Жылуу башкаруутышкы шкаф-түрү батареянын энергия сактоо тутумдарыокуу китептеринин теориясы менен талаа реалдуулугунун ортосундагы ажырым бүткүл долбоордун бюджеттерин жутуп алуу үчүн жетиштүү болгон инженердик дисциплиналардын бирин билдирет. Литий темир фосфат клеткаларынын электрохимиялык жүрүм-туруму -азыр стационардык сактоо колдонмолорунда үстөмдүк кылуучу химия-, көпчүлүк сатып алуу топтору негизги дизайн чектөөлөрү эмес, шилтеме катары карашат. Июль айында Фениксте 215 кВт сааттык шкафты ишке киргизгенге чейин, 15 градустан 35 градуска чейинки иштөө конверттери кагаз бетинде жоомарт угулат, BMS сиздин жаркыраган жаңы активиңизди 40% кубаттуулукка дроссотуп жатканын көрүп, кимдир бирөө HVACти 2 кВтка азайтып койгон.
Температура маселеси Эч ким талкуулагысы келбейт
Өнөр жай ыңгайсыз чындык: LFP батарейкалары сиздин кирешеңиздин болжолуна маани бербейт. Алар 20 градустан 30 градуска чейин калууга кам көрүшөт. Ошол топтун чегинен чыгып кетсеңиз, деградацияга кошумча пайыздарды төлөй баштайсыз.
Сандар мыкаачы. 25 градустан жогору ар бир 10 градус үчүн цикл өмүрү болжол менен эки эсеге кыскарат. 45 градуста ырааттуу иштеген шкаф -чөлдөгү орнотууларда баарынан көп кездешет-8 эмес, үч жылдын ичинде кубаттуулукту жоготуу босогосуна жетет. Бул тегеректөө катасы эмес. Бул байлык жок.
Ал эми чектен чыкканда ого бетер начарлайт. LFP химиясы 0 градустан төмөн өлчөмдүү жогорулаган ички каршылык көрсөтө баштайт, бул сиздин кышкы таңкы разрядыңыздын ийри сызыгыңыз жайкы түштөн кийинки ийри сызыгыңызга эч окшошпойт дегенди билдирет. Тоңдургучтан төмөн кубаттоо анодго литий каптоо-боюнча туруктуу, калыбына келтирилгис зыянды алып келет, аны эч кандай кайра калыбына келтирүү менен оңдобойт. BMS буга жол бербеши керек, бирок мен клетканын өндүрүүчүнүн маалымат жадыбалында 0 градус деп так көрсөтүлгөндө, төмөнкү -температуралык чектөөлөр менен -10 градуска коюлган бирдиктерди көрдүм. Үчүнчү кышка чейин эч ким кармаган жок.
Аба муздатуу: демейки болбошу керек
Көпчүлүк C&I шкаф тутумдары абанын жылуулугун мажбурлап башкаруу- менен жөнөтүлөт, анткени ал арзан. 3 кВттан 5 кВт чейин таңгакталган кондиционер, шкафтын чатырына болт менен орнотулган, кандайдыр бир түтүктөр, балким, эч ким эч качан өзгөртпөй турган чыпка-. HVAC тутумунун жалпы БОМ баасы: 2500 доллар болушу мүмкүн.
Кондиционер практикалык себептерден улам үстүндө отурат. Жылуулук көтөрүлөт, демек сиз ылдыйдан муздакууга аракет кылсаңыз, термодинамика менен күрөшүп жатасыз. Андан да маанилүүсү, чыпкага кирүү жана муздаткычты тейлөө портторуна конторциялык иш-аракеттерди жасабоону каалаган техниктер жеткиликтүү болушу керек. Мен бир жолу AC шкафы арткы панелдин тизе деңгээлинде орнотулган жерди кыдырдым. Тейлөө технологиясы мага анын эсеп-фактураларын көрсөттү - жетүү кыйынчылыгынан улам, ар бир чалуу үчүн 30% жогору эмгек акы.
Аба муздатуу иштейт. Маселе анда эмес. Маселе, ал иштебей калганга чейин иштейт жана ал иштебей калганда, операциялык экономикаңыз аркылуу каскаддаган жолдор менен иштебей калат.
