Як визначити спеціальну акумуляторну батарею для системи зберігання енергії сонячних панелей

Проект зберігання енергії сонячних панелей не стає придатним специфікацією батареї просто через перетворення потужності ПВ на потужність батареї.

Для виробників обладнання, сонячних EPC, інтеграторів систем та постачальників рішень для зберігання енергії, батарея має відповідати профілю навантаження проекту, цілям зберігання, інвертору або PCS, умовам установки та цільовому ринку. Коли стандартні продукти не можуть задовольнити ці вимоги, наступним кроком є визначення особистої специфікації батареї, яку може оцінити, створити прототип і виробити виробник.

Цей керівництво пояснює, як перейти від вимог до проекту до специфікації, готової до виробництва, і RFQ.

Крок 1: Визначте, що батарея має зробити

Почніть з додатку, а не з моделі батареї.

Визначте, як буде використовуватися акумулятор, і що очікується від системи сонячних панелей. Наприклад, проект може використовувати акумулятор для збільшення сонячного автономного споживання, зменшення пікового навантаження, забезпечення резервного живлення або підтримки системи без мережі. Кожен випадок використання створює різні вимоги до ємності акумулятора, потужності, профілю роботи та контролю.

Базова інформація про проект має включати потужність сонячної електростанції, типове та пікове навантаження, критичне навантаження, якщо потрібно резервне живлення, бажаний термін зберігання, наявну або плановану конфігурацію сонячних панелей та умови установки. Для існуючої системи також визначте поточний інвертор або ПСК та чи буде батарея підключена через Архітектура зі зв’язком AC або DC.

Розгляньте проєкт C&I з 500 кВтп сонячних панелей, піковим навантаженням 350 кВт і потребою в резервному живленні протягом двох годин. Ці цифри дають початкову точку для визначення потужності батареї, але самі по собі не визначають кінцеву ємність батареї.

Важливий результат цього кроку — чітке описання призначення батареї в системі. Це стає основою для електричних вимог на наступному кроці.

Крок 2: Визначте необхідну енергію та потужність

Специфікація батареї потребує двох окремих цілей: корисна енергія в кВт·год і потужність у кВт.

Для програм резервного копіювання корисним початковим обчисленням є:

Необхідна корисна енергія ≈ критичне навантаження × необхідний термін резервування

Якщо критична навантаження становить 200 кВт, а необхідний термін аварійного живлення — два години, система потребує приблизно 400 кВт·год корисної енергії. Необхідна номінальна ємність батареї зазвичай буде вищою, оскільки проектування також має враховувати глибину розряду, втрати перетворення, умови експлуатації та необхідну продуктивність протягом терміну служби батареї.

Для селф-консуміції сонячної енергії або зниження пікового навантаження, розрахунок має відображати фактичний профіль роботи об’єкта. Акумулятор може заряджатися, коли сонячна генерація перевищує навантаження, і розряджатися під час вибраних періодів. У цих застосуваннях годинні дані навантаження та сонячної генерації можуть забезпечити набагато кращу основу для визначення розміру, ніж сама потужність сонячних панелей.

Потужність потрібно тоді перевіряти незалежно. Якщо система має віддавати 200 кВт, батарея з 400 кВт·год корисної енергії забезпечує приблизно дві години теоретичного часу розряду при цій потужності:

Тривалість зберігання = корисна енергія ÷ потужність розряду

Фактичний дизайн все ще потребує врахування обмежень інвертора/PCS, обмежень роботи батареї та втрат системи.

В кінці цього кроку проект має мати визначену корисну енергетичну ціль і неперервну ціль потужності. Це стають основними електричними вимогами для спеціального акумулятора.

Крок 3: Перевірте вимоги до інвертора, ПСС та БСП

Аккумулятор не може бути визначений окремо від обладнання, з яким він має працювати.

Для нової системи підтвердьте плановані вимоги до інвертора або ПКС перед тим, як остаточно визначатися з батареєю. Для проекту модернізації ці вимоги є навіть важливішими, оскільки існуюче обладнання може накласти фіксовані межі.

