Kaip aukštos įtampos akumuliatorių sistema jungiama su kitais energijos įrenginiais

Perėjimas nuo paprastų akumuliatorių rezervinio maitinimo prie visiškai integruotų energijos ekosistemų radikaliai pakeitė inžinierių energijos infrastruktūros projektavimo būdą. Šio pokyčio centre yra aukštos įtampos akumuliatorių sistema – produktų kategorija, kuri išsiskiria būtent dėl savo gebėjimo vienu metu jungtis su keliais energijos įrenginiais, su jais bendrauti ir juos optimizuoti. Suprasti, kaip veikia šie tarpusavio ryšiai, yra būtina kiekvienam, kuris parenka, montuoja ar eksploatuoja šiuolaikines energijos kaupimo sistemas.

Kodėl įtampos architektūra svarbi integracijai

Pirmasis ir svarbiausias sprendimas bet kurio energijos kaupimo sistemos diegime yra įtampos architektūra. Žemo įtampos sistemos, kurios paprastai veikia 48 V įtampoje, reikalauja didelių srovių, kad būtų pasiektas toks pat galios lygis kaip aukštesnės įtampos alternatyvose. Tai sukelia tikrus inžinerinius sunkumus: sunkesniems laidams, didesniems varžos nuostoliams, intensyvesniam šilumos išsiskyrimui ir galiausiai žemesnei ciklinės veiklos efektyvumui.

Aukšto įtampos akumuliatorių sistemos, pvz., HANO HN-HVS5, veikia įtampų diapazone nuo 204,8 V iki 614,4 V, kuris pasiekiamas jungiant nuosekliai 2–6 modulius po 102,4 V akumuliatorių blokus. Tokia konfigūracija leidžia akumuliatorių bankui tiesiogiai sąveikauti su tinklo prijungtų ar hibridinių invertorių aukšto įtampos nuolatinės srovės magistrale, palaikant srovę valdomame lygyje net tada, kai tiekiamas didelis galios kiekis. Rezultatas – švelnesnis ir efektyvesnis energijos kelias nuo gamybos per kaupimą iki vartojimo.

Invertoriaus suderinamumas: vartų sąsaja

Svarbiausias bet kurios aukštos įtampos akumuliatorių sistemos integravimo taškas yra keitiklis. Šiuolaikiniai aukštos įtampos hibridiniai keitikliai, gaminti tokių gamintojų kaip SolarEdge, Sungrow, Goodwe, Growatt ir Huawei, suprojektuoti priimti akumuliatorių nuolatinės srovės magistralės įtampas 200 V–700 V+ diapazone. HANO aukštos įtampos platforma tiksliai atitinka šį veikimo intervalą, leisdama HANO akumuliatorių moduliams veikti kaip tiesioginės talpos padidinimo priemonės projektuose, kuriuose jau naudojami šie keitiklių prekės ženklai.

Ryšys tarp akumuliatorių valdymo sistemos (BMS) ir keitiklio užtikrinamas naudojant standartizuotus protokolus. CAN magistralės ir RS485 sąsajos, įmontuotos į HANO BMS valdymo dėžutę, leidžia realiuoju laiku keistis duomenimis: įkrovos būsenos, elementų temperatūros, įkrovos ir iškrovos srovės ribų bei gedimo būsenos informacija. Šie telemetriniai duomenys leidžia keitikliui dinamiškai valdyti įkrovos kreives, neleisdami perįkrauti pabaigoje ir apsaugant elementų ilgaamžiškumą per tūkstančius įkrovos–iškrovos ciklų.

Iš praktinės šios BMS ir keitiklio sąryšio pusės tai leidžia įdiegti protingas funkcijas, tokias kaip naudojimo laiko optimizavimas, viršūnių suapvalinimas ir paklausos atsakymas. Keitiklis ne tik akliškai tiekia ir ima srovę – jis priima informuotus sprendimus remdamasis realiuoju baterijos būsenos duomenimis, kuriuos pateikia BMS.

Tarp tinklo sąveikos ir atvirkštinio tiekimo valdymo

Aukšto įtampos baterijų sistema, veikianti prijungtoje prie tinklo įrenginyje, turi sąveikauti su komunalinės energijos tiekimo sistema protingai. Šią ribą valdo keitiklis, tačiau baterijų sistemos įtampa ir talpa nustato veikimo ribas. Per laikotarpius, kai saulės elektrinė gamina per daug energijos, keitiklis nukreipia perteklinę energiją į baterijų banką iki 100 A įkrovos srovės (HANO HN-HVS5 specifikacija), kaupdamas energiją, kuri kitaip būtų apribojama arba eksportuojama nepalankiais atvirkštinio tiekimo tarifais.