Температура градиенттери жашыруун өлтүргүч болуп саналат. Кадимки аба муздатылган{1}}кабинетте сиз кириш-капталдагы батарея модулдары менен-капталдагы{5}}модульдардын ортосунда 8 градустан 12 градуска чейинки дельтаны көрөсүз. AC киргизүүнүн жанындагы клеткалар ыңгайлуу 22 градуста отурушу мүмкүн, ал эми аба агымынын эң четинде жайгашкан клеткалар 34 градуста бышырып жатышат. Ошол эле кабинет, ошол эле учур, түп-тамырынан бери башка карылык көрсөткүчтөрү. Беш жылдан кийин, сизде 85% SOH жана 65% SOH боюнча кээ бир модулдар бар. Деградацияланган модулдар тутумдун бүтүндөй-мүмкүнчүлүгүн чектей баштаганда, муну O&M командасына түшүндүрүп бериңиз.
Бул боюнча NREL маалыматтар абдан жаман болуп саналат. 30 градуста иштеген литий{1}}иондук клеткалар 20 градустагы клеткаларга салыштырмалуу өмүрүнүн болжол менен 20% жоготот. 40 градуста, сиз жашоонун 40% кыскарышын карап жатасыз. 45 градуста -бул сапаты начар иштелип чыккан аба муздатылган шкафта-жайкы түштөн кийинки эң жогорку-сакал алуу циклинде-жетүүгө болот, сиз батареянын иштөө мөөнөтүн эки эсеге кыскартасыз. Бул теориялык сандар эмес. Алар тездетилген карылык изилдөөлөрдөн алынган жана талаа маалыматтары менен тастыкталган.
Суюк муздатуу: Жакшыраак аткаруу, ар кандай баш оору
Өнөр жайдын суюктук муздатылган-кабинет системаларына багыт алуусу тез жана негизинен өзүн актады. Батарея модулдарына бекитилген муздак плиталар аркылуу өткөн суу{2}}гликол аралашмалары бүт пакетте ±2 градустан ±3 градуска чейинки температуранын бирдейлигине жетише алат. Бул аба муздатуусунун ±6 градустан ±8 градуска чейин өзгөрүүчү жакшыруусу (жана көбүнчө андан да жаман).
Физика жөнөкөй: суунун жылуулук сыйымдуулугу абадан төрт эсе көп. Сиз кескин азыраак массалык агымы менен жылуулук энергиясын бирдей өлчөмдө жылдыра аласыз. Муздак плиталар модулдун беттери менен түз байланышып, абанын муздатылган конструкцияларын- чектеген конвективдик чектик катмардын жоготууларын жок кылат. Суюк муздатуу жөнүндө бардыгы термодинамикалык жактан жогору.
Анда эмне үчүн ар бир шкаф суюктугу-муздатылган эмес?
Баасы, албетте. Суюк жылуулукту башкаруу системасы-муздаткыч агрегаты, насостор, муздак плиталар, сантехника, гликолду толтуруу, кеңейтүүчү резервуар, агып чыгууну аныктоо-кабинеттин баасына кубаттуулугуна жараша 8000 доллардан 15000 долларга чейин кошумчалайт. Жалпы орнотулган баасы 80 000 долларды түзгөн 100 кВт/саат система үчүн бул олуттуу пайыздык өсүш.
Бирок чыныгы олку-солкулук операциялык тынчсыздануудан келип чыгат. Жогорку вольттун жанындагы суюктук-туруктуу токтун электроникасы адамдарды тынчсыздандырат, бирок бекеринен эмес. Энергияланган шкафтын ичиндеги гликолдун агып кетиши абаны муздатууда жок болгон ката режимдерин көрсөтөт. Мыкты суюктук{4}}муздатылган конструкциялар диэлектрдик суюктуктарды колдонушат же муздатуу циклин электрдик бөлүмдөрдөн физикалык жактан бөлүп коюшат, бирок мен муздак плиталардын коллекторлору түздөн-түз BMS такталарынын үстүндө иштеген системаларды карап чыктым. Бир орундуу ийгиликсиздик жана сиз олуттуу окуяны иликтөөнү карап жатасыз.
