Коммерческая система хранения энергии для автономного завода должна не только накапливать электроэнергию. Она должна обеспечивать ежедневное производство. Кроме того, она должна защищать ключевое оборудование, соответствовать выработке солнечной энергии и поддерживать работу предприятия в случае отсутствия или нестабильности электроснабжения от сети. Для заводов в отдаленных районах, сельскохозяйственных перерабатывающих зонах, горнодобывающих предприятиях и крупных промышленных зданиях проектирование системы должно начинаться с профиля нагрузки. Оно не должно начинаться с размера батареи.

Проект Sunway мощностью 500 кВт / 2 МВт·ч, включающий солнечную электростанцию ​​и систему хранения энергии, для кофейной фабрики в Багуа, Перу, наглядно это демонстрирует. Предприятие полностью автономно. Солнечная энергия заряжает аккумуляторную систему в течение дня, а накопленная энергия обеспечивает электроэнергией фабрику, когда выработка солнечной энергии снижается. Для покупателей, планирующих аналогичную систему хранения энергии для фабрики, этот проект предлагает практический пример расчета размеров, подбора компонентов и планирования системы. Он также показывает, как Sunway подходит к автономным промышленным проектам, рассматривая их как комплексные энергетические системы, а не как отдельные солнечные панели, аккумуляторы и инверторы.

Почему автономным заводам необходимы солнечные батареи с накопителями энергии?

Завод без стабильного подключения к электросети не может полагаться только на солнечные панели. Выработка солнечной энергии меняется в зависимости от количества солнечного света, облачности, времени работы и сезонных условий. Система, сочетающая солнечную энергию и накопители, помогает преобразовать эту переменную выработку в полезную энергию для повседневной работы.

Для автономной кофейной фабрики система должна обеспечивать работу такого оборудования, как двигатели, насосы, конвейеры, освещение, системы управления, офисные нагрузки и устройства безопасности. Эти нагрузки могут работать не одновременно, но им все равно требуется стабильное электропитание. Хорошо спроектированная система хранения энергии на основе аккумуляторов накапливает избыточную выработку солнечной энергии и высвобождает ее в зависимости от реального спроса.

Для покупателей главный вопрос не в том, «Какова емкость батареи?», а в том, «Какие нагрузки должны оставаться в сети и как долго?».

Начните с заводского профиля нагрузки.

У каждого промышленного объекта своя схема энергоснабжения. Кофеперерабатывающий завод, холодильный склад, текстильная мастерская и склад могут нуждаться в системах промышленного хранения энергии на основе аккумуляторных батарей, но их кривые нагрузки могут существенно различаться.

Определите критические и некритические нагрузки

Первый шаг — это отделение критически важных нагрузок от общих. К критически важным нагрузкам могут относиться системы управления производством, отдельные технологические машины, холодильное оборудование, насосы, системы безопасности, коммуникационное оборудование и аварийное освещение. Некритические нагрузки часто можно перераспределить или уменьшить в периоды низкого энергопотребления.

Такое разделение обеспечивает практичность системы. Если каждое устройство рассматривать как необходимое, проекту могут потребоваться батареи увеличенной емкости и инвертор большей мощности. Если же список критически важных нагрузок четко определен, система может обеспечивать стабильное электропитание с лучшим контролем затрат.

Сопоставление кВт и кВтч

кВт определяет, сколько энергии система может выдавать за один раз. кВт·ч определяет, как долго она может поддерживать эту нагрузку. Заводу с двигателями или производственным оборудованием может потребоваться высокая выходная мощность инвертора, даже если требуемая продолжительность резервного питания умеренная. Предприятию, работающему в вечернее время, может потребоваться большая емкость аккумулятора, даже если пиковая нагрузка не очень высока.

Простая формула для начальной стадии выглядит следующим образом:

Требуемая емкость батареи = мощность критической нагрузки × часы работы резервного источника питания ÷ процент полезной емкости батареи

Эта формула — лишь отправная точка. В реальных проектах также необходимо учитывать запас энергии батареи, время зарядки от солнечной энергии, эффективность инвертора, температуру окружающей среды, пусковой ток оборудования и будущий рост производства.