Kai tinklas neveikia arba kai paklausa yra didžiausia, baterija išsikrauna per keitiklį, kad tiektų kintamosios srovės (AC) apkrovas. Įrenginiuose, kuriuose veikia kelios HANO baterijos, sujungtos lygiagrečiai (palaikomos iki penkių baterijų), sistema tiesiškai padidina talpą be įtampos suderinimo problemų, nes visos baterijos turi tą pačią nominalią įtampą. Ši daugybaterijinė lygiagreti konfigūracija ypač naudinga taikymams, kuriems viename įrenginyje reikia 50 kWh–150 kWh naudingos energijos kaupimo talpos.

Komercinėse ir pramoninėse HANO HL605 sistemos įdiegimų vietose įtampos diapazonas yra platesnis – nuo 102 V iki 972 V nuolatinės srovės (DC), priklausomai nuo nuosekliai prijungtų 51,2 V modulių skaičiaus (nuo 2 iki 19 modulių). Ši aukštos įtampos galimybė leidžia tiesiogiai prijungti prie didelių komercinių keitiklių ir galios keitimo sistemų be tarpinių įtampos padidinimo transformatorių, dar labiau supaprastinant sistemą ir mažinant energijos nuostolius.

Saulės fotovoltinės (PV) elektrinės integracija

Tipiško saulės energijos ir akumuliatorių sistemos įrenginyje saulės fotovoltinė (PV) sistema prijungiama prie inversinio įtaiso MPPT (maksimalaus galios taško sekimo) įėjimo. Akumuliatorių sistema prijungiama prie inversinio įtaiso baterijos nuolatinės srovės (DC) prievado. Inversinis įtaisas koordinuoja šių dviejų šaltinių veikimą: dieną saulės baterijų pagamintą energiją naudoja akumuliatoriaus įkrovimui, o vakarais arba nutrūkus tinklo tiekimui – papildo arba visiškai pakeičia tinklo tiekimą iš akumuliatoriaus.

Kadangi HANO aukštojo įtampos sistemos realiuoju laiku perduoda ląstelių lygio duomenis inversiniam įtaisui, sistema gali taikyti sudėtingas įkrovos valdymo strategijas. Žiemą, kai saulės energijos gamyba sumažėja, BMS gali nurodyti inversiniam įtaisui sumažinti įkrovos srovę, kad būtų išvengta šiluminio streso esant žemoms temperatūroms – HN-HVS5 nurodo įkrovos veikimo temperatūros diapazoną nuo 0 °C iki 55 °C, o iškrovos diapazonas yra platesnis – nuo –10 °C iki 55 °C.

Integracija su energijos valdymo sistemomis

Didesnėms įrengimo sistemoms baterijų sistemos CAN/RS485 ryšio prievadai gali būti prijungti prie pastatų energijos valdymo sistemų (BEMS) ar debesijos pagrindu veikiančių stebėjimo platformų. Tai leidžia stebėti visą parką: operatoriai, kurie valdo kelis objektus, gali stebėti įkrovos būseną viso savo parko mastu, gauti gedimų pranešimus ir nuotoliniu būdu koreguoti veikimo parametrus.

HANO atviro protokolo BMS architektūra užtikrina, kad integracija nebūtų pririšta prie proprietarinės valdymo programinės įrangos. Standartiniai Modbus ryšio sluoksniai leidžia prijungtis prie trečiųjų šalių SCADA sistemų, energijos prekybos platformų ir paklausos reagavimo agregavimo paslaugų – tai svarbus aspektas komerciniams operatoriams, kurie siekia dalyvauti tinklo balansavimo rinkose.

Išvada

Aukštos įtampos akumuliatorių sistema veikia ne izoliuotai – jos vertė pasireiškia per ryšių su keitikliais, saulės elektrinėmis, tinklo sąsajomis ir valdymo sistemomis kokybę. „HANO“ sukūrė savo aukštos įtampos produktų liniją taip, kad būtų užtikrinta maksimali suderinamumas su visais šiais integravimo taškais: standartiniai ryšio protokolai, plačios veikimo įtampos ribos, modulinė mastelio keičiamybė ir atviro protokolo baterijų valdymo sistemos (BMS) architektūra. Integratoriams ir galutiniams naudotojams, vertinant aukštos įtampos energijos kaupimo sistemas, šios jungties galimybės yra tokios pat svarbios kaip ir tiesioginės talpos techninės charakteristikos. Apsilankykite svetainėje hanoenergy.com, kad išnagrinėtumėte visą „HANO“ aukštos įtampos akumuliatorių sistemų asortimentą ir techninę dokumentaciją.