Kuinka monta akkua tarvitset? Kaupallisen akkujärjestelmän mitoitus. Puhelu tulee tehtaanjohtajalta kello 2 aamulla. Verkkovika on pysäyttänyt tuotantolinjan, ja jokainen minuutti seisokkiaikaa maksaa sinulle tuhansia euroja. Tai ehkä tarkistit juuri viime kuun sähkölaskun, ja pelkästään kysyntämaksut riittivät pyyhkimään pois toiminnan tehokkuuden parantamisen. Kuulostaako tutulta?
Nämä ovat todellisia skenaarioita, joissa energian varastointi ei ole ylellisyyttä vaan strateginen voimavara.
Mutta kysymys "Kuinka monta akkua tarvitsen?" voi tuntua ylivoimaiselta. Tässä oppaassa ei ole tarkoitus antaa sinulle epämääräistä lukua. Sen tarkoituksena on näyttää, miten voit laskea sinun laitoksen erityisiä energiatarpeita kuin kokenut insinööri. Käymme läpi vaiheittaisen prosessin, jotta voit investoida järjestelmään, joka on oikean kokoinen toiminnallisiin tavoitteisiisi nähden ja joka on riittävän tehokas tekemään työnsä, mutta ei rasita sinua kustannuksilla, jotka aiheutuvat kapasiteetista, jota et koskaan käytä.
20kwh Server Rack akku
Kamada Power 100kWh akku kaupalliset energiavarastointijärjestelmät
Säätiö: kW vs. kWh selitetty).
Ennen kuin voimme puhua numeroista, meidän on puhuttava samaa kieltä. Kun nämä kaksi termiä ovat kunnossa, olet 90% matkan päässä.
Mikä on kilowattitunti (kWh)? Energian "kaasusäiliösi"
Helpoin tapa ajatella kilowattitunteja (kWh) on akkujärjestelmään mahtuvan energian kokonaismäärä. Se on polttoainesäiliön koko. On selvää, että 200 kWh:n järjestelmä pystyy tuottamaan paljon enemmän kokonaisenergiaa kuin 20 kWh:n järjestelmä, jolloin laitteesi toimivat paljon pidempään. Varastossa tämä määrittää, kuinka monta tuntia voit pitää kuljetinhihnat ja valot käynnissä sen jälkeen, kun sähköverkko katkeaa.
Mikä on kilowatti (kW)? Tehosi "hevosvoima"
Kilowatit (kW) puolestaan mittaavat tehoa - tehoa, joka on kurssi jolla järjestelmäsi voi tuottaa energiaa. Tämä on moottorisi hevosvoima. Sinulla saattaa olla valtava 200 kWh:n säiliö, mutta jos järjestelmässäsi on alhainen 10 kW:n teho, se ei käynnistä suurta teollisuusmoottoria. Kilowattiluokitus määrää, kuinka paljon vaihdetta voit käyttää. samaan aikaan.
Purkautumissyvyys (DoD): Miksi et voi käyttää 100% akkua?
Purkautumissyvyys on vain se prosenttiosuus akun kapasiteetista, jonka olet käyttänyt. Usko minua, et halua koskaan tyhjentää teollisuusakkua 0%:een. Jos teet sen jatkuvasti, lyhennät huomattavasti sen käyttöikää. Nykyaikaisilla kemiallisilla tuotteilla, kuten litiumrautafosfaatilla (LiFePO4), on suuri DoD, usein 90% tai enemmän, mikä tarkoittaa, että voit käyttää enemmän maksamastasi energiasta ilman, että akun pitkäaikainen käyttöikä heikkenee.
Edestakainen tehokkuus: Energia, joka katoaa käännöksessä
Se on vain fysiikkaa - kun lataat ja sitten purat akun, menetät hieman energiaa lämpönä. Kiertohyötysuhde mittaa yksinkertaisesti sitä, kuinka paljon energiaa saat ulos jokaista sisään laitettua yksikköä kohden. 95%-hyötysuhde tarkoittaa, että jokaista sisään pumpattua 100 kWh kohti saat takaisin 95 kWh käyttökelpoista energiaa. Se on pieni mutta tärkeä yksityiskohta todellisten energiavarantojesi laskennassa.
