BESS do zasilania awaryjnego magazynuje energię elektryczną i automatycznie zasila wybrane obciążenia w przypadku awarii zasilania. W przeciwieństwie do konwencjonalnego generatora awaryjnego, system magazynowania energii z baterii może reagować szybko, działać cicho, integrować się z energią słoneczną i generować oszczędności podczas normalnej pracy sieci. Niezawodne zasilanie awaryjne wymaga odpowiednio dobranej pojemności baterii, wystarczającej mocy wyjściowej PCS, sterowania wyspowego, ATS lub STS, inteligentnego zarządzania energią i skoordynowanej ochrony elektrycznej.

BESS do zasilania awaryjnego: Niezawodna ochrona przed awariami

Nagła awaria może zatrzymać linie produkcyjne, zaciemnić kluczowe obiekty i zamienić minuty przestoju w kosztowne zakłócenia. Zasilanie awaryjne z BESS zmienia to równanie. Szybkie, ciche i inteligentnie skoordynowane, dostarcza zmagazynowaną energię w momencie, gdy sieć zawiedzie – bez czekania na uruchomienie generatora. Wyobraź sobie, że podstawowe obciążenia działają, podczas gdy konkurenci są pozbawieni prądu. Dowiedz się, jak ochrona BESS przed awariami może wzmocnić działania, zmniejszyć ryzyko i zbudować odporne bezpieczeństwo energetyczne przed następnym blackoutem.

Dlaczego czekanie na następną awarię jest ryzykowne

Awaria zasilania może zatrzymać produkcję, przerwać chłodzenie, odłączyć serwery, wyłączyć sprzęt zabezpieczający i pozostawić podstawowe usługi bez energii elektrycznej. Nawet krótka przerwa w dostawie prądu może spowodować godziny pracy związanej z odzyskiwaniem danych.

BESS do zasilania awaryjnego zapewnia natychmiastową rezerwę zmagazynowanej energii elektrycznej. Gdy sieć zawiedzie, system izoluje obiekt od sieci energetycznej i zasila wcześniej określone obciążenia. Zamiast pozostawać bezczynnie między awariami, ta sama bateria może wspierać szczytowe obciążenie, zużycie własne energii słonecznej i oszczędności wynikające z taryf czasowych.

Aby uzyskać jasne wprowadzenie do technologii, przeczytaj czym jest BESS i jak działa system magazynowania energii z baterii.

Czym jest system zasilania awaryjnego z baterii?

System zasilania awaryjnego z baterii to zintegrowane rozwiązanie, które magazynuje energię elektryczną z sieci, paneli słonecznych lub innego źródła i uwalnia ją, gdy normalne zasilanie staje się niedostępne.

Jego główne składniki to:

• Ogniwa, moduły, regały lub szafy baterii
• System zarządzania baterią, czyli BMS
• System konwersji mocy, czyli PCS
• System zarządzania energią, czyli EMS
• Automatyczne lub statyczne urządzenia przełączające
• Rozdzielnica, pomiary, transformatory i przekaźniki zabezpieczające
• Urządzenia chłodzące, wykrywania pożaru i awaryjnego wyłączania

Bateria magazynuje energię, podczas gdy PCS przekształca prąd stały z baterii w użyteczny prąd przemienny. BMS utrzymuje bezpieczne granice pracy baterii, a EMS zarządza ładowaniem, rezerwą pojemności, priorytetami obciążeń i dyspozycją systemu.

Ten szczegółowy przewodnik wyjaśnia, jak technologia BESS łączy baterie, PCS, BMS, EMS i urządzenia zabezpieczające.

Jak działa ochrona BESS przed awariami

Ochrona BESS przed awariami rozpoczyna się jeszcze przed ich wystąpieniem. EMS utrzymuje określoną rezerwę stanu naładowania, nawet gdy bateria jest również wykorzystywana do codziennych oszczędności energii.

W przypadku awarii sieci, system sterowania i przełączania zazwyczaj działa w następującej kolejności:

1. Wykryj nieprawidłowy stan sieci.
2. Otwórz połączenie sieciowe, aby zapobiec niebezpiecznemu zasilaniu wstecznemu.
3. Utwórz wyspową sieć elektryczną.
4. Włącz wyznaczone obciążenia krytyczne.
5. Odłącz niepotrzebne obciążenia, gdy jest to wymagane.
6. Ponownie podłącz bezpiecznie po ustabilizowaniu się zasilania sieciowego.

Bateria może reagować niezwykle szybko, ale faktyczna przerwa doświadczana przez sprzęt zależy od trybu pracy PCS, przełącznika transferu, ustawień ochrony, opóźnień komunikacji i architektury systemu.