Как был сконфигурирован проект автономного энергоснабжения

Проект в Перу был построен как комплексная автономная система солнечной энергии с накопителями для промышленного производства. Она объединяет фотоэлектрическую генерацию, литий-ионные батареи для хранения энергии, преобразование энергии, управление MPPT, мониторинг и контейнерную защиту. Для Sunway подобные проекты — это не просто поставка оборудования. Система должна быть сконфигурирована с учетом профиля нагрузки заказчика, условий площадки, солнечной энергии, графика работы и долгосрочных потребностей в техническом обслуживании.

Солнечная фотоэлектрическая сторона

Проект включает в себя солнечную фотоэлектрическую установку мощностью 612 кВт. Он рассчитан на выработку более 800 МВт·ч в год. Панели расположены по 12 модулей в каждой цепочке. Фотоэлектрическая часть использует 12 распределительных коробок. Каждая имеет 8 входов и 1 выход на 1000 В.

 Модули устанавливаются на бетонных опорах под углом наклона 5 градусов. Такая наземная система обычно подходит для заводских площадок. На таких площадках имеется свободная земля. Это также облегчает доступ для технического обслуживания. Кроме того, на них накладываются меньшие ограничения по размерам кровельных конструкций.

В автономных проектах компоновка солнечных батарей — это не просто деталь установки. Она напрямую влияет на скорость зарядки аккумуляторов и на то, сколько энергии завод может потреблять в течение ежедневного производства.

Сторона хранения и преобразования энергии

В системе хранения энергии используются 10 кластеров литий-ионных батарей. Каждый кластер имеет напряжение 768 В и емкость 280 Ач, общая емкость хранения составляет 2150 кВт·ч. Аккумуляторная система интегрирована в 40-футовый контейнер для наружного применения, оснащенный системами противопожарной защиты, мониторинга и кондиционирования воздуха. Центральный распределительный шкаф соединяет все кластеры батарей.

В системе преобразования энергии используется один двунаправленный инвертор мощностью 500 кВт с разделительным трансформатором. Также в систему входят 12 модулей MPPT DC/DC. Четыре модуля подключают по 8 цепочек солнечных панелей, а восемь модулей — по 7 цепочек.

Такая структура позволяет использовать солнечную генерацию, зарядку аккумуляторов и электроснабжение в качестве единой скоординированной автономной энергосистемы.

Это также отражает одно из главных преимуществ интегрированного решения Sunway для хранения энергии: фотоэлектрическая система, аккумуляторная батарея, инвертор, система защиты и система мониторинга разработаны для совместной работы. Для автономных заводов такая интеграция может уменьшить количество несоответствующих компонентов, упростить координацию проекта и облегчить последующую эксплуатацию для бригады на объекте.

Где разместить систему хранения энергии мощностью 500 кВт и емкостью 1075 кВт⋅ч?

Не каждому заводу на первом этапе нужна полноценная система мощностью 2 МВт·ч. Некоторые проекты могут начинаться с меньшего аккумуляторного блока и расширяться позже по мере роста производства. Для такого рода среднемасштабных производственных потребностей... Sunway 500 кВт 1075 кВт·ч ESS является подходящим вариантом системы.

Система обеспечивает номинальную емкость хранения энергии 1075 кВт·ч и номинальную мощность переменного тока 500 кВт. В системе используются литий-железо-фосфатные батареи, модульная архитектура PCS, система управления энергопотреблением (EMS), система управления батареями (BMS), система распределения питания, система терморегулирования, система противопожарной защиты и встроенный наружный шкаф. Номинальное напряжение системы составляет 768 В, диапазон напряжений — от 672 В до 864 В, имеется 10 путей MPPT, максимальный ток фотоэлектрических панелей — 160 А, а корпус имеет степень защиты IP54.

