Како изабрати одговарајући контејнер за складиштење батерија за офф-грид енергетске системе?

Важне функције за поуздани контејнер за складиштење батерија

Интеграција снаге, капацитета и дубине испуштања (ДОД) са величином контејнера и подршком оптерећења

Конструкција контејнера за складиштење батерија почиње мерењем три ствари. Пик потребности за енергијом у киловатима (кВт), укупна складиштења енергије у киловат-часовима (кВт) и дубина испуштања (ДОД). ДоД се односи на количину енергије која се циклише у одређеном временском оквиру из батерије. Ово је важно, јер има стварни утицај на физичку величину батерије за складиштење. Министарство одбране значи да ако је систем дизајниран за 80% одбране уместо 50% одбране, контејнеру ће бити потребан око 25% више капацитета да би се постигла иста количина енергије. На пример, ако неко жели да има 500 кВтц употребљиве снаге са 80% ДОД-а, том кориснику ће бити потребно око 625 кВтц батерија. То ће довести до већих батерија, а захтевати ће више обалне површине, а такође ће захтевати више подуних подршка да буду јачи у подручју инсталације.

Недостатка инфраструктуре која доводи до проблема са усклађивањем са циљевима Министарства одбране, као што је топлотни и механички стрес, може довести до прераног деградације. На пример, недовољна распоређивање БЕСС-а за управљање оптерећењем ван мреже у просеку ће нанети 740к долара у трошковима ремидификације (Институт Понемон, 2024). То показује да адекватно планирање капацитета почиње разматрањем структурне подршке.

Основне ствари топлотне управљања: ИП рејтинг затвора, дизајн вентилације и отпорност на температуру околине.

Охлађивање литијумских система је од суштинског значаја. Окружје са IP55 заштиту од прашине и воде, али то не значи да се топлотне управљање може игнорисати. ЛиФЕПО4 батерије издржавају оперативне температуре од -20 до 60 степени Целзијуса, али оптимална температура резултира дуговечношћу батерије и побољшаним перформансима, што значи, наравно, да је топлотно управљање неопходно. Ефикасност ће пасти за 15% за сваких 10 степени које одступате од оптималних 15 35 степени.

У већини умерених окружења, редовно принудно вентилациони системи функционишу ефикасно. Међутим, у екстремно врућим окружењима, као што су пустиње где су температуре веће од 45 °C, или у екстремно хладним окружењима, као што су арктичке окружења где су температуре испод -10 °C, неопходно је применити додатне системе за хлађење течности како би се осигурало Сваки корпус треба да буде опремљен сензорима температуре и аутоматским системом за искључивање ХВЦ-а. Издање NFPA 855 из 2022. године показује да систем активне контроле у комбинацији са ХВЦ искључивањем и системом контроле температуре знатно смањује вероватноћу пожара, за невероватне 92% у поређењу са системима које нуде само пасивно хлађење. Ова заштита би била од виталног значаја у екстремним окружењима која би резултирала катастрофалним отказима опреме која је укључена у пожар или неисправност опреме.

Стандарди за безбедност, у складу и сертификацију за распоређивање батерија у контејнерима за складиштење

УОЛ 9540, НЕК чланак 706 и НФПА 855: У складу је обавезно за оф-грид БЕСС

Системи за складиштење енергије на батеријама који се налазе ван мреже су изложени ризику од топлотне несташице, електричних оштећења, пожара и других опасности, посебно када су хитне услуге одложене или немогуће. Због тога БЕСС мора да испуњава следеће стандарде, који се састоје од најосновнијих елемената смањења ризика:

UL 9540 утврђује безбедност целог БЕСС система проценивањем безбедности топлотне пропаганде и верификацијом да су све компоненте система компатибилне.

Члан 706 НЕК-а наметнуће протокол електричне безбедности специфичан за батерије на системе, као што је укључивање заштитних уређаја за прекорачну струју, ванредне прекиде и одредбе за заштитно заземљавање/заземљавање, које су од суштинског значаја за удаљену

НФПА 855 одређује начине за ублажавање пожара, као што су употреба аутоматских система за гашење, ограничавање опасности, посебна вентилација за затворену БЕСС и минимално размачење јединица.

Ризици неиспуњавања су скупи, јер вас излагају ризику губитка осигурања, новчаних казни и повећаним ризицима од инцидената. Према извештајима о безбедности против пожара из 2023. године, сертификовани системи имају 72% мање шансе да ће се десити топлотни догађаји од система који нису сертификовани, што комплаенцију чини обавезном за одрживо и сигурно функционисање система ван мреже.

Слободе, компромиси и специфична погодност складиштења батерија путем бродовачких контејнера

Разматрања простора, транспорта и удаљеног постављања

За системе за складиштење енергије батерија (БЕСС) бродни контејнери нуде велику скалируемост. Међутим, када бирају између 20 и 40 стопа, купци морају узети у обзир физичка ограничења своје локације и њихове стварне предвиђене потребе за производњом. Контејнер дужине 20 метара има капацитет складиштења од око 200 до 500 киловат-часова. Такође тежи мање од 10.000 килограма, што омогућава да се испоручује на места са грубошћу, брдима или веома ограниченом приступом до путева. То чини да су контејнери дужине 20 метара идеални за локације као што су острва или планинска подручја. Контејнери од 40 стопа имају много већи капацитет складиштења. Они могу да садрже између 800 и 2000 кВтц. Осим тога, овај већи капацитет долази са више ограничења. У поређењу са контејнерима од 20 стопа, контејнери од 40 стопа захтевају јачу подршку темеља за инсталацију, шири приступ за превоз и премештање контејнера и значајнију помоћну опрему за премештање контејнера.