Departament Energii USA wyjaśnia, jak systemy słoneczne i bateryjne mogą wykrywać utratę sieci i przełączać się na pracę wyspową.

BESS, UPS, ATS i STS: Jaka jest różnica?

BESS nie powinien być automatycznie traktowany jako zasilacz awaryjny.

UPS jest zaprojektowany do utrzymywania zasilania wrażliwego sprzętu z niewielkimi lub żadnymi zauważalnymi przerwami. Automatyczny przełącznik transferu (ATS) przełącza obciążenia między dostępnymi źródłami zasilania, ale może wprowadzić krótką przerwę. Statyczny przełącznik transferu (STS) wykorzystuje elektronikę mocy do zapewnienia szybszego transferu tam, gdzie dostępne są kompatybilne źródła.

Odpowiedni projekt zależy od obciążenia:

• Serwery i systemy sterowania mogą wymagać ciągłości na poziomie UPS.
• Oświetlenie i HVAC mogą tolerować krótkie przełączenie.
• Pompy, sprężarki i silniki mogą wymagać dużej mocy rozruchowej.
• Sprzęt medyczny lub bezpieczeństwa może wymagać redundantnej ochrony.
• Linie produkcyjne mogą wymagać kontrolowanego wyłączenia, a nie pełnego zasilania awaryjnego.

W przypadku bardzo wrażliwych obiektów BESS może współpracować z UPS. UPS pokrywa natychmiastowe przejście, podczas gdy system bateryjny zapewnia energię na dłuższy czas.

Ile pojemności baterii jest potrzebne?

Wymiarowanie zasilania awaryjnego dla obciążeń krytycznych wymaga dwóch różnych pomiarów:

• Moc w kW określa, jak duże obciążenie system może obsługiwać jednocześnie.
• Energia w kWh określa, jak długo to obciążenie może być zasilane.

Załóżmy, że obiekt ma 150 kW zapotrzebowania krytycznego i wymaga czterech godzin autonomii. Teoretyczne wymaganie to:

$$150\text{ kW}\times4\text{ hours}=600\text{ kWh}$$

Zainstalowana pojemność powinna być zazwyczaj wyższa, ponieważ użytkowa głębokość rozładowania, straty konwersji, zużycie pomocnicze, starzenie się, temperatura i wymagana rezerwa zmniejszają energię dostępną dla obciążeń.

Kompletne badanie powinno ocenić:

• Niezbędny i niepotrzebny sprzęt
• Maksymalne jednoczesne zapotrzebowanie
• Moc rozruchowa silnika i moc udarowa
• Wymagany czas podtrzymania
• Ciągłe i przeciążeniowe wartości znamionowe PCS
• Degradacja baterii w okresie eksploatacji projektu
• Przyszły wzrost obciążenia
• Produkcja słoneczna podczas awarii
• Priorytety odłączania obciążeń

Ten artykuł na temat przemysłowego BESS do wspierania zasilania awaryjnego oferuje dodatkowe wskazówki dla fabryk i obiektów energochłonnych.

Zastosowania komercyjne i przemysłowe zasilania awaryjnego

Komercyjny system zasilania awaryjnego z baterii może obsługiwać oświetlenie hotelowe, chłodnictwo supermarketowe, sieci biurowe, systemy płatnicze, windy, sprzęt zabezpieczający lub systemy sterowania budynkiem.

Przemysłowe zasilanie awaryjne stawia inne wyzwania. Fabryki, kopalnie, gospodarstwa rolne, zakłady przetwórcze i magazyny mogą mieć duże silniki, napędy o zmiennej częstotliwości, sprężarki, pompy i wrażliwy sprzęt automatyki. Ich PCS musi radzić sobie zarówno z ciągłym zapotrzebowaniem, jak i obciążeniami przejściowymi.

Możliwe jest zasilanie awaryjne całego obiektu, ale zasilanie awaryjne obciążeń krytycznych jest często bardziej ekonomiczne. Podział systemu elektrycznego na obwody niezbędne i zbędne zmniejsza pojemność baterii i PCS wymaganą w nagłych wypadkach.

Dowiedz się, jak komercyjny BESS łączy zasilanie awaryjne z redukcją szczytów, aby poprawić zarówno odporność, jak i codzienną wartość projektu.

Czy energia słoneczna może ładować baterię podczas awarii?

Odpowiednio zaprojektowany system zasilania awaryjnego z baterii słonecznej może wykorzystywać produkcję energii słonecznej podczas długotrwałej przerwy w dostawie prądu. Jednak zwykłe panele słoneczne podłączone do sieci zazwyczaj wyłączają się, gdy zawiedzie sieć, chyba że zainstalowano odpowiednie urządzenia wyspowe i zdolność do formowania sieci.