Его ценность заключается не только в номинальной емкости. Интегрированная конструкция корпуса объединяет в одной системе хранение энергии, систему управления питанием (PCS), управление энергопотреблением, контроль температуры и защиту. Литий-железо-фосфатная аккумуляторная технология обеспечивает стабильную работу в режиме циклической зарядки/разрядки для коммерческого и промышленного использования. Системы управления питанием (EMS) и BMS помогают контролировать процессы зарядки и разрядки, состояние батареи, сигналы тревоги и защиту системы. Противопожарная защита и терморегулирование также важны для промышленных объектов, расположенных на открытом воздухе, где система может работать в течение длительного времени в изменяющихся условиях окружающей среды.

Такая система подходит для средних заводов, предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции, крупных складов, промышленных парков и коммерческих объектов, нуждающихся в автономном энергоснабжении за счет солнечной энергии, поддержке электроснабжения вне сети или управлении пиковыми нагрузками. Для более крупных объектов после анализа нагрузки может быть рассмотрено использование нескольких блоков или более крупных контейнерных систем.

Факторы дизайна, которые следует учитывать покупателям

Система хранения энергии мощностью 500 кВт не является стандартным подключаемым устройством. Она должна соответствовать электрической схеме завода-изготовителя, графику эксплуатации и условиям установки.

Солнечные ресурсы и фотоэлектрические мощности

Размеры фотоэлектрической батареи должны соответствовать ежедневному потреблению энергии и потребностям в зарядке аккумулятора. Если мощность фотоэлектрической батареи слишком мала, аккумулятор может не заряжаться достаточно быстро после сильного разряда. Если мощность фотоэлектрической батареи высока, но емкость аккумулятора низка, избыточная солнечная энергия может быть потрачена впустую.

Для автономных производственных предприятий также следует учитывать сезонные изменения солнечного света. Система, хорошо работающая в сухие месяцы, может нуждаться в дополнительном резерве в пасмурные или дождливые периоды.

Резерв батареи и стратегия эксплуатации

Автономные системы должны иметь запланированный резерв заряда батареи. Слишком частая полная разрядка батареи может снизить стабильность системы и сократить срок ее службы. Хорошая стратегия определяет, когда батарея заряжается, когда разряжается, какие нагрузки имеют приоритет, и когда следует отложить включение некритических нагрузок.

В данном случае важны системы управления батареей (EMS) и BMS. Они помогают контролировать состояние батареи, режимы зарядки и разрядки, сигналы тревоги и защиту системы.

Условия на площадке и доступ для проведения технического обслуживания.

Для наружных промышленных систем необходимо место для контейнеров или шкафов, прокладка кабелей, заземление, вентиляция, противопожарная безопасность и доступ для обслуживания. На удаленных заводах также следует учитывать наличие запасных частей, доступ к системам мониторинга, обучение операторов и возможности местного технического обслуживания.

Санвей Этот ассортимент продукции подходит для солнечных панелей, солнечных инверторов, аккумуляторных батарей, сетевых и автономных систем, гибридных систем, систем крепления и решений для хранения фотоэлектрической энергии. Он помогает более эффективно интегрировать фотоэлектрическую систему, систему хранения энергии, инвертор и проектирование проекта.

Для зарубежных промышленных проектов важны также доставка и сервисное обслуживание. Покупателям требуется больше, чем просто отгрузка оборудования. Им необходима поддержка в настройке системы, техническая документация, рекомендации по вводу в эксплуатацию, настройка мониторинга и послепродажное обслуживание. Опыт Sunway в реализации автономных и гибридных проектов с использованием солнечной энергии и накопителей помогает покупателям снизить неопределенность, часто возникающую на этапах проектирования, доставки, монтажа и долгосрочной эксплуатации.

Распространенные ошибки в проектах по созданию автономных систем хранения энергии для заводов.

