kapacitu v:
- transformátor
- rozvádzače a ističe
- prípojnice
- káblov
- kapacita prepojenia siete na PCC
Aj keď batéria a PCS podporujú vyšší výkon, existujúca elektrická infraštruktúra alebo povolená importná/exportná kapacita na PCC môže obmedziť energiu dostupnú pre rozšírený systém.
Viac skriniek vyžaduje väčšiu koordináciu systému
Viac{0}}kabinet BESS musí fungovať ako jeden koordinovaný systém. So zvyšujúcim sa počtom skríň musí architektúra riadenia riadiť:
- SOC rozdiely medzi skrinkami
- prideľovanie nabíjacieho a vybíjacieho výkonu
- odoslanie PCS
- prevádzkové limity a výmena stavu medzisystém správy batérie (BMS)a EMS
- alarmy a monitorovanie systému
Riadiaca a komunikačná schopnosť by sa preto mala od začiatku považovať za súčasť návrhu rozšírenia.
Rýchle zhrnutie: Čo sa lineárne škáluje-a čo nie?
Nižšie uvedená tabuľka sumarizuje, ako sa kľúčové systémové parametre menia pri pridávaní skriniek.
| Systémový parameter | Ako sa škáluje | Čo iné to určuje |
| Inštalovaná energia batérie | Lineárne s rovnakým počtom skriniek | Množstvo skrinky a menovitá energia na skrinku |
| Využiteľná energia | Zvyšuje sa s inštalovanou energiou, ale môže byť nižšia ako kapacita na štítku | SOC okno, rezerva SOC, degradácia, zníženie teploty- |
| Napájanie systému | Závisí{0}}od architektúry; môže sa škálovať podľa počtu skriniek, keď každá skrinka obsahuje svoje vlastné PCS | Architektúra PCS a menovitý výkon, limity prúdu batérie a C-rate, AC infraštruktúra, limity EMS, prepojenie siete |
| Možnosť nabíjania | Nie nevyhnutne lineárne | Nabíjací výkon PCS, limity prúdu{0}}nabitia batérie, kapacita transformátora, dostupný výkon siete |
| Možnosť importu/exportu mriežky | Môže zostať nezmenená | Transformátor, rozvádzač, káble, povolené importné/exportné napájanie na PCC |
| Koordinácia systému | S rastúcim počtom kabinetov sa stáva zložitejším | Komunikácia EMS a BMS, koordinácia SOC, pridelenie výkonu, odoslanie PCS |
Tri bežné cesty škálovania C&I BESS: energia, sila a postupné rozšírenie
Projekty začínajúce tým istým125 kW / 261 kWh C&I BESSmôže vyžadovať veľmi odlišné cesty expanzie v závislosti od toho, či je obmedzením energia, výkon alebo budúci rast.
Scenár 1: Energia-Rozšírenie LED - Viac kWh, Podobné kW
Zvážte miesto, kde prevádzková požiadavka 125 kW zostáva dostatočná, ale BESS musí niesť záťaž dlhšie.
Tu je obmedzením skôr energetická kapacita ako výkon.
Pridaním druhej identickej skrine sa zvýši energia inštalovanej batérie z 261 kWh na 522 kWh. Ak miesto pokračuje v prevádzke na približne rovnakej úrovni výkonu, dodatočná kapacita sa používa hlavne na predĺženie trvania vybíjania a nie na zvýšenie okamžitého výkonu.
Cesta rozšírenia:125 kW / 261 kWh → viac inštalovanej energie pri podobnej potrebe prevádzkového výkonu
Toto je priama energetická-expanzia: viac kWh bez zodpovedajúceho zvýšenia požadovaného kW.
Scenár 2: Výkon-Rozšírenie LED - Záťaž sa zvýšila
Ak je dodatočná skriňa s kapacitou 261 kWh pripojená k zdieľanému PCS, energia inštalovanej batérie sa môže zvýšiť na 522 kWh, zatiaľ čo výkon systému zostane na 125 kW, pokiaľ sa tiež nerozšíri kapacita PCS.
Ak je každá skriňa s kapacitou 261 kWh jednotkou typu všetko-v-jednom s vlastným 125 kW PCS, dve skrine môžu poskytnúť až 250 kW inštalovaného menovitého výkonu. Dosiahnutie tohto výstupu na mieste však stále vyžaduje dostatočné množstvo:
- transformátorovej a distribučnej kapacity
- rozvádzače, prípojnice a káble
- EMS a schopnosť riadenia systému
- miesto a kapacitu prepojenia siete
Rozšírenie-poháňané energiou preto vyžaduje, aby sa batéria, PCS a širší elektrický systém vyhodnotili spoločne.
Scenár 3: Postupné rozšírenie - Veľkosť na dnešok, návrh na zajtra
Projekt dnes nemusí potrebovať dodatočnú energiu alebo energiu. Jedna skriňa s kapacitou 261 kWh môže spĺňať súčasné požiadavky, zatiaľ čo budúce plány zahŕňajú viac FV, väčší vozový park EV, rozšírenie zariadenia alebo vyššie výrobné zaťaženie.