Podczas pracy wyspowej system sterowania musi równoważyć generację słoneczną, stan naładowania baterii i zapotrzebowanie obiektu. Jeśli produkcja słoneczna przekracza obciążenie, a bateria jest pełna, system musi ograniczyć produkcję PV. Jeśli chmury zmniejszają generację, bateria dostarcza brakującą różnicę.

Departament Energii zauważa, że energia słoneczna i magazynowanie energii mogą utrzymywać podstawowe usługi podczas zakłóceń elektrycznych.

W celu poznania praktycznych kwestii projektowych, dowiedz się, jak Solar Plus BESS magazynuje odnawialną energię elektryczną na wypadek awarii i okresów wysokiego zapotrzebowania.

Czy BESS jest alternatywą dla generatora diesla?

BESS może być praktyczną alternatywą dla generatora diesla w przypadku krótkich lub przewidywalnych awarii. Uruchamia się bez dostarczania paliwa, nie emituje spalin na miejscu podczas pracy, wymaga mniej rutynowej konserwacji mechanicznej i pozwala uniknąć opóźnień w uruchamianiu generatora.

Jednak czas działania baterii jest ograniczony. Generator może działać tak długo, jak długo dostępne jest paliwo, podczas gdy bateria ostatecznie osiąga swój minimalny stan naładowania.

Dla obiektów narażonych na długie przerwy w dostawie prądu, hybrydowy projekt może być silniejszy:

• Bateria obsługuje natychmiastowe i krótkotrwałe obciążenia.
• Energia słoneczna wydłuża autonomię w ciągu dnia.
• Generator działa podczas długotrwałych niedoborów energii.
• EMS uruchamia generator tylko wtedy, gdy jest to konieczne.
• Bateria absorbuje zmiany obciążenia, dzięki czemu generator może działać wydajnie.

Przewodnik decyzyjny DOE dotyczący magazynowania energii na miejscu (dostępny pod adresem Better Buildings Solution Center) opisuje magazynowanie jako czystsze i cichsze rozwiązanie awaryjne w porównaniu do konwencjonalnych generatorów gazowych lub diesla.

Przekształcanie awaryjnego magazynowania energii w codzienny atut

Awaryjne magazynowanie energii generuje wartość podczas awarii, ale bateria może również działać codziennie. Może zmniejszać opłaty za zapotrzebowanie, przenosić zużycie z drogich okresów taryfowych, magazynować nadwyżki energii słonecznej lub wspierać reagowanie na zapotrzebowanie.

EMS musi zachować wystarczającą ilość energii na wypadek awarii. Jeśli agresywne obniżanie szczytów pozostawia baterię prawie pustą, system może mieć niewystarczającą pojemność, gdy rozpocznie się awaria.

Ten przewodnik wyjaśnia, jak system zarządzania energią BESS równoważy oszczędności energii z wymogami rezerwy awaryjnej.

Ocena finansowa powinna łączyć oszczędności energii elektrycznej z unikniętymi stratami spowodowanymi awariami. Raport Departamentu Energii na temat wyceny odporności z energii słonecznej i magazynowania baterii wyjaśnia, dlaczego odporność na awarie może istotnie wpłynąć na ekonomię projektu.

Bezpieczeństwo i ocena dostawców

Niezawodne zasilanie awaryjne zależy od całego systemu – nie tylko od pojemności baterii. Kupujący powinni przeanalizować:

• Chemia baterii i certyfikaty na poziomie systemu
• Napięcie PCS, przeciążenie i możliwości formowania sieci
• Komunikacja BMS i EMS
• Chłodzenie i zakres temperatur pracy
• Wykrywanie i gaszenie pożaru
• Awaryjne wyłączenie i izolacja
• Wydajność transferu ATS lub STS

Zobacz, jak inteligentny system BMS chroni ogniwa akumulatorowe i zwiększa niezawodność BESS.

Zbuduj odporność, zanim sieć zawiedzie

BESS do zasilania awaryjnego zapewnia firmom więcej niż tylko energię elektryczną w sytuacjach awaryjnych. Zapewnia szybką reakcję, chroni sprzęt krytyczny, integruje energię odnawialną i może obniżyć koszty energii podczas normalnej pracy.

Najsilniejszy system zaczyna się od badania obciążeń krytycznych. Po określeniu wymaganej mocy (kW), energii (kWh), czasu przełączania, czasu trwania awarii i priorytetów operacyjnych, akumulator, PCS, BMS, EMS, sprzęt przełączający i zabezpieczenia elektryczne mogą zostać zaprojektowane jako jedno odporne rozwiązanie zasilania.