Первая ошибка — это выбор только по емкости батареи. Система на 1075 кВт·ч и система на 2 МВт·ч могут подходить для разных условий. Правильный выбор зависит от размера нагрузки, времени работы резервного источника питания, выработки солнечной энергии и графика производства.

Вторая ошибка — игнорирование пускового тока оборудования. Двигатели, насосы, компрессоры и технологические машины могут создавать кратковременные скачки напряжения. При проектировании инвертора и системы управления энергоснабжением необходимо учитывать это.

Третья ошибка заключается в том, что автономные и подключенные к сети системы рассматриваются одинаково. Подключенный к сети объект может использовать сеть в качестве буфера. Автономному заводу для автономной работы необходимы достаточные объемы солнечной энергии, резервные мощности аккумуляторов и надежность инвертора.

Четвертая ошибка — это игнорирование долгосрочного расширения. Заводы могут добавлять новые производственные линии, холодильное оборудование, освещение или упаковочные машины. Хороший проект должен предусматривать возможность планирования мощностей на будущее.

Заключительный контрольный список перед заказом проектирования системы.

Перед заказом проекта необходимо подготовить информацию о местоположении завода, основной отрасли промышленности, ежедневном потреблении электроэнергии, пиковой нагрузке, перечне оборудования, перечне критических нагрузок, требуемом времени работы, доступной площади для установки солнечных батарей, местных условиях солнечного освещения, состоянии подключения к сети, требованиях к напряжению и фазам, площади для установки и плане расширения.

Для проектов, подобных этому автономному заводу по переработке кофе в Перу, систему следует планировать как комплексную систему солнечной энергии с накопителями, а не как отдельные солнечные панели и батареи. Мощность фотоэлектрических панелей, емкость батарей, мощность инвертора, конструкция MPPT, защита, мониторинг и послепродажное обслуживание — все это должно работать согласованно.

Sunway предоставляет решения для хранения солнечной энергии для коммерческих, промышленных, автономных и гибридных энергетических проектов. Для заводов, предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции, складов и крупных коммерческих зданий наиболее полезной отправной точкой являются данные о реальной нагрузке. Пришлите нам подробности вашего проекта. Мы можем помочь подобрать подходящую для вашего объекта систему хранения энергии мощностью 500 кВт или более, включающую солнечные батареи и накопители.

Комплексный анализ может также охватывать емкость аккумуляторов, согласование с фотоэлектрическими системами, защиту системы, планирование установки, поддержку при вводе в эксплуатацию и поддержку в эксплуатации, что упрощает развертывание и обслуживание конечной системы после поставки.

Часто задаваемые вопросы

В: Достаточно ли системы хранения энергии мощностью 500 кВт для автономного завода?

А: Это зависит от пиковой нагрузки завода, критически важного оборудования, времени работы и требуемого времени автономной работы батареи. Система мощностью 500 кВт может обеспечить работу многих средних промышленных проектов, но окончательная конфигурация должна основываться на реальных данных о нагрузке и условиях выработки солнечной энергии.

В: В чем разница между системой накопления энергии емкостью 1075 кВт·ч и системой солнечной энергии с накопителем на 2 МВт·ч?

A: Система накопления энергии мощностью 1075 кВт·ч имеет меньшую номинальную емкость и может подойти для средних промышленных проектов или поэтапного развертывания. Система мощностью 2 МВт·ч может обеспечить более длительное время автономной работы или более крупные автономные нагрузки. Правильный вариант зависит от потребности в электроэнергии, количества часов резервного питания и мощности зарядки от солнечных батарей.

В: Почему автономным заводам нужны батареи, а не только солнечные панели?

A: Солнечные панели вырабатывают электроэнергию только тогда, когда есть солнечный свет. Аккумуляторы накапливают дневную солнечную энергию и высвобождают её, когда спрос на электроэнергию превышает выработку фотоэлектрических панелей, в облачную погоду или после захода солнца. Для автономных предприятий хранение энергии превращает переменную выработку солнечной энергии в более стабильное электроснабжение.