Vaihe 1: Määrittele ensisijainen tavoitteesi (tämä muuttaa kaiken).
Lopputavoitteesi määrää koko järjestelmän suunnittelun. Teollisuusasiakkaiden kanssa saamamme kokemuksen mukaan tavoitteet kuuluvat yleensä johonkin näistä kolmesta kauhasta.
Tavoite A: Tehtäväkriittinen varmuuskopiointi (toiminnan jatkuvuus)
Täällä tärkein prioriteettisi on estää kalliit käyttökatkokset. Et yritä pyörittää koko laitosta, vaan vain ehdottoman välttämättömiä asioita - palvelintelineitä, PLC-ohjaimia, hätävalaistusta ja turvajärjestelmiä. Tehtävänäsi on tehdä kriittisen kuormituksen analyysi selvittääksesi, mitä ei missään tapauksessa voida sammuttaa.
Tavoite B: Huippukulutuksen säästäminen ja kysyntämaksujen hallinta
Tiloissa, joissa on paljon sähköä kuluttavia laitteita, kuten sähköautojen latausasemat tai tuotantolaitokset, kysyntämaksut voivat olla kuukausittaisen energialaskun tappaja. Tässä tapauksessa käytät varastoitua energiaa tasaamaan kuormitusprofiilia. Lataat akkuja silloin, kun sähkö on halpaa (hiljaisina aikoina), ja purat niitä auttaaksesi laitoksen virransaannissa silloin, kun se on kallista, ja "säästät" huippukysyntää, jonka energiayhtiösi näkee ja laskuttaa sinua.
Tavoite C: Verkon ulkopuolinen teollinen toiminta
Etäisille kohteille, kuten tietoliikennemastoille, kaivosalueille tai maatalouden antureille, ei ole olemassa verkkoa. Järjestelmäsi on verkkoon. Mitoitus tätä varten on kaikkein kriittisin, koska järjestelmän on syötettävä luotettavasti virtaa koko toiminnalle 24/7 ja sillä on oltava riittävästi puskuria (autonomiaa), jotta se voi toimia useiden huonojen sääolojen tai alhaisen aurinkotuotannon päivien ajan.
Vaihe 2: Vaiheittainen mitoituslaskenta
Oletko valmis laskemaan? Tämä yksinkertainen kaava on sama perusta, jota kuka tahansa ammattimainen asentaja käyttää tarjousta tehdessään.
- Luettele kriittiset kuormat ja niiden tehot: Tunnista jokainen laite, jonka tarvitsette virtaa, ja sen kulutus.
- Laske päivittäinen energiantarpeesi (kWh): Kerro kunkin laitteen teho (kilowatteina) niiden käyttötuntien määrällä, jotka se tarvitsee vuorokaudessa. Laske ne kaikki yhteen.
- Määritä haluamasi autonomia: Kuinka monta päivää varmuuskopioita todella tarvitset? Jos kyseessä on kriittinen varmuuskopiointi kaupungissa, yksi päivä voi riittää. Etäisessä tietoliikennemastossa saatat tarvita varmuuden vuoksi 3-5 vuorokauden autonomian.
- Tekijä DoD & tehokkuus: Muista, että et voi käyttää 100% tarrakapasiteettia. Käytämme varovaisia, todellisia lukuja, kuten 90% DoD ja 95% edestakainen hyötysuhde.
- Lopullinen laskelma: Putting It All Together:
Tarvittava akkukapasiteetti (kWh) = (Päivittäinen energiantarve x Autonomiapäivät) / (DoD x edestakainen hyötysuhde).
Jos esimerkiksi kriittisten kuormien määrä on 50 kWh päivässä ja haluat yhden päivän varavoiman, laskutoimituksesi näyttää seuraavalta: (50 kWh). 1) / (0.90 0.95) = 58,5 kWh. Tämä tarkoittaa, että tarvitset järjestelmän, jossa on vähintään niin paljon nimikyltti kapasiteetti.
