Чому комерційні системи зберігання енергії використовують високе напруга?

Системи зберігання енергії для комерційних та промислових (C&I) об'єктів зазвичай працюють на більш високих рівнях потужності та більших ємностях, ніж житлові системи. Зі збільшенням потужності системи, керування струмом акумулятора стає все більш важливим для електричних втрат, вимог до кабелів, теплового управління та загального проектування системи.

Ось чому високовольтні системи зберігання енергії широко розглядаються для комерційних і промислових застосувань. Працюючи за більш високим постійним напругою, система зберігання енергії може надавати ту саму потужність при меншому струмі, що допомагає створити більш управлінну та масштабовану архітектуру системи. 

Чому C&I ESS використовує високе напруга?

Потужність, напруга та струм

Для заданого потужності, напруга та струм тісно пов'язані. Більша напруга постійного струму дозволяє передати ту саму потужність при меншому струмі.

Наприклад, система потужністю 100 кВт, що працює при 500 В, потребує приблизно удвічі більшого струму, ніж система, що надає ту саму потужність при 1 000 В. Зі збільшенням потужності системи C&I ESS ця різниця стає більш значущою для проектування акумулятора та інших компонентів сторони постійного струму. Ось чому напруга акумулятора є важливою характеристикою при проектуванні високовольтної системи зберігання енергії.</p> 

Чому важливо знижувати потік

Низький струм батареї може мати кілька практичних переваг для систем зберігання енергії C&I:

• Зменшення втрат опору: Зменшення потоку струму може зменшити втрати I²R у кабелях, шинках та інших провідних компонентах.

• Більш управлінні вимоги до провідника: Зменшення потоку струму може зменшити електричні навантаження, що додаються до кабелів і провідників, що стає все більш актуальним у системах з більшою потужністю.

• Менше тепловиділення, пов'язане зі струмом: Зменшення потоку струму може зменшити тепло, що виникає внаслідок електричного опору в провідниках і з’єднаннях, сприяючи більш зручному тепловому проектуванню.

Ці переваги не означають, що високовольтна система зберігання енергії автоматично забезпечує більш високу загальну ефективність. Фактична ефективність системи зберігання енергії залежить від повної системи, включаючи акумуляторні елементи, БСМ, ПСК, кабелі, систему тепловідведення та умови експлуатації. Основна перевага вищого напруги полягає в тому, що вона надає більш управлінну рівень струму для більш потужних C&I застосувань.

Як високе напруга впливає на проектування систем зберігання промислових і комерційних акумуляторів

Переваги високовольтної архітектури стають більш практичними при аналізі фактичного проектування системи зберігання електроенергії. Нижчий струм може впливати на те, як розмірується електрична система з боку постійного струму, як керується теплом і як система масштабується при зростанні потужності та ємності.

Більш прийнятні вимоги до кабелів і проводів

У Система зберігання енергії C&I, кабелі, шини та електричні з’єднання повинні бути розраховані так, щоб безпечно витримувати робочий струм. При збільшенні потужності системи, більший струм ставить більші вимоги до цих компонентів.

Система батареї з більш високим напругою може надавати ту саму потужність при меншому струмі. Це може допомогти зменшити електричні навантаження на кабелі та провідники, роблячи проектування сторони постійного струму більш зручним у міру зростання системи. Користь стає особливо актуальною, коли ЕСС використовує кілька стінок батарей або працює на більш високих рівнях потужності.

Вибір кабелю, проте, все ще залежить від таких факторів, як номінальний струм, довжина кабелю, умови прокладання, температура та відповідні електричні вимоги. Висока напруга не знищує потреби у правильному підборі перетину провідників та захисті.

Підтримка теплового управління

Потік також впливає на тепловиділення в електричних провідниках і з'єднаннях. Більший потік загалом призводить до більшого опорного нагрівання, що може збільшувати теплове навантаження системи сторони постійного струму.

Постачаючи необхідну потужність при нижчому струмі, високовольтна архітектура може допомогти зменшити це тепловиділення, пов'язане зі струмом. Це може зробити управління теплом більш зручним у системах накопичення енергії для промислових і комерційних цілей.

Це не означає, що висока напруга зменшує потребу в охолодженні батареї. Елементи та модулі все ще генерують тепло під час зарядки та розрядки, тому загальна система потребує відповідного теплового управління на основі хімії батареї, умов експлуатації, потужності, що потрібна, та проектування системи.

Підтримка масштабованих архітектур ESS

При зростанні комерційного проекту зі зберігання енергії система може потребувати більшої потужності, більшої ємності енергії або додаткових батарейних стелажів. Кожне збільшення збільшує складність електричної архітектури сторони постійного струму.

Високовольтна архітектура допомагає підтримувати струм на прийнятному рівні при збільшенні потужності. Це забезпечує більші можливості при інтеграції кількох батарейних стірок та проектуванні більших конфігурацій C&I ESS.