Модификације прилагођене за потребе: интегрисано хлађење, гашење пожара и структурна појачања за поузданост током времена

Када развијате стратегије за отпорност ван мреже, прво размотрите следеће три кључна побољшања: ефикасно управљање температуром, брзо делујење против пожара и структурна побољшања за управљање стресом. Пасивна вентилација може бити довољна за литијум-жељено-фосфатне батерије у регијама са благом климом; међутим, они се суочавају са изазовима у тешким условима. Над 30 ° C (86 ° F) напорно хлађење ваздухом мора да се избегне превремено губитак капацитета до 15% на 45 ° C (113 ° F) и више. Системи за гашење пожара који користе аерозолни а не водени гаситељи могу да зауставе топлотну излаз у мање од минуте, штедећи опрему околе. Ако се сеизмички закотве и стена подкрепе челичним опоравацима, конструкција може да издржи утицаје јаких ветрова, великог снега и чак и малог сеизмичког дејства. За дугорочну поузданост, ова побољшања нису опционална, већ су неопходна.

Извештај Понемон института (2023) показао је да је једна рударска операција уштедела 740.000 долара у непланираном време простора јачањем подних градова њихове објекта за неравномерни терен. Ово је једноставан, али неопходан дизајн за сваки контејнер за складиштење батерије постављен у екстремном или нестабилном окружењу.

Утјецај хемије батерије на дизајн контејнера за складиштење батерије и повезани безбедносни аспекти њиховог рада

Зашто је ЛиФЕПО4 омиљена хемија за апликације ван мреже: мањи ризик од топлотне бегање и мање потребе за хлађивањем затвора

Химија литијум-жељезног фосфата (ЛиФЕПО4) пружа сасвим основно побољшање безбедности резервоара за складиштење батерија због његове унутрашње топлотне стабилности. Кисерокисне-фосфатне везе ЛиФЕПО4 су јаче и не ослобађају кисеоник када се везе разбијају, тако успоравајући брзину реакције. Поред тога, почетак топлотне бегање за ЛиФЕПО4 је већи око 270 °C, у поређењу са 150210 °C за НМЦ због чега је потребно мање отпускања.

Фактор стабилности пружа праве предности пројектовања у погледу безбедности и практичности. На пример, батерије LiFePO4 производе око 70% мање топлоте у случају хитне ситуације, што значајно смањује ризик од ширења хитне ситуације и смањује количину токсичног гаса који се ослобађа. ЛиФЕПО4 батерије такође раде боље у екстремним условима. Док НМЦ батерије оптимално раде између 15 и 35 степени Целзијуса, ЛиФЕПО4 батерије могу да раде у практично сваком окружењу, од ниског од 0 степени Целзијуса до високог од 45 степени Целзијуса. То значи да инжењери могу да користе мање сложене и јефтиније системе хлађења, као што су пасивна вентилација, једноставни системи присилног ваздуха, уместо софистицираних система хлађења течности. То значи да ће системи за грејање и хлађење у згради потрошити 5-10% мање енергије. Проветривачи могу бити и мањи, а изолација може бити танка. Све ово значи да је инсталација много лакша, посебно у удаљеним подручјима са ограниченом простором и енергијом.

Као резултат тога, НФПА 855 и ИЕЦ 62933 сада дају приоритет ЛиФЕПО4 због његових предности. Поред тога, сложеност повезана са топлотним управљањем рационализује процесе документације у складу са UL 9540A, што фаворизује регије у којима се сертификације безбедности трају дуго да се доделе због брзог распоређивања топлотно стабилних технологија.

Често постављене питања

Која је дубина пускања (DoD) у контејнеру за складиштење батерије?
Дубина пускања (DoD) је део укупног наплате који се користи на просечној основи. То је фактор у величини и структурним подршкама резервоара за складиштење батерије.

Зашто је топлотно управљање важно у контејнерима за складиштење батерија?
Ефикасно топлотно управљање је важно да би се продужио живот батерије, спречио губитак ефикасности и одржао сигуран рад батерија, чак и у екстремним топлотима, суши или хладним условима.

Који су главни безбедносни стандарди за БЕСС ван мреже?
Неки од кључних стандарда за безбедност су UL 9540 за потпуну безбедност система, НЕЦ чланак 706 за електричну заштиту и НФПА 855 за инструкције за заштиту од пожара.

Како батерије LiFePO4 побољшавају безбедност и ефикасност?
Безбедност и ефикасност система топлотне управљања су побољшане јер су батерије ЛиФЕПО4 топлотно стабилније, имају мањи ризик од топлотне пробеге, раде на нижим температурама током свих сценарија неуспеха и генеришу мање топлоте.