Техникалык тейлөө түйшүгү да көбөйөт. Насостор иштебей калды. Гликол бузулат жана мезгил-мезгили менен алмаштырууну талап кылат. Муздаткычтарда эскирген компрессорлор бар. Конденсатордук катушкалардагы аба чыпкалары чаңга толуп, аларды эч ким текшербейт, анткени система тосулган короодо отурат, ага техникалык тейлөө жылына эки жолу келет. Жигердүү иштетилбеген суюк муздатуу системасы 18 айдын ичинде начар иштеп, 36 айдын ичинде иштен чыгат.
Жылуулук алмаштыргычтар: Болбогон Орто Жол
Абадан{1}}абага{0}}абага жылуулук алмаштыргычтар спецификацияларда дайыма көрсөтүлүп турат, алар адатта муздаткыч-негизделген муздатууга "ишенимдүү" альтернатива катары жайгаштырылат. Иштин деңгээли мындай болот: компрессор жок, муздаткычтын заряды жок, HVAC комплекстүү башкаруулары жок-жөн гана жылуулук түтүгү же шкафтын жылуулугун сырткы абага пассивдүү жылдырган термосифон.
Бир кичинекей көйгөй бар. Жылуулук алмаштыргычтар айлана-чөйрөнүн температурасы шкафтын максаттуу температурасынан төмөн болгондо гана жылуулукту четке кага алат. Эгер сиз шкафтын ичинде 25 градусту кармап тургуңуз келсе, ал эми сыртында 35 градус болсо, сиздин жылуулук алмаштыргычыңыз азыр туура эмес багытта кымбат жылуулук көпүрөсү болуп иштеп жатат.
Бул ачык эле айтылганда ачык көрүнөт, бирок мен Американын түштүк-батышындагы жылуулук{0}}алмаштыргыч-жана муздатуу менен жабдылган долбоорлорду көрдүм, анткени сатуучу инженер "жылдык орточо температуралардын" графигин көрсөттү, ал 45 градустук түштөн кийинки чокуларды абдан башкара турган45орточо көрүнүшкө ыңгайлуу кылып түздөдү. Система октябрдан апрелге чейин жакшы иштеген. Майдан сентябрга чейин, батарейкалар күндүзгү сааттын көбүн термикалык жактан начарлап өткөрүштү.
Жылуулук алмаштыргычтар белгилүү бир климаттык шарттарда-Скандинавияда, Германиянын түндүгүндө, Тынч океандын түндүк-батышында, айлана-чөйрөнүн температурасы белгиленген чекиңизден төмөн турган бардык жерде мааниси бар. Бир нече ысык күндөр үчүн чакан кошумча AC бирдиги менен айкалышып, алар жылдык муздатуу энергиясын керектөөнү 60% же андан көп азайта алышат. Бирок алар универсалдуу чечим эмес жана аларды ушундай кылып көрсөткөн сатуучулар кардарларына жаман кызмат кылып жатышат.
Паразиттик жүк эч кимге бюджетке келбейт
Кабинеттин HVAC системалары электр энергиясын керектешет. Бул жаңылык эмес. Көптөгөн долбоорлорду иштеп чыгуучулар үчүн-жаңылык, сыягы,-канчалык электр энергиясын керектеери жана бул керектөө бизнеске канчалык олуттуу таасир этээри.
Бир нече климаттык зоналардагы орнотуулардан алынган талаа маалыматтары жумшак климатта батарейканын жалпы өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн 8% дан экстремалдык чөйрөдө 34% га чейин паразиттик жылуулук башкаруу жүктөрүн көрсөтөт. Кышкысын жылытууга муктаж болгон субарктикалык орнотмодо батарейкаларда сакталган энергиянын үчтөн биринен көбү ошол эле батареяларды алгылыктуу температурада кармоого кетет.
Көпчүлүк каржы моделдеринде стандарттык божомол 2%дан 3%ке чейин көмөкчү жүктү түзөт. Бул божомол туура эмес, көбүнчө татаал жайгаштырууларда чоңдук тартиби менен.
Жайкы көпчүлүк жерлерде паразиттик жүктүн көз карашынан караганда жеңил сезон. Ооба, сиз AC тынымсыз иштеп жатасыз, бирок сиз белгиленген чекиңизден болгону 10 градустан 20 градуска чейинки абадагы жылуулукту четке кагып жатасыз. Кышында суук климатта нерселер кымбаттайт. Сиз каршылык жылыткычтарын иштетип жатасыз жана электрдик каршылык жылытууну натыйжалуураак кылуу үчүн эч кандай термодинамикалык амал жок. Сизге керек болгон ар бир ватт жылуулук так бир ватт электр энергиясына-батарейка менен жылыткычтын ортосунда кандай гана кубатты өзгөртүү болбосун, натыйжасыздыкты талап кылат.