Перевірте модель інвертора або ПС, діапазон напруги постійного струму, максимальний струм заряду та розряду, вимоги з боку батареї та інтерфейс комунікації. Відповідно до правил, BMS може потребувати комунікації з інвертором, PCS або EMS через CAN, RS485 або інший вказаний протокол.

Це не просто питання підтвердження того, чи використовують два продукти один і той же конектор. Діапазон напруги батареї, здатність до струму, логіка BMS, обмеження захисту та поведінка комунікації мають бути сумісними з системою.

Наприклад, якщо ППС вимагає, щоб батарея працювала в певному діапазоні постійного струму, конфігурація батареї повинна бути розроблена навколо цього діапазону. Якщо ППС залежить від комунікації БСМ для контролю зарядки та розрядки, необхідний протокол комунікації та обмін даними мають бути визначені до завершення проектування батареї.

Щодо детальних розглядуваних питань зі збігом інвертора та акумулятора, проект також може посилатися на існуючу інструкцію ACE Battery щодо Як відповідати сонячному інвертору з батареєю LiFePO4.

Результатом цього кроку є визначений набір електричних та комунікаційних обмежень, які має задовольняти спеціально виготовлений акумулятор.

Крок 4: Визначте, що насправді потребує адаптації

Після того як системні вимоги стають зрозумілими, визначте, чи може стандартний акумулятор їм відповідати.

Стандартний продукт може бути придатним, коли його напруга, ємність, потужність, розміри, інтерфейс зв'язку та сумісність з інвертором вже відповідають проекту. Налаштування стає актуальним, коли одне або кілька критичних вимог виходять за межі стандартної конфігурації продукту.

Наприклад, налаштування може розглядатися, коли проект потребує певної напруги або потужності, має строгі обмеження щодо простору, потрібні спеціальні функції BMS, потребує інтеграції з певним інвертором або PCS, або потрібна інша механічна конфігурація.

Той самий принцип стосується проектів OEM та приватних брендів. Акумулятор може відповідати електричним вимогам, але все ще потребуватиме змін у конфігурації продукту або технології виробництва.

Мета, отже, не полягає в налаштуванні як можна більше параметрів. Це визначення тих вимог, які не можуть бути задоволені підходящим стандартним продуктом, і налаштування лише там, де це необхідно.

Ця різниця може зменшити непотрібну інженерну роботу, зберігаючи батарею відповідно до фактичного застосування.

Крок 5: Створення спеціфікації власної батареї

Після визначення необхідної налаштованості, перетворіть проєктні вимоги в єдиний технічний специфікацію.

Специфікація має визначати параметри, проти яких виробник повинен проектувати, а не просто описувати проект загальними термінами.

На електричному рівні вкажіть хімію батареї, номінальне напругу, корисну ємність, номінальну потужність зарядки/розрядки, DoD та необхідний цільовий термін служби.

На рівні інтеграції визначте інвертор або ПСТ, діапазон напруги, комунікаційний інтерфейс, вимоги до БСМ та вимоги до СЕМ.

Механічні та екологічні вимоги мають охоплювати доступний простір для встановлення, максимальні розміри, конфігурацію встановлення, температуру експлуатації та вимоги до корпусу, якщо це застосовно.

Нарешті, визначте цільовий ринок та вимоги до дотримання, які стосуються передбаченого конфігурації батареї та системи.

Корисний специфікація, отже, може виглядати більш як:

Застосування C&I сонячних панелей / LFP / визначений номінальний напруга / визначена корисна ємність / визначена неперервна потужність / вказане глибина заряду / CAN-комунікація з цільовим PCS / зовнішня установка / визначені розмірні обмеження / вимоги до цільового ринку

ні просто:

500 кВт-п сонячна система + 1 МВт·год батарея

Перший надає виробнику точку початку інженерної розробки. Другий надає лише опис на рівні проекту.

Специфікація також має розрізняти обов'язкові вимоги та бажані вимоги. Це дає виробникові можливість запропонувати альтернативні конфігурації, де вони можуть досягти тих самих цілей проекту ефективніше.