Enemmän kuin kWh: Muut kriittiset tekijät
Mitoituksessa ei ole kyse vain kWh:n määrästä. Kestäväksi rakennetun teollisuusjärjestelmän kohdalla on mietittävä myös näitä asioita:
- Teholuokitus (kW) ja ylijännitekapasiteetti: Pystyykö järjestelmä käsittelemään suurten moottoreiden tai LVI-yksiköiden käynnistämisestä aiheutuvaa valtavaa sysäysvirtaa? Tätä ominaisuutta ei voi missään nimessä jättää huomiotta.
- Akun kemia: LiFePO4 (LFP) on paras valinta useimpiin kaupallisiin sovelluksiin, koska se on turvallinen, pitkäikäinen ja lämpöstabiili. Mutta kiinteisiin käyttökohteisiin, joissa lämpötilat ovat äärimmäisiä ja tila ei ole ongelma, kannattaa pitää silmällä kehittyviä teknologioita, kuten natrium-ioniakut. Niistä on tulossa hyvin mielenkiintoinen vaihtoehto.
- BMS (Battery Management System): Laadukas BMS ei ole vain "nice-to-have", vaan se on järjestelmänne aivot, joista ei voi neuvotella. Se suojaa erittäin kallista investointisi hallitsemalla kaikkea maksimoidakseen käyttöiän ja turvallisuuden.
- Skaalautuvuus: Tehontarpeesi saattaa kasvaa. On fiksua valita modulaarinen järjestelmä, jonka avulla voit lisätä akkukapasiteettia myöhemmin ilman, että sinun tarvitsee repiä kaikki irti ja aloittaa alusta.
Päätelmä
Tässä vaiheessa et enää vain kysy, "kuinka paljon se maksaa?". Sinulla on valmiudet käydä todellista teknistä keskustelua. Voit määritellä tavoitteesi, käydä toimittajan kanssa läpi kuormituslaskelmat ja kysyä fiksuja kysymyksiä teholuokituksista, kemiasta ja BMS:stä. Tämä tieto tekee sinusta projektin kumppanin, ei pelkkää ostajaa.
Oletko valmis siirtymään teoriasta käytännön suunnitelmaan? Ota yhteyttä. Anna insinööritiimimme tarkastella numeroitasi ilmaisella kuormitusanalyysillä. Voimme auttaa vahvistamaan laskelmasi ja määrittämään järjestelmän, joka todella vastaa toiminnallisia ja taloudellisia tavoitteitasi.
FAQ
Miten mitoitan akkujärjestelmän huippukulutuksen säästämiseksi?
Huippuparranajon mitoitus on eri asia. Kyse ei ole niinkään varmuuskopioinnista kuin hyötytiedoista. Sinun on saatava haltuusi intervallikuormitustiedot (yleensä 15 minuutin jaksoissa), jotta näet, kuinka korkeita huiput ovat ja kuinka kauan ne kestävät. Tavoitteena on akku, jonka teho riittää kyseisen huipun alentamiseen ja kWh:n pitämiseen alhaalla koko huipun ajan.
Kumpi on tärkeämpää teollisessa sovelluksessa: syklin kestoikä vai energiatiheys?
Kaupallisen sähköistysjärjestelmän kaltaisissa kiinteissä teollisuusjärjestelmissä syklin kesto voittaa taistelun yhdeksän kertaa kymmenestä. Tarvitset akun, joka pystyy suorittamaan tuhansia syklejä 10-20 vuoden käyttöiän aikana, jotta saat rahoillesi vastinetta. Energiatiheys - kuinka paljon tehoa mahtuu pieneen tilaan - on paljon tärkeämpi, kun on kyse liikkuvista laitteista, kuten trukeista tai merialuksista.
Voinko käyttää aurinkosähköä teollisuusakkujen lataamiseen?
Ehdottomasti. Se on yksi tehokkaimmista parivaljakoista. Jujuna on varmistaa, että aurinkosähköjärjestelmäsi on tarpeeksi suuri, jotta se riittää sekä päivällä että päivällä... ja lataa akkupankkisi täyteen ennen auringonlaskua. Järjestelmä, jossa aurinkoenergian tuotanto ei pysy molempien kanssa perässä, joutuu aina leikkimään kiinniottoa.