PCS таштанды жылуулукту жаратат, ал эми акылдуу шкаф конструкциялары аны кышкы жылуулук башкаруу үчүн кармап турат. PCS жылуулук конверттин ичинде жашаганда, анын 3%дан 5%га чейинки конверсиялык жоготуулары суук айларда "эркин" жылытууга айланат. Ал сырттан орнотулганда-көбүнчө бөлүнгөн{5}}системалык конструкцияларда батарея шкафы жана электр электроникасынын шкафы өзүнчө бирдик болуп саналат-пайдалуу жылуулук энергиясын ыргытып жибердиңиз жана эми аны батарея менен иштеген каршылык жылытууга- алмаштырууга туура келет.
Термалдык качкын: Баарын калыптандырган коркуу
LFP NMC же NCA химияларынын жылуулук качуу мүнөздөмөсүнө ээ эмес. Бул чындык. Темир фосфаттык катоддун түзүлүшү ысытылганда кычкылтекти бөлүп чыгарбайт, андыктан кобальт-негизделген химияларды ушунчалык коркунучтуу кылган каскаддуу экзотермикалык ажыроо болбойт.
Бирок "коопсузураак" "коопсуз" эмес, жана LFP жылуулук жүрүм-турумуна байланыштуу өнөр жайдын өсүп келе жаткан бейпилдиги инциденттер жөнүндө отчеттордо байкала баштады.
LFP жылуулук качышы NMC үчүн 150 градустан 200 градуска чейинки босогодон бир топ жогору -болжол менен 270 градуста башталат. Качкан окуя учурунда температуранын көтөрүлүү ылдамдыгы кобальт химиясы үчүн мүнөтүнө жүздөгөн градуска салыштырмалуу мүнөтүнө 1,5 градусту түзөт. Бул сизге жооп берүүгө көбүрөөк убакыт берет жана клеткалар арасында таралууну алда канча азыраак кылат.
Коопсуздук талкуусунан көбүнчө LFP клеткалары иштебей калганда күйүүчү жана уулуу газдарды бөлүп чыгарат. Суутек, көмүртек кычкылы, углеводороддор жана суутек фториди бардык-газ аралашмасында пайда болот. Өлчөмдөрү NMCге караганда азыраак жана чыгаруу жайыраак, бирок жабык мейкиндикте желдетүүчү LFP клеткаларына толгон шкаф дагы деле олуттуу коркунуч болуп саналат.
Шеффилд университетинин акыркы изилдөөлөрү LFP батарейкаларынын кээ бир сценарийлерде күйүү коркунучу жогору экенин көрсөттү, анткени өчүрүлгөн{0}}газ аралашмасы-азыраак көлөмдүү-авто{3}}от алуу босогосу төмөн. Толук кагаз нюанстуу жана LFP жалпысынан кооптуу деген тыянак чыгарбайт, бирок LFP "от ала албайт" деген барган сайын кеңири тараган маркетингдик дооматты тешип коёт.
Мунун баары бизди кайра жылуулук башкарууга алып келет. Термиялык окуялардын алдын алуунун эң жакшы жолу аларга алып келген шарттарды алдын алуу болуп саналат. Эч качан 45 градустан ашпаган, эч качан өнөкөт температура градиенттерин байкабаган, 0 градустан төмөн заряддалбаган клеткалар -бул клеткалар кадимкидей эскирип, өзүн болжолдуу алып жүрүшөт жана минималдуу коопсуздук коркунучун жаратат. Жылуулук башкаруу системасы өрт өчүрүү системасы эмес, биринчи коргонуу линиясы болуп саналат.
Кабинеттин аба агымы: Ар бир адам туура эмес кылган детал
Туура өлчөмдөгү HVAC менен да, жылуулук бирдейлиги аба агымынын бөлүштүрүлүшүнөн көз каранды. Бул жерде мен эсептегенден да көп инженердик кырсыктарды көрдүм.