Крок 6: Перетворіть специфікацію на спеціальну запит на купівлю батареї

Після того, як технічна специфікація буде готова, вона може стати основою для спеціальної запиту на купівлю акумулятора.

RFQ не має повторювати всю дискусію про проект. Натомість, використовуйте готовий специфікацію як технічну основу і додайте інформацію, яку потрібно виробнику для оцінки розробки та виробництва.

Це зазвичай включає необхідну кількість прототипів, очікувану обсяг виробництва, цільовий графік розробки, бажану дату масового виробництва, а також будь-які вимоги до підтримки валідації або сертифікації.

Наприклад, покупець може запросити:

Розробити та виставити ціну на спеціальну акумуляторну батарею LFP для комерційних і промислових сонячних фотоелектричних застосувань на основі прикріпленого електричного та механічного специфікації. Акумулятор має спілкуватися з визначеним ПС, відповідати визначеному діапазону роботи та бути перевіреним до пілотного виробництва.

Це дає виробнику багато чіткішу основу для оцінки можливості та вартості, ніж загальне запитання про "особистий сонячний акумулятор".

При порівнянні пропозицій зверніть увагу на те, чи може виробник забезпечити визначені технічні вимоги, підтримувати необхідну інтеграцію та перевірку, а також масштабувати проект від прототипу до виробництва.

Для ОЕМ і системних інтеграторів, які шукають довготривалий партнер OEM/ODM для сонячних акумуляторів, це також точка, де можливості розробки стають такими ж важливими, як і початкова ціна продукту.

Є готовим проектом специфікації? ACE Battery може працювати з OEM, інтеграторами систем та постачальниками рішень для зберігання енергії, щоб оцінити особисті потреби в батареях та потреби у розробці.

Крок 7: Перевірити акумулятор перед серійним виробництвом

Цитата виробника та прототип не підтверджують, що батарея готова до виробництва. Прототип потрібно протестувати відповідно до вимог, встановлених на етапі специфікації.

Почніть з електричної перевірки. Підтвердьте фактичну ємність батареї, діапазон напруги, характеристики заряду/розряду, потужність, та функції захисту.

Потім протестуйте інтеграцію системи з призначеним інвертором або ПСК. Повідомлення БСМ, тривоги, робочі межі та керування зарядом/розрядом мають бути перевірені за умов, що відповідають реальним.

Додаткові екологічні, корпусні, безпеки та відповідності тестування можуть бути необхідними залежно від застосування, цільового ринку та кінцевої системної конфігурації.

Процес розробки повинен, таким чином, слідувати контролеваному послідовності:

Специфікація → Прототип → Перевірка → Пілотне виробництво → Масове виробництво

Мета перевірки не тільки підтвердити, що батарея працює. Це підтвердити, що вона працює в рамках призначеного системи зберігання сонячної енергії та відповідно до угодної специфікації.

Для проектів OEM і ODM виявлення проблем з дизайном або інтеграцією до пілотного або масового виробництва може допомогти уникнути подальших змін у дизайні батареї, оснастці, роботі по сертифікації та процесі виробництва.

Від вимог проекту сонячної електростанції до спеціальної батареї

Проект власного акумулятора простіше керувати, коли кожен етап надає необхідну інформацію наступному:

Заявка на проект → Енергетичні та електроенергетичні вимоги → Обмеження інвертора/PCS → Рішення про модифікацію → Технічні характеристики акумулятора → Запит ціни → Підтвердження прототипу → Виробництво

Цей підхід уникатиме вважати ємність батареї єдиним параметром проектування. Він також дасть виробникові достатньо технічного контексту для оцінки батареї як частини повної системи зберігання енергії.

Для ОЕМ, сонячних ЕПК, інтеграторів систем та брендів з енергозберігання, ACE Battery надає спеціально розроблені батареї та системи енергозберігання для конкретних потреб у застосуванні.

Якщо ви розробляєте проект сонячної електростанції + системи зберігання енергії, і вам потрібно акумулятор, розроблений навколо вашої системи, зверніться до ACE Battery з вашими вимогами до проекту, щоб обговорити специфікацію, розробку прототипу та виробництво.