Головна ідея полягає в тому, що висока напруга не є корисною просто тому, що показник напруги більший. Її практична цінність полягає в тому, щоб допомогти керувати струмом, коли система зберігання енергії стає більшою та потужнішою. Це робить архітектуру напруги важливою складовою при проектуванні масштабованої системи зберігання енергії для комерційних і промислових об’єктів.

Сумісність високовольтної батареї та ПСК

Система високовольтних акумуляторів не може бути вибрана незалежно від ППС. Діапазон робочого напруги акумулятора має бути сумісним з діапазоном постійного струму ППС, тоді як потужність акумулятора також має відповідати потрібному системному виходу.

Сумісність PCS також передбачає зв'язок і захист. BMS має ефективно спілкуватися з PCS або системними керуваннями, тоді як високовольтна батарейна система потребує відповідного моніторингу та електричної безпеки.

Тому вибір високовольтної СЕС є рішенням на рівні системи. Напруга батареї, діапазон роботи, потужність, БС, сумісність ПКС та вимоги до захисту повинні оцінюватися разом, а не вважати напругу окремим технічним параметром.

Коли висока напруга має сенс для промислового та комерційного енергозберігання?

Порівняно з низьковольтною архітектурою, високовольтна архітектура стає більш актуальною, коли вимоги до проєкту зберігання енергії для комерційних і промислових споживачів роблять проектування системи постійного струму більш складним. Умови застосування вже не єдині, на яких базується прийняття рішення, воно має ґрунтуватися на рівні потужності, масштабі системи та вимогах інтеграції проєкту.

Більші вимоги до потужності

Високе напруга особливо варто враховувати для проектів ESS для промислових і комерційних споживачів з порівняно високими потужнісними потребами, де управління електричною архітектурою сторони постійного струму стає все більш важливим. Зі зростанням рівнів потужності більш високовольтна акумуляторна архітектура може забезпечити більш практичний підхід до проектування системи.

Більші та складніші системи акумуляторів

Висока напруга також може мати сенс, коли проект потребує більшої енергетичної потужності або кількох стелажів з батареями. Масштабована архітектура батарей може надати більшої гнучкості для збільшення ємності зберігання або розширення системи з часом, не ускладнюючи непотрібно загальної конструкції сторони постійного струму.

Це особливо актуально для проектів C&I, де початкова система може потребувати урахування майбутнього збільшення потужності або ємності.

Більш строга інтеграція систем

Системи високого напруги часто розглядаються для проектів, які передбачають кілька енергетичних і потужних компонентів, таких як:

• Сонячна енергія плюс накопичення: Інтеграція систем зберігання енергії з комерційними або промисловими сонячними електростанціями.

• Зарядка електромобілів та накопичення енергії: Поєднання зберігання енергії з інфраструктурою високої потужності для електроавтомобілів.

• Мікромережі: Синхровання зберігання енергії акумуляторів із розподіленим генеруванням та локальними навантаженнями.

• Промислове резервне живлення: Підтримка більш масштабних або більш потужних навантажень, де архітектура системи акумуляторів є важливою складовою проектування.

Ці додатки не потребують високої напруги автоматично. Натомість, їхні більш високі рівні потужності, більш масштабні системні конфігурації або складніші вимоги до інтеграції можуть зробити архітектуру ВН більш актуальною.

Високе напруження не є автоматичним правильним вибором

Мета полягає не в тому, щоб вибирати найвищу можливу напругу батареї. Підходяща архітектура залежить від повної системи, включаючи потужність та енергію, сумісність з PCS, BMS і захист, тепловий менеджмент, умови встановлення та майбутню масштабованість.

Для енергозберігання в системах C&I високе напруження має найбільший сенс, коли воно вирішує конкретну вимогу до проектування системи, а не просто є більш високим технічним завданням.

Шукаєте рішення для високовольтної батареї для C&I ESS?

Акумулятор ACE надає спеціалізовані рішення з літій-батареями для комерційних та промислових застосувань зберігання енергії. Наш підхід враховує повні системні вимоги, включаючи конфігурацію батареї, діапазон напруги, потужнісні вимоги, інтеграцію BMS, безпеку, тепловий менеджмент та сумісність PCS.

Для проектів, які потребують системи високовольтного акумулятора, ACE може підтримати спеціальні проєктні вимоги до батарейних систем та інтеграції системи, щоб допомогти створити рішення, відповідне потужності, ємності та масштабованості проекту.

Висновок

Високе напруга - це не просто використання більшої напруги батареї. Для систем зберігання енергії C&I його значення стає більш помітним, коли потужність, ємність та складність системи зростають. Зберігаючи постійний струм на більш управлінному рівні, архітектура високої напруги може підтримувати практичний електричний, тепловий та масштабований дизайн системи.

Однак, висока напруга не є автоматичним правильним вибором для кожного проекту. Підходяща архітектура має визначатися повним проектуванням системи зберігання енергії (ESS), включаючи потужність та енергетичні потреби, сумісність з ПС, БСМ, захист, теплове управління та потреби у майбутньому розширенні.

Нарешті, правильна архітектура високого напруги — це та, яка враховує специфічні потреби системи зберігання енергії C&I, а не просто забезпечує більшу напругу.