Systém batérií by sa potom mohol rozširovať v etapách:
- Fáza 1: 1 skrinka=261 kWh
- Fáza 2: 2 skrinky=522 kWh
- Budúcnosť: 4 skrinky=1, 044 kWh
Tieto čísla zobrazujú iba energiu nainštalovanej batérie-nie je zaručená energia systému. Postupné rozširovanie však treba plánovať od začiatku. Ak je budúci rast pravdepodobný, počiatočný návrh by mal zvážiť, či je možné pridať ďalšie skrine, kapacitu PCS, elektrickú infraštruktúru a riadiace systémy bez väčšieho prepracovania.
Ako naplánovať modulárny C&I BESS pre budúce rozšírenie
Budúce rozšírenie by malo byť zabudované do počiatočného návrhu systému. Kľúčom je ponechať dostatočnú flexibilitu v usporiadaní lokality, elektrickej infraštruktúre a riadiacej architektúre, aby ste mohli neskôr pridať kapacitu bez veľkého prepracovania.
1. Rezervovať priestor pre ďalšie skrinky
Budúce skrine potrebujú viac ako len prázdnu pôdu pod nohami. Počiatočné rozloženie stránky by malo tiež zohľadňovať:
- dodatočné pozície skrine
- povolenie na servis a údržbu
- budúce káblové trasy
- požadované oddeľovacie vzdialenosti
Včasná rezervácia tohto priestoru môže znížiť stavebné a inštalačné práce, keď sa systém rozšíri. Pomáha tiež vyhnúť sa prepracovaniu alebo premiestneniu existujúceho zariadenia, keď sa pridávajú ďalšie skrinky.
2. Naplánujte PCS a elektrický dizajn na rozšírenie
Budúce skrine môžu zvýšiť energetickú kapacitu, požiadavky na napájanie alebo oboje. Prvý{1}}fázový elektrický návrh by preto mal zvážiť, či je možné neskoršie rozšírenie zvládnuť bez výmeny hlavného zariadenia.
Skontrolujte schopnosť rozšírenia:
- kapacita PCS alebo konfigurácia paralelného PCS
- rozvádzače a ističe
- prípojnice
- káblov
Otázkou nie je len to, či je možné nainštalovať ďalšiu skriňu, ale či ju dokáže elektrický systém integrovať pri zamýšľanom prevádzkovom výkone.
3. Skontrolujte kapacitu transformátora a siete
Expanzia môže nakoniec dosiahnuť hranice mimo samotného BESS.
Očakávanú cestu expanzie je potrebné porovnať s:
- hodnotenie transformátora
- dostupnú kapacitu siete
- povolený dovozný/vývozný výkon na PCC
Toto je najdôležitejšie, keď sa očakáva, že budúce rozšírenie zvýši kW. Viac energie batérie môže predĺžiť dobu vybíjania bez zmeny výkonu na mieste, zatiaľ čo vyšší výkon môže vyžadovať upgrade transformátora alebo pripojenia k sieti.
4. Uistite sa, že riadiaci systém dokáže škálovať
Pridaním skriniek sa tiež zvyšuje počet zariadení, prevádzkové limity a dátové body, ktoré musia byť koordinované.
EMS a komunikačná architektúra by mala podporovať:
- plánovaný počet skriniek
- odoslanie viacerých jednotiek-
- koordinácia SOC
- prideľovanie výkonu
- komunikácia medzi BMS, PCS a EMS
Riadiaca architektúra by sa preto mala porovnať s plánovanou veľkosťou systému, nielen s konfiguráciou prvej-fázy.
5. Potvrďte budúcu kompatibilitu batérie
Skriňa pridaná o niekoľko rokov neskôr nemusí byť totožná s pôvodným vybavením. Revízie produktov, zmeny firmvéru a starnutie batérie môžu ovplyvniť, či staré a nové skrinky môžu fungovať spolu.
Budúca expanzia by preto mala zvážiť:
- chémia a napätie batérie
- špecifikácie skrine a modulu
- BMS a kompatibilita firmvéru
- komunikačné protokoly
- rozdiely vo veku batérie a zdravotnom stave
Samotná fyzická modularita nezaručuje, že nové skrine možno integrovať so starším systémom bez dodatočných technických kontrol. Pred špecifikovaním budúceho rozšírenia by ste mali potvrdiť kompatibilitu s výrobcom.
Stručne povedané, správna cesta rozšírenia C&I BESS závisí od toho, či projekt potrebuje viac energie, viac energie alebo oboje-a či ho dokáže podporiť širší systém.
Plánujete projekt C&I BESS alebo budúce rozšírenie? Zdieľajte svoje kW, kWh, prevádzkovú dobu a plán rozšírenia sPolinovelpre konfiguráciu systému-špecifickú pre daný projekt.