Эң аз каршылыктын жолу маанилүү. Муздак аба кабинетке кирет, ал түз эле кайтаруу каналына барууну каалайт. Батарея модулдары айрымдары негизги агым жолунда, башкалары өлүк аймактарда жайгаштырылса, сиз канча киловатт муздатуу орнотконуңузга карабастан, температуранын стратификациясын аласыз.
Чачтар жардам берет. Пленумдун долбоорлору жардам берет. Көбүрөөк жардам бере турган нерсе, чындыгында долбоорлоо фазасында CFD иштетүү-бул акчаны жана убакытты талап кылат, ошондуктан C&I долбоорлорунун көпчүлүгүндө болбойт. Инженердик мамиле адатта "бул кичинекей кабинет, аба агымы канчалык татаал болушу мүмкүн?" Жооп: чектеш модулдардын ортосунда 10 градус градиенттерди түзүү үчүн жетиштүү татаал.
Контейнерлештирилген BESS системалары бул көйгөйдү стандартташтыруу аркылуу чечти. Негизги интеграторлор CFDди иштетип, прототиптерди куруп, конструкцияларды текшерип, жылуулук архитектурасында бекитишти. Кабинет системалары, айрыкча, кичинекей сатуучулардан, көбүнчө бул процесстен өтүшкөн эмес. Сиз дизайндын биринчи же экинчи муунун сатып алып жатасыз, ал термикалык жактан текшерилбеген "AC 35 градустук күндө ички температураны төмөндөтөт".
Сатып алуу үчүн чындыгында эмне маанилүү
Эгер сиз BESS сырткы шкафын белгилеп жатсаңыз, бул жерде сиз талап кылышыңыз керек:
Температуранын бирдиктүүлүгүнүн спецификациясы. "Шкафта кондиционер бар" эмес, чыныгы сан: максималдуу чөйрөдө номиналдуу заряд/разряд учурунда батарейканын бардык модулдары боюнча максималдуу температура дельтасы. Эгерде сатуучу бул суроого жооп бере албаса, анда алар жылуулук инженериясын жасаган эмес.
Сайттын өзгөчө шарттарында паразиттик жүктүн болжолу-. Орнотулган жериңиз үчүн TMY аба ырайы маалыматтары аркылуу -сатуу палубасынан алынган жалпы 2% көрсөткүч эмес. Эгерде мите жүк жыл сайын номиналдык өткөрүү жөндөмдүүлүгүнүн 10% ашса, бул сиздин финансылык моделиңизде көрсөтүлүшү керек.
Төмөн-температураны заряддоодон коргоо. Литий менен каптоого алып келген температураларда кубаттоого жол бериши мүмкүн болгон кээ бир компромисстик мааниге эмес, кесүү температурасы клетканын өндүрүүчүсү сунуштаганга дал келерин ырастаңыз. Муну спецификация барагында эле эмес, BMS конфигурациясында текшериңиз.
Жылуулукту башкаруу тутумунун-аба менен суюктукка каршы-тандоосу, бул система канчалык деңгээлде ишке ашырылып, сакталганына караганда анча маанилүү эмес. Туура аба агымы инженериясы менен жакшы-долбоорланган аба муздатылган-кабинет иштебей калган насос же тыгылып конденсатор-суюктук менен муздатылган системадан ашып кетет. Эң мыкты жылуулук башкаруу системасы - бул активдин бүткүл жашоосунда керектүү көңүл бурулган система.
Акыркы байкоолор
Термалдык башкаруу кызыктуу пресс-релиздерди чыгарбайт. Кийинки RE+ конференциясында эч ким кабинеттин аба агымы боюнча жетишкендиктерди жарыялабайт. Бирок бул 15 жылдык актив менен 8 жылдык активдин ортосундагы айырма, жайдын ысык түшүндө номиналдык кубаттуулукту жеткирген система менен сизге эң керектүү учурда 60% га чейин дросселдеткен системанын ортосунда.
Эң кымбат жылуулук башкаруудагы ката - бул маселени башка бирөө чечти деп болжоо. Экинчи эң кымбаты - бул Мюнхенде иштеген нерсе Дубайда иштейт деп болжолдоо.
Адегенде туура жылуулук дизайнын алыңыз. Калганынын баары ошол жерден чыгат.